research centers


Search results: Found 9

Listing 1 - 9 of 9
Sort by

Article
A Digital-Based Optimal AVR Design of Synchronous Generator Exciter Using LQR Technique
تصميم منظم فولتية متناوبة رقمي للمولد التزامني باستخدام طريقة التربيع الخطي

Author: Ibraheem Kasim Ibraheem إبراهيم قاسم إبراهيم
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2011 Volume: 7 Issue: 1 Pages: 82-94
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper a new structure for the AVR of the power system exciter is proposed and designed using digital-based LQR. With two weighting matrices R and Q, this method produces an optimal regulator that is used to generate the feedback control law. These matrices are called state and control weighting matrices and are used to balance between the relative importance of the input and the states in the cost function that is being optimized. A sample power system composed of single machine connected to an infinite- bus bar (SMIB) with both a conventional and a proposed Digital AVR (DAVR) is simulated. Evaluation results show that the DAVR damps well the oscillations of the terminal voltage and presents a faster response than that of the conventional AVR.

في هذا البحث هيكلية جديدة لمنظم الفولتية المتناوب للمثير الخاص بالمولد التزامني تم اقتراحه بالاعتماد على طريقة المنظم التربيعي الخطي الرقمي. مع مصفوفتي تعيير هما R و Q هذ الطريقة تعطي منظم تقاضلي الذي يستخدم لتوليد قانون السيطرة الاسترجاعي. هاتان المصفوفتان تدعيان مصفوفتي الحالة والسيطرة ويستخدمان للموازنة بين الاهمية النسبية للادخال وحالات المنظومة في دالة الكلفة التي تُفاضَل. منظومة قدرة نوعية متكونة من مولدة واحدة مربوطة الى خط نقل مع كلاً من الطريقتين التقليدية والمقترحة ( منظم الفولتية المتناوب الرقمي ) قد تمت محاكاتها . نتائج التقييم اظهرت ان الطريقة المقترحة ( منظم الفولتية المتناوب الرقمي ) يخمد تذبذبات الفولتية الطرفية بطريقة جيدة ويقدم استجابة اسرع من منظم الفولتية التقليدي.

Keywords

Exciter design --- AVR --- LQR --- state-feedback --- SMIB.


Article
Optimal and Robust Tuning of State Feedback Controller for Rotary Inverted Pendulum

Authors: Hazem I. Ali --- Rasha Mohammed Naji
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 15 Part (A) Engineering Pages: 2924-2939
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents the design and implementation of optimal and robust state feedback controller for rotary inverted pendulum system. The Particle Swarm Optimization (PSO) method is used to find the optimal values of the state feedback gains subject to time response specifications and H_∞ constraints. To improve the tracking of the system, a robust state feedback plus integral controller is designed. The simulation results show that the proposed controller can effectively stabilize the pendulum at the upright position. Further, the proposed controller can compensate the variations in system parameters. The effectiveness of the proposed controller is verified experimentally using real rotary inverted pendulum.


Article
Robust Full State Feedback Controller Design Using H∞ for Inverted Pendulum System

Author: Abdul Muhsin M. Al Timimi
Journal: IRAQI JOURNAL OF COMPUTERS,COMMUNICATION AND CONTROL & SYSTEMS ENGINEERING المجلة العراقية لهندسة الحاسبات والاتصالات والسيطرة والنظم ISSN: 18119212 Year: 2018 Volume: 18 Issue: 1 Pages: 39-48
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents the design of a full state feedback controller to an inverted pendulum system. The nonlinear and linearized models of the system are obtained. The main goal of the proposed controller is to maintain the pendulum in the upright position and achieve a desirable tracking for the cart position. To achieve desirable tracking properties an integral term is added. The robustness of the proposed controller is examined when a 20% variation in the parameters of system is considered.


Article
State Feedback Sliding Mode Controller Design for Human Swing Leg System
تأثير التغذيه الراجعه لمسيطر التحكم الانزلاقي لمنظومه الساق البشريه المتأرجحه

Authors: Hazem I. Ali حازم ابراهين علي --- Azhar J. Abdulridha أزهار جبار عبدالرضا
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2018 Volume: 21 Issue: 1 Pages: 51-59
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the robustness properties of sliding mode control (SMC) which is designed to produce a dynamic output feedback controller to achieve robustness for trajectory tracking of the nonlinear human swing leg system is presented. The human swing leg represents the support of human leg or the humanoid robot leg which is usually modeled as a double pendulum. The thigh and shank of a human leg will respect the pendulum links, hip and knee will connect the upper body to thigh and then shank respectively. The total moments required to move the muscles of thigh and shank are denoted by two external (servomotors) torques applied at the hip and knee joints. The mathematical model of the system is developed. The results show that the proposed controller can robustly stabilize the system and achieve a desirable time response specification.


Article
H-infinity Based Full State Feedback Controller Design for Human Swing Leg

Authors: Hazem I. Ali --- Azhar J. Abdulridha
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2018 Volume: 36 Issue: 3 Part (A) Engineering Pages: 350-357
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the robustness properties of H-infinity control to produce a dynamic output feedback controller is applied to a human swing leg system. The double pendulum structure is usually used to model this system. The pendulum links will represent the thigh and shank of a human leg. The upper body will be connected to the thigh and then the shank via hip and knee joints. The muscles of thigh and shank are moved by applied two external (servomotor) torques at the hip and knee joints. The mathematical model of the system is developed. The results show that the proposed controller can robustly stabilize the system and achieve a desirable time response specification. The results are obtained by using Matlab program and the achieved time response specifications are rise time tr=0.18 seconds, settling time ts=0.25 seconds and maximum over shoot Mp=0.03 for hip joint and tr=0.13 seconds, ts=0.21 seconds andMp=0.01 for knee joint.


Article
CAD DESIGN AND CONTROL OF TRIPLE INVERTED-PENDULUMS SYSTEM
السيطرة والتصميم المعان للبندول الثلاثي المعكوس

Author: Mustafa Turki Hussein مصطفى تركي حسين
Journal: Iraqi journal of mechanical and material engineering المجلة العراقية للهندسة الميكانيكية وهندسة المواد ISSN: 20761819 Year: 2018 Volume: 2018 Issue: 3 Pages: 482-497
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

This work is aimed to study the dynamic behavior and control of the triple inverted-pendulum system. A nonlinear dynamic model of the inverted-pendulums fixed on a cart, based on CAD model is developed. The Lagrange equation is used to obtain the nonlinear dynamic models of the system. The dynamic model is then linearized around operating point. An augmented dynamic model using the linearized model is also derived. Two control approaches are used to stabilize the pendulums in vertical position. First approach: State Feedback Control based on the linearized model is used to generate the input force control to stabilize the system. Second approach: Model Predictive Control is designed based on augmented dynamic Model to control the motion of the system. In order to verify the developed model and the chosen controller gains several simulations for different carts’ paths are carried out. Several 3D animations are also presented to verify the usefulness of the designed CAD model and the controllers. As a future work: the 3D model of the triple inverted-pendulum system gives a valuable resource for virtual reality work. Beside, another advanced control approach can be applied on the derived dynamic model.

الهدف من هذا العمل هو دراسة السلوك الديناميكي والسيطرة على نظام متكون من بندول ثلاثي معكوس مثبت على قاعدة متحركة. تم تطوير النموذج الديناميكي الرياضي غير الخطي للنظام باستخدام برنامج كاد. استخدمت معادلة لاغرانج "Lagrange" للحصول على النماذج الديناميكية غير الخطية للنظام. ثم تم اشتقاق النموذج الديناميكي الخطي حول نقطة الاستقرار. كما تم اشتقاق نموذج ديناميكي معزز بالاعتماد النموذج الخطي. تم استخدام طريقتين للسيطرة لتحقيق الاستقرارية في البندول في الوضع الرأسي. الطريقة الأول: تم استخدام طريقة State Feedback Control استنادا إلى النموذج الخطي لتوليد القوة اللازمة لتحقيق الاستقرار في النظام "لابقاء البندول في الوضع العمودي". الطريقة الثانية: تم تصميم طريقة السيطرة Model Predictive Control على أساس النموذج الديناميكي المعزز للسيطرة على حركة النظام. من أجل التحقق من النموذج الرياضي المشتق في هذه الدراسة ومعاملات السيطرة المختارة, نفذت في هذه الدراسة العديد من تجارب المحاكات لمسارات مختلفة لقاعدة التثبيت. كما تم تقديم من عمليات المحاكات الافتراضية 3Dللتحقق من فائدة نموذج كاد المصمم وانظمة السيطرة. اعمال مستقبلية مقترحة: نموذج3D لنظام البندول الثلاثي المقلوب يعطي مصدرا قيما للعمل بالواقع الافتراضي. إلى جانب ذلك، يمكن تطبيق نهج سيطرة متقدم آخر على النموذج الديناميكي المشتق.


Article
DESIGN OF STATE FEEDBACK CONTROLLER BASED BACTERIAL FORAGING OPTIMIZATION TECHNIQUE FOR SPEED CONTROL OF DC MOTOR
تصميم مسيطر التغذية المرتدة للحالة المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر

Author: WISAM NAJM AL-DIN ABED وسام نجم الدين عبد
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2015 Volume: 8 Issue: 1 Pages: 134-152
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this work is to design state feedback controller based on bacterial foraging optimization (BFO) technique for speed control of separately excited dc motor (SEDM). The social foraging behavior of Escherichia (E. Coli) bacteria has been used to optimize the controller performance by tuning it's parameters (state feedback controller gains K1 & K2).The SEDM state space model is simulated using MATLAB simulink toolbox. The SEDM is loading for different loads ranging from no-load to full-load to test the controller behavior and it's robustness for wide range of loadings variations. First the SEDM is simulated with feeding back the angular speed only (output feedback system), second is simulated with feeding back the armature current and angular speed (state feedback system). For both systems the controller's gains are tuned using BFO. The proposed controller results are compared with output feedback system results. The results show the superiority of state feedback controller based BFO versus output feedback system based BFO for SEDM speed control which leads to improve the transient and steady state performance of speed responses for SEDM with different loads.

الهدف من هذا العمل تصميم مسيطر التغذية المرتدة للحالة المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا (BFO) للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر منفصل التغذية (SEDM). تم الاعتماد على السلوك الاجتماعي لبكتريا من نوع القولونية (اي كولي) لتحسين أداء المسيطر عن طريق ضبط معاملاته (معاملات مسيطر التغذية المرتدة للحالة K1 & K2). تمت محاكاة نموذج فضاء الحالة (state space model) باستخدام صندوق الادوات لبرنامج الماتلاب.تم تحميل المحرك بعدة احمال مختلفة تتراوح من حالة اللاحمل الى حالة الحمل الكامل و ذلك لاختبار اداء المسيطر و متانته لمدى واسع من تغيير الاحمال. اولا تمت محاكاة محرك التيار المستمر منفصل التغذية بتغذية مرتدة للسرعة الزاوية فقط (نظام التغذية الراجعة للخرج)، ثانيا تمت محاكاته بتغذية مرتدة لتيار الجزء المنتج و السرعة الزاوية (نظام التغذية المرتدة للحالة). تم ضبط معاملات المسيطرات للنظامين باستخدام تقنية أمثلية تغذية البكتيريا. نتائج المسيطر المقترح تمت مقارنتها مع نتائج نظام التغذية الراجعة للخرج. اظهرت النتائج افضلية مسيطر التغذية الراجعة للحالة و المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا ازاء نتائج نظام التغذية الراجعة للخرج و المعتمد ايضا على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر منفصل التغذية و التي ادت الى تحسين الحالة العابرة و المستقرة لاستجابة السرع للمحرك لمختلف الاحمال.


Article
Robust Controller Design for Two Wheeled Inverted Pendulum System

Authors: Hazem I. Ali --- Zain AlAbdeen M. Shareef
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 3 Pages: 562-569
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the design of a robust controller for two wheeled inverted pendulum (TWIP) system is presented. In the first stage of the design, a full state feedback H_2 control is designed for stabilizing the inclination of (TWIP) system to upright position. The 〖 H〗_∞ controller for the stabilized system is synthesized in the second stage. The mathematical model of the system based on the Newtonian approach is developed. The results verify that the proposed controller can compensate the system parameter uncertainty with a more desirable time response specifications.

في هذا البحث، تم تصميم مسيطر رصين لنظام بندول مقلوب ذي عجلتين. في المرحلة الاولى تم تصميم مسيطر ذو تغذية رجعية لكل متغيرات النظام باستخدام طريقة ال H_2 من اجل استقرارية ميل نظام البندول المقلوب عن الوضع العمودي. في المرحلة الثانية تم تصميم مسيطر ال H_∞ للنظام المستقر. تم اعتماد النموذج الرياضي للنظام والممثل بطريقة نيوتن. النتائج تبين ان المسيطر المقترح بامكانة تعويض التغييرات التي تحدث في معاملات النظام وبمواصفات استجابة زمنية مرغوب فيها.


Article
Robust Controller Design for Two Wheeled Inverted Pendulum System

Authors: Hazem I. Ali --- Zain AlAbdeen M. Shareef
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 3 Pages: 562-569
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the design of a robust controller for two wheeled inverted pendulum (TWIP) system is presented. In the first stage of the design, a full state feedback H_2 control is designed for stabilizing the inclination of (TWIP) system to upright position. The 〖 H〗_∞ controller for the stabilized system is synthesized in the second stage. The mathematical model of the system based on the Newtonian approach is developed. The results verify that the proposed controller can compensate the system parameter uncertainty with a more desirable time response specifications.

في هذا البحث، تم تصميم مسيطر رصين لنظام بندول مقلوب ذي عجلتين. في المرحلة الاولى تم تصميم مسيطر ذو تغذية رجعية لكل متغيرات النظام باستخدام طريقة ال H_2 من اجل استقرارية ميل نظام البندول المقلوب عن الوضع العمودي. في المرحلة الثانية تم تصميم مسيطر ال H_∞ للنظام المستقر. تم اعتماد النموذج الرياضي للنظام والممثل بطريقة نيوتن. النتائج تبين ان المسيطر المقترح بامكانة تعويض التغييرات التي تحدث في معاملات النظام وبمواصفات استجابة زمنية مرغوب فيها.

Listing 1 - 9 of 9
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (9)


Language

English (8)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2018 (4)

2017 (2)

2016 (1)

2015 (1)

2011 (1)