Improving stability and performance of digitally controlled systems: The concept of Modified Holds
Notice bibliographique
Résumé
Digitally controlled systems are getting more and more popular mainly because of their flexibility and convenience but their stability is strongly affected by the time delay introduced by different factors. For common PID type digital controllers, zero-order holds (ZOHs) are commonly employed and the stability characteristics are investigated based on that concept. Mathematical investigations show that higher-order holds may improve the stability and performance of the system and can reduce the steady state errors significantly. This is because the controller tries to learn from the history of the behavior of the system and then predict the behavior for the time period between sampling instances and generate the best possible control force. Furthermore, a new concept of Modified Holds is introduced, which clearly improves the performance of a digital controller. For most control algorithms this does not prolong the processing time significantly (e.g. less than 1%) which can be neglected in the calculations. The varying control force would need an analogue circuitry to follow the proper curve, which might make the controller's electronic circuits more complex. This can be avoided considering that in almost all digital controllers the main core operates at several orders of magnitude higher frequency than that of the control loop itself. Hence, the control force can also be generated digitally at much higher frequencies. In this paper, after investigating the stability of a 1-DoF system equipped with discrete-time PD controller with first and second order holds, the concept of modified holds is introduced and then the results are validated by simulations. Furthermore, the concept is practically implemented on a self-balancing motor bike robot and the experimental results further support the claims of the paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».