Novel concepts for analysis and design of nonlinear controllers and compensators of flexible and chained mechanical systems
Project goals
Project will be devoted to the investigation of novel concepts for the analysis and design of nonlinear controllers of flexible and chained mechanical systems to either compensate or control efficiently their oscillatory modes and limit cycles. The compensation of the oscillatory modes is motivated by the flexible robotic and crane applications, where standard linear methods fail either due to the strongly nonlinear dynamics or due to the limited controllability. Limit cycles control then aims to multiply chained and actuated robotic systems. Special attention is paid to the robotic walking, optimized with respect to the injected energy. Both these application directions are intrinsically related: while the former requires removing energy from the system during the periodic cycle, the latter requires the energy injection to maintain the stable cyclic movement. These mutually mirrored problems are analyzed and implemented using the nonlinear system transformations, virtual constraints, multi-dimensional system analysis, nonlinear Lyapunov redesign and theory of time delay systems.
Keywords
Nonlinear systemnonlinear controllerLyapunov methodtime delayinput shapingrobotic walking
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-03689S
Alternative language
Project name in Czech
Nové přístupy k analýze a návrhu nelineárních regulátorů a kompenzátorů pružných a řetězcovitých mechanických systémů
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na výzkum nových metod analýzy a syntézy nelineárních regulátorů pro pružné a řetězcovité mechanické systémy s cílem kompenzovat nebo efektivně řídit jejich kmitavé módy a mezní cykly. Problematika řešení efektivní kompenzace kmitavých módů je motivována pružně-robotickými a jeřábovými aplikacemi, kde standardní lineární metody selhávají buď vzhledem k silně nelineární dynamice, nebo omezené řiditelnosti. Řízení mezních cyklů je poté cílené primárně na robotické systémy složené z mnoha zřetězených článků a pohonů, zejména pak na optimalizované řešení robotické chůze. Jednotícím prvkem těchto dvou aplikačních směrů je energetické hledisko, kdy v prvním případě je nutné energii z periodického cyklu odebírat, v druhém případě dodávat řízenou injekcí s cílem udržet cyklický stabilní pohyb. Analýza a syntéza řízení těchto zrcadlových problémů je založena na aplikaci nelineárních transformačních metod, metodě virtuálních omezení, mnoharozměrové systémové analýze, aplikaci konstruktivních Lyapunovských metod a teorie systémů s dopravním zpožděním.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 7, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
9,312 thou. CZK
Public financial support
9,000 thou. CZK
Other public sources
312 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 312 CZK thou.
Public support
9 000 CZK thou.
96%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Automation and control systems
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023