Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Deze thesis behandelt het ontwerp van multivariabele regelaars gebaseerd op ontkoppeling. Een dergelijk ontwerp bestaat uit twee stappen: (1) de berekening van ontkoppelingstransformaties van de ingangen en de uitgangen, zodanig dat het getransformeerde systeem optimaal ontkoppeld is en (2) het ontwerp van onafhankelijke SISO regelaars voor de diagonaal elementen van het getransformeerde systeem. De motivatie voor dit onderzoek ligt in de onbevredigende resultaten van de bestaande MIMO ontwerp methodes voor regelaars: (1) een gedecentraliseerde benadering, dit is een combinatie van onafhankelijke SISO regelaars, levert meestal onvoldoende performantie, (2) de geavanceerde MIMO technieken, bv. mu-synthese, zijn moeilijk af te stellen en te implementeren in de praktijk en (3) de bestaande ontkoppelingsmethodes resulteren in sub-optimale ontkoppeling en daaruit volgend in een beperkte performantie. Een nieuwe methode om de ontkoppelingstransformaties te ontwerpen en optimaliseren is ontwikkeld. De optimalisatie procedure maximaliseert de haalbare performantie met een gedecentraliseerde regelaar ontworpen voor het getransformeerde systeem. De resulterende optimale ontkoppeling levert de volgende voordelen: (1) geen MIMO model is vereist (de ontkoppeling is gebaseerd op de opgemeten FRF matrix), (2) de berekening van de ontkoppelingstransformaties is volledig geintegreerd met het ontwerp van de gedecentraliseerde regelaar, dit resulteert in een verbeterde performantie, (3) het ontwerp van deze regelaar is even eenvoudig als een gedecentraliseerd ontwerp en (4) de bekomen controle-performantie is vergelijkbaar, en in meeste gevallen zelfs beter dan de performantie bekomen met mu-synthese en de bekomen performantie is significant beter dan de bereikbare performantie met de bestaande ontkoppelingsprocedures. Om het ontwerp van de regelaar verder te vereenvoudigen, worden richtlijnen ontwikkeld die de haalbare performantie van een lineaire regelaar voorspellen op basis van eenvoudig meetbare karakteristieken van de testopstelling. Dit laat toe om a priori te bepalen wat wel en wat niet bereikbaar is met een lineaire regelaar. Deze nieuwe ontkoppelingsprocedure is grondig vergeleken met alle bestaande procedures, zowel op simulatie voorbeelden als op experimentele opstellingen. De experimentele validatie is uitgevoerd op drie trillingsproefstanden uit de automobielindustrie. Het MIMO controle probleem in deze toepassingen bestaat uit het opleggen van vooraf gedefinieerde belastingen door de hydraulische actuatoren van de proefstand juist te sturen. De experimenten bevestigen de gunstige eigenschappen van de ontwikkelde optimale ontkoppelingsprocedure en de nauwkeurigheid van deontwikkelde richtlijnen om de haalbare performantie te voorspellen. This dissertation deals with the design of multivariable feedback controllers based on decoupling. Such a design consists of two steps: (1) the calculation of input and output decoupling transformations such that the transformed system is optimally decoupled and (2) the design of independent SISO controllers for the diagonal elements of the transformed system. This research is motivated by the unsatisfactory results of the existing MIMO control design approaches: (1) a decentralized controller, i.e. a combination of independent SISO controllers, often yields insufficient performance, (2) the advanced MIMO techniques, e.g. mu-synthesis, are hard to tune and implement in practice, and (3) the existing decoupling procedures yield suboptimal decoupling results and consequently a limited performance. A new method to design and optimize the decoupling transformations is eveloped. The optimization procedure is a maximization of the performance achievable with a decentralized controllerdesigned for the transformed system. The resulting optimal decoupling yields the following advantages: (1) no MIMO model is required (the decoupling step is based on the measured FRF matrix), (2) the decoupling calculation is fully integrated with the subsequent robust decentralized control design yielding improved performance, (3) the control design is as straightforward as a decentralized control design and (4) the obtained control performance is comparable or in most cases even better than achieved with mu-synthesis, and is significantly better than the performance obtained with other decoupling procedures. In order to make the control design more straightforward, guidelines are developed which predict the achievable performance of alinear controller based on easily measurable characteristics of the test setup. This allows to state a priori what is and what is not achievable with a linear controller. This new decoupling procedure is thoroughly compared with all existing procedures, both on simulation and experimental examples. The experimental validation is performed on three automotive vibration test rigs. The MIMO control problem in these applications consists of applying predefined loadings by controlling the hydraulic actuators of the test rig. The experiments confirm the favorable properties of the developed optimal decoupling approach and the accuracy of the developed guidelines to predict the achievable performance. Het doctoraat zoekt naar vereenvoudigde methodes voor het aansturen van machines met meerdere ingangen en uitgangen. Klassiek worden dergelijke systemen gestuurd met behulp van onafhankelijke regelaars voor elke uitgang. Door de steeds hogere eisen betreffende nauwkeurigheid en snelheid van machines is de performantie van deze eenvoudige benadering onvoldoende. Omdat de complexe benadering, gebaseerd op een volledig model met meerdere ingangen en uitgangen in praktijk vele problemen geeft, zoekt dit doctoraat naar praktisch bruikbare methodes die deze complexe modellering vermijden, maar toch de interactie tussen de verschillende ingangen en uitgangen in rekening brengen om zo de performantie te verbeteren. Het doctoraat evalueert de ontwikkelde methodes op 3 verschillende industriële testopstellingen. De beschouwde industriële toepassing is de aansturing van een hydraulische trillingsproefstand voor wagens. Deze proefstanden worden gebruikt om vermoeiings-, comfort-, en NVH-eigenschappen van wagens te testen. Tijdens deze testen moet aan de wagen welbepaalde trillingen opgelegd worden. De aansturing van de hydraulische zuigers zodat de wagen de opgelegde beweging volgt, vormt een multivariabel regelprobleem. Experimentele validatie toont aan dat de bekomen performantie significant beter is dan de performantie haalbaar met de bestaande multivariabele controle-technieken. This research looks for simplified methods to control multiple-input multiple-output systems. These systems are classically controlled in industry by independent controllers for each output. Due to the increasing demands with respect to accuracy andspeed, the achieved performance with this simplified approach is insufficient. A theoretical well-established complex approach, based on a complete multiple-input multiple-output model yields however many problems in practice. Therefore, this research looks for practically applicable methods, which avoid this complex modelling but which take the interaction between the different inputs and outputs into account yielding an improved performance. The developed methods are evaluated on 3 different industrial test setups. The considered industrial application is the control of an automotive vibration test rig. These test rigs are used to analyze durability, comfort and NVH properties of a car. Predefined vibrations have to be applied to the car. The calculation of the control signals such that the car follows the desired vibrations is a multivariable control problem. Experimental validation shows that the performance, achieved with the new control design procedure, is significantly better than what is achievable with existing multivariable control techniques.

Academic collection --- 681.51 <043> --- Automatic control systems in general. Technical cybernetic features--Dissertaties --- Theses --- 681.51 <043> Automatic control systems in general. Technical cybernetic features--Dissertaties

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

#BIBC:T1997 --- Academic collection --- 681.51 <043> --- Automatic control systems in general. Technical cybernetic features--Dissertaties --- Theses --- 681.51 <043> Automatic control systems in general. Technical cybernetic features--Dissertaties