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Titel: Numerically Efficient Discrete-Time Dielectric Elastomer Actuators Models for Optimal Control
VerfasserIn: Herrmann-Wicklmayr, Markus
Rizzello, Gianluca
Flaßkamp, Kathrin
HerausgeberIn: Kugi, Andreas
Körner, Andreas
Kemmetmüller, Wolfgang
Deutschmann-Olek, Andreas
Breitenecker, Felix
Troch, Inge
Sprache: Englisch
Titel: IFAC-PapersOnLine
Bandnummer: 55
Heft: 20
Seiten: 540-545
Verlag/Plattform: Elsevier
Erscheinungsjahr: 2022
Erscheinungsort: Amsterdam
Konferenzort: Vienna, Austria
Freie Schlagwörter: Dielectric elastomer actuators (DEAs)
Nonlinear systems
Minimum energy control
Optimal control (OC)
Numerical integration
Stiff systems
DDC-Sachgruppe: 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dokumenttyp: Konferenzbeitrag (in einem Konferenzband / InProceedings erschienener Beitrag)
Abstract: Dielectric elastomers can be used to develop innovative mechatronic actuators (called DEA). In this paper, we consider the optimal control problem (OCP) of transitioning between an actuator's operating states. Following a model-based approach, a set of discrete-time state equations is derived for the DEA, which satisfy accuracy demands and, at the same time, can be solved efficiently by numerical methods. Due to numerical stiffness, the implicit midpoint rule is chosen as an integration method. Then, we discuss different classes of input signals to be considered in the OCP. In particular, zero-order-hold and first-order-hold parametrizations are compared within the OCP formulation. While we show equivalence of two OCP formulations from the theoretical point of view, numerical investigations show benefits of our proposed OCP model regarding the quality of computed solutions and the robustness w.r.t. initial guesses. Altogether, we derive a numerically treatable DEA optimal control set-up, which can be used for various control tasks.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1016/j.ifacol.2022.09.151
URL der Erstveröffentlichung: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896322013556
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-433402
hdl:20.500.11880/38879
http://dx.doi.org/10.22028/D291-43340
ISSN: 2405-8963
Datum des Eintrags: 5-Nov-2024
Bemerkung/Hinweis: IFAC-PapersOnLine, Volume 55, Issue 20, 2022, Pages 540-545
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Systems Engineering
Professur: NT - Prof. Dr. Stefan Seelecke
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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