research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
Design of a Nonlinear Speed Controller for a DC Motor System with Unknown External Torque Based on Backstepping Approach
تصمیم مسیطر لا خطي لمنظومة السیطرة على سرعة محرك التیارالمستمر والذي یتعرض لعزم خارجي غیر معروف بالاعتماد على طریقة التراجع الخلفي

Loading...
Loading...
Abstract

A nonlinear PI controller for a system with a mismatched and unknown externaldisturbance is proposed in the present paper. A Sigmoidal function is proposed to be usedin the nonlinear integral element to attenuate the disturbance effect. Formally the controllerforces the state to a positively invariant set around the origin. As an application, thenonlinear PI controller is used as a virtual controller for the upper subsystem in the frame ofBackstepping control approach for the DC motor system. In this Backstepping controllerdesign the restriction about the disturbance form in the upper system is relaxed. The resultsshow the effectiveness of the nonlinear PI controller to attenuate the effect of unknown andvarying disturbance torque and force the angular velocity to follow the desired reference.Finally a reduced order observer is designed to estimate the armature current used in thedesigned controller for the DC motor system.

في ھذا البحث ، تم تصمیم مسیطر (تناسبي- تكاملي) لا خطي للسیطرة على نظام یتعرض لضوضاء خارجیة غیر معروفة ، حیث تم تصمیم (Sigmoid Function) لیتم أستعمالھا كعنصر تكامل لا خطي لتخفیف وازالة تأثیر الضوضاء ، وبشكل أساسي فأن المسیطر سوف یجبر الحالة للذھاب إلى مجموعة (Positively Invariant Set)حول نقطة الأصل. كتطبیق ، تم أستعمال المسیطر (التناسبي-التكاملي) كمسیطر وھمي للنظام الفرعي الأعلى في أطار طریقة التراجع الخلفي (Backstepping) للسیطرة على نظام محرك التیار المستمر . في تصمیم مسیطر التراجع الخلفي التقیید بشكل الضوضاء في النظام الفرعي الأعلى قد تم تخفیفھ ، النتائج أظھرت كفاءة المسیطر (التناسبي-التكاملي)اللا خطي لتخفیف وأزالة تأثیر ضوضاء عزم الدوران المتغیر وغیر المعلوم وإجبار السرعة الدورانیة لكيتتبع السرعة المطلوبة یتم أستعمالھ. ختاما تم تصمیم مراقب ذو مرتبة متضائلة لكي یخمن تیار ال(Armature)في السیطرة على نظام محرك التیار المستمر


Article
Backstepping Nonlinear Control for Blood Glucose Based on Sliding Mode Meal Observer
مسيطر لاخطي تراجعي خطوة بخطوة للسيطرة على الكلوكوز في الدم بالاعتماد على المخمن المنزلق لتخمين الوجبة

Authors: Shibly Ahmed AL-Samarraie شبلي احمد السامرائي --- Sazan Dawood Salman سازان داود سلمان
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2018 Volume: 21 Issue: 3 Pages: 436-444
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

Diabetes is one of the most critical diseases in the world which requires measuring the concentration of glucose also the injection of insulin to control the glucose rate in the body. The proposed controller is applied to the Bergman’s three-state minimal patient model, where the model is considered certain but with unknown meal. In the present work, a nonlinear controller is designed to control the concentration of glucose based on the Backstepping approached with a sliding mode for observing the disturbance meal. So will have estimated the meal and have canceled the effect that the glucose concentration has regulating to the basal level.The effectiveness of the proposed controller, which represent the insulin dose, is proved via simulating the Bergman’s model with designed controller via MATLAB Simulink software. The result clarify the ability and the robustness of the proposed controller.

يعد مرض السكري من أكثر الأمراض خطورة في العالم والذي يتطلب قياس تركيز الكلوكوز وأيضاً حقن الأنسولين للتحكم في معدل الكلوكوز في الجسم. يتم تطبيق مسيطر مقترح للتحكم بنموذج المريض الحد الأدنى الخاص بموديل ببركمان بثلاث حالات ، حيث يعتبر النموذج مؤكد مع وجبة غير معروفة. في العمل الحالي ، تم تصميم وحدة تحكم غير خطية للتحكم في تركيز الجلوكوز أساسا هو مسيطر تراجعي خطوة بخطوة مع المخمن المنزلق لتخمين الاضطراب (الوجبة). لذلك بعد أن يتم تقدير الوجبة ، يتم إلغاء التأثير ويتم تنظيم تركيز الكلوكوز على مستوى الكلوكوز قبل الحقن القاعدي. أثبتت فعالية وحدة التحكم المقترحة ، والتي تمثل جرعة الأنسولين ، عن طريق محاكاة نموذج ببركمان مع وحدة تحكم مصممة عبر برنامج MATLAB وتوضح النتيجة قدرة ومتانة وحدة التحكم المقترحة.


Article
The Estimation of Vibrational Energy of Two Coupled (Welded) Plates Using Statistical Energy Analysis
تقدير طاقة الاهتزاز لصفيحتين متصلتين (ملحومة) باستعمال طريقة تحليل الطاقة الإحصائي

Authors: Hawraa S. Ibraham حوراء صفاء إبراهيم --- Adnan D. Mohammed عدنان داوود محمد
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2011 Volume: 7 Issue: 4 Pages: 41-53
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper deals with a method called Statistical Energy Analysis that can be applied to the mechanical and acoustical systems like buildings, bridges and aircrafts …etc. S.E.A as a tool can be applied to the resonant systems in the circumstances of high frequency or/and complex structure». The parameters of S.E.A such as coupling loss factor, internal loss factor, modal density and input power are clarified in this work ; coupled plate sub-systems and explanations are presented for these parameters. The developed system is assumed to be resonant, conservative, linear and there is an equipartition of energy between all the resonant modes within a given frequency band in a given sub-system. The aim of this work is to find the energy stored in the sub-systems for two coupled (welded) plates in rectangular angle systems and study the effect of changing sub-systems dimensions, the results shows that as surface area of directly driven plates A1 increases energy level of plate 1 increases while a reduction in the energy level of indirectly driven plate (plate 2) is noticed. This is because of the strength of coupling decreases towards the weak coupling condition and this leads to a reduction in the power transferred from plate 1 to plate 2 and consequently a lower energy level for plate 2. In addition the effect of changing the internal loss factor for a range of (0.00001-0.1) causes a reduction of the values of energy level in these sub-systems. because the increasing of internal loss factor values led to the increasing of the material resistance and that will dissipate the energy flow across those sub-systems. A comparison is made between S.E.A models built by FORTRAN program and Finite Element model solved by ANSYS package.

هذا البحث يتعامل مع طريقة تسمى طريقة تحليل الطاقة الإحصائي والتي يمكن تطبيقها على المنظومات المهتزة الميكانيكية والصوتية مثل البنايات, الجسور, والطائرات.....الخ. هذه الطريقة كأداة يمكن تطبيقها على المنظومات الخاضعة للظروف (ترددا عالي أو/ و هيكل معقدا). العوامل التي تعتمد عليها هذه الطريقة (معامل خسارة الارتباط, معامل الخسارة الداخلي, الكثافة الطورية والقدرة الداخلة إلى النظام المهتز تم توضيحها لصفيحتين متصلتين وتم تقديم شرح لهذه العوامل في هذا البحث و بالإضافة إلى ذلك الشروط والخطوات التي يجب أتباعها للنمذجة باستخدام هذه الطريقة تم تقديمها في هذا البحث. المنظومة المهتزة تم أفتراض أنها تهتز بصورة رنانة, و يتم حفظ الطاقة فيها, و الأهتزاز يتم بصورة خطية و هناك توزيع متساوي للطاقة بين كل الأجزاء المهتزة عند تردد معين. الهدف من هذا البحث هو أيجاد الطاقة المخزونة في الأجزاء المهتزة الصفيحتيين مرتبطتين (ملحومة) بزاوية قائمة ودراسة تأثير تغيير أبعاد (طول وعرض) هذه الأجزاء, النتائج تبين أن عند زيادة المساحة السطحية للصفيحة المثارة بطريقة مباشرة (الصفيحة الأولى) يزيد مستوى الطاقة للصفيحة الأولى بينما يقل مستوى الطاقة للصفيحة التي لم تثار بطريقة مباشرة (الصفيحة الثانية). وهذا بسبب أن قوة الأتصال بين الصفيحتين يتجه نحو الأرتباط الضعيف و هذا يقود الى قلة الطاقة المنتقلة من الصفيحة الأولى الى الصفيحة الثانية و بالتالي مستوى طاقة قليل للصفيحة الثانية. بالإضافة إلى ذلك دراسة تغيير معامل الخسارة الداخلي لمدى من (0,00001-0,1) هذا التغيير يسبب في قلة مستوى الطاقة للصفيحتيين و ذلك بسبب أن زيادة معامل الخسارة الداخلي يؤدي الى زيادة المقاومة الداخلية للمادة و هذا سيضيع الطاقة المنتقلة بين الصفيحتيين. وتم عمل مقارنة بين طريقة تحليل الطاقة الإحصائي التي تم بناء نموذج لها باستعمال برنامج فورتران وطريقة العناصر المحددة التي تم عمل نموذج لهل باستخدام برنامج ANSYS .5.4


Article
Back stepping-Based-PID-Controller Designed for an Artificial Pancreas model
مسيطر تناسبي-تكاملي-تفاضلي- مستند على الخطوات التراجعية مصمملنموذج بنكرياس صناعي

Loading...
Loading...
Abstract

Artificial pancreas is simulated to handle Type I diabetic patients under intensive care by automatically controlling the insulin infusion rate. A Backstepping technique is used to apply the effect of PID controller to blood glucose level since there is no direct relation between insulin infusion (the manipulated variable) and glucose level in Bergman’s system model subjected to an oral glucose tolerance test by applying a meal translated into a disturbance. Backstepping technique is usually recommended to stabilize and control the states of Bergman's class of nonlinear systems. The results showed a very satisfactory behavior of glucose deviation to a sudden rise represented by the meal that increase the blood glucose

تم تنفيذ بنكرياس صناعي ليتم معالجة مرضى النوع الاول من مرض السكري تحت الرعاية الخاصه عن طريق السيطرة الاوتوماتيكيه على نسبة ضخ الانسولين. تقنية الخطوات التراجعيه هي التي استخدمت لاضافة تأثير المسيطر التناسبي-التكاملي-التفاضلي على مستوى الجلوكوزفي الدم, بما انه ليس هناك علاقه مباشرة بين المعامل المتغير وهو ضخ الانسولين ونسبة الجلوكوز في الدم في نموذج Bergman والذي تعرض لاختبار تحمل السكر الشفهي بتطبيق وجبة طعام كاضطراب خارجي. تقنية الخطوات التراجعيه هي عادة موصى بها لتحقيق الاستقرار و السيطرة على حالات نمط Bergman من الانظمة اللاخطية.قد اوضحت النتائج تصرف مقنع جدا لاستجابة الجلوكوز لارتفاع مفاجئ ممثل بوجبة والتي تسبب زيادة نسبة الجلوكوزفي الدم.


Article
Output-Feedback Stochastic Nonlinear Stabilization and Inverse Optimality

Authors: Radhi A. Zaboon --- Auras K. Hameed --- Jehad R. Khider
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2011 Volume: 29 Issue: 7 Pages: 1251-1264
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

Output-feedback (observer-based) robust and optimal control law which guaranteesglobal (local) asymptotic stability in probability for nonlinear stochastic dynamicsystem are stated, developed and proved with the help of stochastic Lyapunov functionapproach supported by necessary theorems and an illustrative example. The inverseoptimal stabilization in probability with suitable performance index has also beenstated and developed.


Article
The Generalized Backstepping Control Method for Stabilizing and Solving Systems of Multiple Delay Differential Equations

Authors: Saja F. Noaman --- Fadhel S. Fadhel
Journal: Al-Nahrain Journal of Science مجلة النهرين للعلوم ISSN: (print)26635453,(online)26635461 Year: 2018 Volume: 00 Issue: 1 Pages: 150-156
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, a generalized approach of the backstepping method for stabilizing and solving system of ordinary differential equations will be applied for systems of differential equations with multiple delay by transforming the non-linear system of delay differential equations into a system of ordinary differential equations with cooperation of the method of steps. The basic idea of this approach is to find Lyapunov function for stabilizing the system of different time steps which is chosen as the definitions of the present approach.


Article
Design of an Optimal Integral Backstepping Controller for a Quadcopter
تصميم وحدة تحكم مثلى نوع الخطو الخلفي التكاملي لمروحية رباعية

Authors: Laith Jasim Saud ليث جاسم سعود --- Alaq Falah Hasan الق فلاح حسن
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2018 Volume: 24 Issue: 5 Pages: 46-65
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, an Integral Backstepping Controller (IBC) is designed and optimized for full control, of rotational and translational dynamics, of an unmanned Quadcopter (QC). Before designing the controller, a mathematical model for the QC is developed in a form appropriate for the IBC design. Due to the underactuated property of the QC, it is possible to control the QC Cartesian positions (X, Y, and Z) and the yaw angle through ordering the desired values for them. As for the pitch and roll angles, they are generated by the position controllers. Backstepping Controller (BC) is a practical nonlinear control scheme based on Lyapunov design approach, which can, therefore, guarantee the convergence of the position tracking error to zero. To improve controller capability in the steady state against disturbances, an integral action is used with the BC. To determine the optimal values of the IBC parameters, the Particle Swarm Optimization (PSO) is used. In the algorithm, the controller parameters are computed by minimizing a cost function that depends on the Integral Time Absolute Error (ITAE) performance index. Finally, different numerical simulations are provided in order to illustrate the performances of the designed controller. And for comparison purposes, a PID controller is designed and optimized using the PSO to control the quadcopter. The obtainediresults indicated a superiority in performance for the IBC over the PID controller based on some points among which are: a 13.3% and 30.5% lesser settling times for X and Y consequently, the ability to perform critical maneuvers that the quadcopter failed to do using the PID controller, and the capability of fast following up and conforming the changes of pitch (

في هذا البحث، تم تصميم وحدة تحكم ذات خطو خلفي تكاملي للتحكم الكامل في الديناميكا الدورانية والخطية لمروحية رباعية بدون طيار. قبل تصميم وحدة التحكم، يتم تطوير نموذج رياضي للمروحية الرباعية في شكل مناسب لتصميم وحدة التحكم. بسبب عدد المحركات الاقل من درجات حرية الحركة للمروحية الرباعية، فمن الممكن التحكم في موقع المروحية الرباعية في المحورالديكارتي (X، Y، Z) وزاوية الانعراج من خلال تحديد القيم المطلوبة بالنسبة لهم. أما بالنسبة لزوايا العطوف والخطران، فيتم توليدها بواسطة وحدات تحكم الموقع. المتحكم ذو الخطو الخلفي هو متحكم غير خطي مرتكز على نهج تصميم ليابونوف، هذا النهج الذي يمكن من ضمان اقتراب خطأ تتبع الموقع إلى الصفر. لتحسين قدرة وحدة التحكم في حالة الاستقرار ضد الاضطرابات، يتم استخدام إجراء تكاملي مع وحدة التحكم ذات الخطو الخلفي. لتحديد القيم المثلى لمعاملات المتحكم التكاملي ذو الخطو الخلفي، تستخدم خوارزمية سرب الجسيمات للتحسين الامثل. في هذه الخوارزمية، يتم حساب معاملات وحدة التحكم عن طريق تقليل دالة التكلفة التي تعتمد على مؤشر أداء تكامل مطلق الخطأ. ينتهي العمل بتنفيذ عمليات محاكاة رقمية مختلفة لتوضيح أداء وحدة التحكم المصممة. ولأغراض المقارنة، تم تصميم وحدة تحكم PIDوتحسينها باستخدام خوارزمية سرب الجسيمات للتحسين الامثل للسيطرة على المروحية الرباعية. وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها تفوق في الأداء ل المسيطر ذو الخطو الخلفي التكاملي على وحدة تحكم PID استنادا إلى بعض النقاط منها: زمن استقرار أقل بنسبة 13.3٪ و30.5٪ ل X وY على التوال ،القدرة على أداء مناورات حرجة المروحية الرباعية فشلت في القيام به باستخدام وحدة تحكم PID والقدرة على متابعة سريعة ومطابقة التغيرات في زاوية الخطران (

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (5)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2018 (3)

2012 (1)

2011 (3)