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April 16, 2010
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April 19, 2010
Abstract
Event-based control aims at reducing the communication effort within a control loop by closing the feedback loop only if an event indicates e. g. a substantial control error. This paper proposes two new methods for event-based control that conjointly guarantee ultimate boundedness of the event-based control loop. The global approach faces the problem of driving a system from its initial state into a desired target set in the state space, whereas the local approach aims at keeping the system state within the target set. Both methods are experimentally evaluated by their application to a thermofluid process.
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April 19, 2010
Abstract
A robust rendezvous controller design for multi-agent systems (MAS) is presented. The agents are modeled as Euler-Lagrange systems which exchange their position information on a packet-switched communication network, where the resulting communication delay is modeled in a distributed delay framework. A synthesis method for static position feedback controllers for these agents is proposed. It achieves rendezvous for uncertain communication delays with bounded average delay and for heterogeneous uncertain agent dynamics. The controllers only have to satisfy certain design conditions that relate sector bounds of the agent dynamics, Lipschitz bounds of the controllers, and the average communication delays of the network. A major advantage of the presented design condition is that the controller parameters depend only on the dynamics of the corresponding agent and the average communication delay to its neighbors, but not on the dynamics of the other agents or the delays in other parts of the network. This decentralized feature of the controller design is particularly useful for large and heterogeneous MAS. The performance of the controllers is illustrated by simulation.
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April 19, 2010
Abstract
The control performance of a wireless networked control system is a complex function of control structure, control system parameters e. g. sampling period, controller gain and communication system structure and parameters e. g. random delay, packet loss. Further limitations may arise from low energy low performance computing nodes. In order to predict or even optimize the control performance, a joint design of both the control system with appropriate control structures and the communication system with appropriate communication protocols is intended. In this contribution a wireless networked control system where sensors, controller, and actuator communicate over a dedicated wireless network is analyzed and implemented. It is shown how to use different controllers in conjunction with dedicated communication protocols to stabilize an inverted pendulum equipped with low power low energy wireless nodes. Experimental results are provided to show the effectiveness of the method.
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April 19, 2010
Abstract
Zusammenfassung Motiviert durch die Regelung autonomer, in einer Kolonne fahrender Fahrzeuge, wird in diesem Artikel eine neue Methode zur robusten modellprädiktiven Regelung (RMPR) von verteilten Systemen mit Kettenstruktur vorgestellt. Die Teilsysteme werden durch lokale Zustände modelliert, wobei die Eingänge des vorangehenden Teilsystems als beschränkte Störung betrachtet werden. Ausgehend von einer von Kerrigan et al. vorgestellten Methode zur robusten modellprädiktiven Regelung nicht-verteilter Systeme wird für das verteilte System gezeigt, dass die Lösbarkeit des Optimierungsproblems im Anfangszustand die Lösbarkeit für alle folgenden Zeitschritte garantiert. Im Allgemeinen kann die gefundene Lösung sehr konservativ sein und zu hohen Kosten führen. Deshalb wird im zweiten Teil des Artikels ein Konzept vorgestellt, bei welchem Kommunikation zwischen den Teilsystemen verwendet wird, um die Regelgüte zu erhöhen und eine weniger konservative Lösung zu erhalten.
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April 19, 2010
Abstract
Zusammenfassung Funkbasierte Kommunikationsnetze bieten die Möglichkeit, Informationen zwischen sich bewegenden Objekten zu übertragen und die Informationsverbindung immer dann zu nutzen, wenn eine Annäherung der Objekte untereinander eine Koordination ihrer Regelungen erfordert. Die wichtigste Frage bei derartigen Regelungen lautet: Welche Informationskopplungen sind nützlich und welche Verbesserungen der Regelgüte können durch diese Informationskopplungen erreicht werden? Diese Frage wird für Systeme beantwortet, die aus einer Reihenschaltung von Teilsystemen mit gleichartiger Dynamik bestehen und deren Regelung bei schwacher Kopplung eine hinreichende Autonomie der Teilsysteme und bei starker Kopplung ein kooperatives Verhalten der Teilsysteme im Sinne der Güteforderungen an das Gesamtsystem gewährleistet.
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April 19, 2010
Abstract
Zusammenfassung Dieser Beitrag beschreibt die energiebasierte Regelung einer Gruppe von Fahrzeugen, die als Massenpunkte in der Ebene modelliert werden. Es wird zuerst eine Umformung der kinetischen Energie durchgeführt, sodass die Komponenten der Geschwindigkeitsvektoren, welche die Abstände verändern, bei der Regelung unterschiedlich bestraft werden. Darüber hinaus werden virtuelle potentielle Energie und dissipative Terme hinzugefügt, um das System in einer Kolonnenkonfiguration zu stabilisieren. Zum Schluss werden ein Stabilitätsbeweis sowie eine Sicherheitsanalyse auf der Basis hybrider Automaten durchgeführt und die Ergebnisse vorgestellt.