Control Systems with Actuator Saturation

Hu, Tingshu; Lin, Zongli

doi:10.1007/978-1-4612-0205-9

Cited by 1,026 publications

(325 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

304

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…[4], [6], [7] and the references therein). However, the problem of coping with actuator saturation within DSS has received scant attention.…”

Section: Successful Existing Control Strategies For Dss Include Lineamentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Model predictive control of dynamically substructured systems with application to a servohydraulically actuated mechanical plant

Stoten

2010

IET Control Theory Appl.

View full text Add to dashboard Cite

Dynamically substructured systems (DSS) are increasingly used by the dynamics testing community. DSS involves the physical testing of full size critical components in parallel with numerical testing of the remaining components. This has certain advantages over other testing methods [24]. However, the synchronization of the signals at the interface between the physical and numerical substructures of DSS requires a high fidelity controller. In practice, the performance of the DSS testing can be significantly degraded by input saturation of the actuators. In this paper, we use model predictive control (MPC) to cope with the saturation problem in DSS. To facilitate the MPC and observer design for DSS, a modified DSS framework based on an existing one is proposed [22]. As a case study, a quasi-motorcycle (QM) system is converted into the modified DSS framework and a traditional on-line MPC control strategy is implemented in real-time.

show abstract

“…[4], [6], [7] and the references therein). However, the problem of coping with actuator saturation within DSS has received scant attention.…”

Section: Successful Existing Control Strategies For Dss Include Lineamentioning

confidence: 99%

“…Based on the modified DSS framework, it is convenient to design a reduced-order observer, which can result in less computational burden than a full-order observer designed by (6). This is especially beneficial when the on-line computation time is large.…”

Section: Dss Observer Designmentioning

confidence: 99%

Model predictive control of dynamically substructured systems with application to a servohydraulically actuated mechanical plant

Stoten

2010

IET Control Theory Appl.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Recently such a problem has drawn renewed attention, in particular due to the refinement to cope with nonlinearities like the saturation [4,5]. A new Lyapunov function depending on the nonlinearity but avoiding its integral has been proposed by the authors to study the Lur'e problem in discretetime [6] and its frequency domain interpretation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Min-switching local stabilization for discrete-time switching systems with nonlinear modes

Jungers

Gonzaga

Daafouz

2013

Nonlinear Analysis: Hybrid Systems

View full text Add to dashboard Cite

This paper deals with the discrete-time switched Lur'e problem in finite domain. The aim is to provide a stabilization inside an estimate of the origin's basin of attraction, large as possible, via a suitable switching rule. The design of this switching rule is based on the min-switching policy and can be induced by sufficient conditions given by Lyapunov-Metzler inequalities. Nevertheless instead of intuitively considering a switched quadratic Lyapunov function for this approach, a suitable switched Lyapunov function including the modal nonlinearities is proposed. The assumptions required to characterize the nonlinearities are only mode-dependent sector conditions, without constraints related to the slope of the nonlinearities. An optimization problem is provided to allow the maximization of the size of the basin of attraction estimate -which may be composed of disconnected sets -under the stabilization conditions. A numerical example illustrate the efficiency of our approach and emphasize the specificities of our tools.

show abstract

“…Motivados por este problema, uma grande quantidade de autores tem publicado trabalhos nessa área (ver, por exemplo, (Kapila and Grigoriadis, 2002), (Hu and Lin, 2001), (Tarbouriech et al, 2007), (Gomes da Silva Jr. et al, 2002) e referências nestes contidas). Em particular, podem ser encontradas abordagens para o projeto de leis de controle estabilizantes que levam em conta a priori a ocorrência da saturação.…”

Section: Introductionunclassified

“…No caso de estabilização global, para um dado ponto de equilíbrio (sem perda de generalidade, considerado como a origem), é mostrado na literatura ( (Sontag and Sussmann, 1990), (Burgat and Tarbouriech, 1992)) que é sempre possível encontrar uma realimentação de estados linear saturante que estabilize e melhore o desempenho do sistema em malha fechada, desde que este seja assintoticamente estável em malha aberta. Em (Hu and Lin, 2001) e (Saberi et al, 2000) são apresentados resultados para a estabilização semi-global, onde é assumido que o sistema em malha aberta seja "null controllable", ou seja, no caso discreto, todos os autovalores estão no interior ou sobre o círculo de raio unitário centrado na origem do plano complexo. Para sistemas instáveis em malha aberta, apenas a estabilização local (regional) é possível.…”

Section: Introductionunclassified

Estratégia de controle para o seguimento de referências em sistemas de tempo discreto com atuadores saturantes

Flores

Silva

2010

Sba Controle & Automação

View full text Add to dashboard Cite

Reference Tracking Strategy for Discrete-time Systems With Saturating ActuatorsThis paper addresses the problem of tracking constant references for linear systems subject to actuator saturation considering an state-space framework. The constant reference tracking and the constant disturbance rejection are taken into account by the introduction of an integral action in a unitary output feedback scheme. Based on this structure, conditions to design simultaneously a stabilizing feedback gain and an anti-windup gain are presented in the form of matrix inequalities. These conditions ensure that the trajectories of the closed-loop system are bounded in an invariant ellipsoidal set, provided that the initial conditions are taken in this set and the references and the disturbances belong to a certain admissible set. LMI-based optimization problems are then proposed to compute the gains aiming at enlarging the set of admissible references, disturbances or initial conditions.KEYWORDS: reference tracking, actuator saturation, antiwindup, LMIs. RESUMOEste trabalho aborda o problema de seguimento de referências em sistemas lineares sujeitos à saturação dos atuadores através de uma representação no espaço de estados. O objetivo é garantir o seguimento de referências constantes e a rejeição de perturbações também constantes, em regime permanente, através da adição de uma ação integral a uma malha de controle com realimentação unitária. Baseado nesta estrutura, condições na forma de inequações matriciais são propostas para o projeto simultâneo de uma realimentação de estados estabilizante e de um controlador de anti-windup estático. Estas condições garantem que as trajetórias do sistema em malha fechada são limitadas em um conjunto invariante se as condições iniciais do sistema pertencerem a este conjunto e se as referências/perturbações pertencerem a um certo conjunto admissível. Problemas de otimização baseados em inequações matriciais lineares (LMIs) são então propostos para maximizar os conjuntos de referên-cias/perturbações e/ou condições iniciais admissíveis.PALAVRAS-CHAVE: seguimento de referências, saturação de atuadores, anti-windup, LMIs. INTRODUÇÃONas malhas de controle reais, atuadores estão sujeitos a uma série de restrições, podendo estas serem tanto construtivas quanto inerentes ao processo que se deseja controlar. Foi visando introduzir estas restrições nos modelos teóricos que surgiu o conceito de saturação. Os efeitos causados pela saturação em malhas de controle são bem conhecidos. O menos nocivo deles é a perda de desempenho, podendo deixar o sistema mais lento e menos amortecido. Além disso, a saturação pode provocar o aparecimento de pontos de equilíbrio indesejados, ciclos-limite ou ainda, em um caso extremo, le-

show abstract

Control Systems with Actuator Saturation

Abstract: Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Hu, Tingshu.Control systems with actuator saturation : analysis and design / Tingshu Hu, Zongli Lin. p. cm.-{Control engineering) Includes bibliographical references and indeX.

Cited by 1,026 publications

References 0 publications

Model predictive control of dynamically substructured systems with application to a servohydraulically actuated mechanical plant

Model predictive control of dynamically substructured systems with application to a servohydraulically actuated mechanical plant

Min-switching local stabilization for discrete-time switching systems with nonlinear modes

Estratégia de controle para o seguimento de referências em sistemas de tempo discreto com atuadores saturantes

Contact Info

Product

Resources

About