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Feedforward and feedback control systems

Feedforward control systems

The feedforward output variables measure the behavior of the system inverse dynamics: model or model of the system very knowledge and complete the control force exactly to reach the different reference xf(t). xf = pc (x1), it isn’t a force feedback because it doesn’t depend on measurement coordinates pc = Mxicfxf. Very variable to unknown disturbances. x(t) = xp(t) + xp(t).

If we have more than one external force, we will have more than one partial solution; we use superposition of effects. Example: pc and point → xp, pc and xp point → x(t) = xp(t) + xp, pc(t) + xpoint(t) because the system is linear or originally linear.

Feedback control systems

The control force pc = pc (x, x1) is a force based and so it changes the dynamics of the system pc = kp (xref - x) + kd (xref - x) + ki s (xref - x).

Example of pc with PID controller. So you can modify the system, changing characteristic times of the system, changing the reaction parameters, or the damping ratio or the nature frequency of the system.

λ1,2 = -c/xm ± √(c/2m)2 - k/m = -Wφ + Wφ√22-1. c̅ = c/2m, Wφ = √k/m.

  1. We have modified the dynamics of the system; you can modify the system in this case for xref when using point.

Feedforward inverse dynamics

Mix or model of the system deep knowledge, and generate the control force necessary to reach the desired reference xr(t). fc = fc(x,ẋ,ẍ) it isn't a force fixed because it doesn't depend on independent coordinates. fc = Mx11c1x1c, very variable to unknown disturbances.

If we have more than one external point, we will have more than one revised function; we use superposition of effects e.g. fc and feedin → xr, fc and xr feedin. x(t) = xf(t) + xp(t) + xc(t) because the system is linear or originally linear.

Feedback advanced or independent coordinates

The control force fc = fc(x,ẋ,ẍ) is a force fixed and doesn’t change the dynamics of the system: fc = kp(xref - x) + kd(ẋref - ẋ) + kIS∫(xref - x). Example of fc with PID controller. So you can modify setpoint, leaving characteristics of the system changing are related parameters, as the damping 1/2ζωn or the natural frequency of the system.

λ1,2 = -c/(xm) ± √((c/2m)2 - k/m) = - h Wψ + ωp√2-1. ωp = √(k/m), ωn = c/2m, ωp = √(k/m).

We have modified the dynamic of the system, you can modify stability e.g., this case for fc. If the system is originally linear, we are very lucky but in real life, this case is very rare. However, we have a non-linear system, and in the solution can't be completed analytically, so we have to use numeric methods. However, if we do linearize it at the locality by response for large oscillations, we can linearize around this point of equilibrium (0, free dry-rate conditions) and can use analytically the result.

Non-linear EQ of motion (find the trouble). Find equilibrium position. Linearize around this equilibrium position and study. Remember, that if we have a feedback system, we will have for the feedback:

Taylorc = c(x,x,x) ≈ c(xp,φ,δ) + dc dx → equilibrium position of forced equilibrium. Example: xp = xs = xs = φmx + cx + kx = c(f,ϰ,x)always positived + d + dc. This is a simple mechanic system MT(m+k+)∫dx + unlace entire methods not solved ideally dx = x - xp.

We have local mem → k stability → c stability. True symmetric stability → steady irreducibility, c if system is unstable → αf(t) = |=eαf element of c, αe(l)x = 0. Dynamic feedback.

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