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Robust Control of a Cable From a Hyperbolic Partial Differential Equation Model

Authors :
Simon A Neild
Lucie Baudouin
Aude Rondepierre
Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Mechanical and Aerospace Engineering [Univ Strathclyde]
University of Strathclyde [Glasgow]
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
IEEE Transactions on Control Systems Technology, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019, 27 (3), pp.1343-1351. ⟨10.1109/TCST.2018.2797938⟩, Baudouin, L C, Rondepierre, A & Neild, S 2018, ' Robust Control of a Cable From a Hyperbolic Partial Differential Equation Model ', IEEE Transactions on Control Systems Technology . https://doi.org/10.1109/TCST.2018.2797938, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2019, 27 (3), pp.1343-1351. ⟨10.1109/TCST.2018.2797938⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2019.

Abstract

This article presents a detailed study of the robust control of a cable’s vibrations, with emphasis on considering a model of infinite dimension. Indeed, using a partial differential equation model of the vibrations of an inclined cable with sag, we are interested in studying the application of $\mathcal H_{\infty }$ -robust feedback control to this infinite dimensional system. The approach relies on Riccati equations to stabilize the system under measurement feedback when it is subjected to external disturbances. Henceforth, this article focuses on the construction of a standard linear infinite dimensional state space description of the cable under consideration before writing its approximation of finite dimension and studying the $\mathcal H_{\infty }$ feedback control of vibrations with partial observation of the state in both cases. The closed-loop system is numerically simulated to illustrate the effectiveness of the resulting control law.

Details

ISSN :
23740159 and 10636536
Volume :
27
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Transactions on Control Systems Technology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....27c663639184bafd4eeb08441c899edb
Full Text :
https://doi.org/10.1109/tcst.2018.2797938