Stabilization of unstable dynamical systems by delayed feedback controllers

Help

Back »

Details of project

Identifier

105433

Type

Principal investigator

Insperger, Tamás

Title in Hungarian

Instabil dinamikai rendszerek stabilizálása késleltetett szabályozással

Title in English

Stabilization of unstable dynamical systems by delayed feedback controllers

Keywords in Hungarian

dinamika, stabilitás, reflexkésés, szerszámgéprezgés, egyensúlyozás, erőszabályozás

Keywords in English

dynamics, stability, reflex delay, machine tool chatter, balancing, force control

Discipline

Mechanics (Council of Physical Sciences)	80 %
Ortelius classification: Mechanical engineering
Technical Mechanics (Council of Physical Sciences)	20 %

Panel

Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences

Department or equivalent

Műszaki Mechanikai Tanszék (Budapest University of Technology and Economics)

Participants

Bachrathy, Dániel
Kovács, László
Szalai, Péter
Zelei, Ambrus

Starting date

2013-01-01

Closing date

2016-12-31

Funding (in million HUF)

11.885

FTE (full time equivalent)

4.25

state

closed project

Summary in Hungarian

A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A kutatási projekt célja instabil dinamikai rendszerek stabilizálhatósági kritériumainak vizsgálata időkésést tartalmazó szabályozások esetén. A projekt eredményeképpen késleltetett rendszerek stabilitásvizsgálatára alkalmas numerikus módszereket fejlesztünk ki. Kidolgozzuk a szemi-diszkretizációs módszer új, magasabb rendű változatait digitálisan szabályozott folytonos pont-időkésést tartalmazó rendszerekre. Kidolgozzuk a multi-frekvencia megoldást olyan késleltetett rendszerek stabilitási vizsgálatára, ahol a rendszer dinamikáját frekvencia átviteli függvények adják meg. A módszert marási folyamatok stabilitásának a meghatározására használjuk.
Szabályozási technikákat dolgozunk ki a időkésés destabilizáló hatásnak kompenzálására. Megvizsgáljuk a kapcsolatot a beavatkozom-és-várok, a megszakított szabályozás, az általánosított mintavételezéses szabályozások és egyéb prediktív szabályozások között az inverz inga példáján keresztül, és általános rendszerek esetén is. Különböző szabályozási módszereket tanulmányozunk erőszabályozási rendszereknél figyelembe véve a digitális szabályozó mintavételezését és kvantálását valamint a visszacsatolás időkésését. A különböző szabályozási módszereket az inverz inga egyensúlyozásának példáján keresztül hasonlítjuk össze.
Az emberi egyensúlyozás folyamatát vizsgáljuk a reflex késés figyelembe vételével, melyhez közelítő mechanikai modelleket alkotunk. Megvizsgáljuk az emberi egyensúlyozás több szabadsági fokú modelljét, amely figyelembe veszi a végtagokat és a törzset is mint merev testeket.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A projekt alapkérdése az, hogy hogyan lehet a szabályozások időkésésének a destabilizáló hatását kompenzálni instabil folyamatok szabályozása közben. A fő probléma ezeknél a rendszereknél az, hogy a rendszer jelenlegi állapotának változását a múltbeli állapotok befolyásolják a késleltetett visszacsatoláson keresztül. Ez az időkésés gyakran okoz instabilitást, még akkor is, ha az eredeti (nyitott) rendszer stabilis volt, az időkésés destabilizálhatja a zárt rendszert. Ebben a projektben néhány alternatív szabályozási lehetőséget vizsgálunk meg, és ezeket alkalmazzuk mérnöki problémákra, mint pl. szerszámgéprezgések csökkentése marási és esztergálási folyamatok esetén, vagy pontos kontakterő elérése erőszabályozási folyamatoknál. A projekt egyik feladata olyan számítási kód kidolgozása, amely késleltetett rendszerek stabilitásának meghatározására alkalmas, és gyorsabb/hatékonyabb, mint a jelenleg rendelkezésre álló módszerek. Ez fontos megmunkáló központoknál, ahol a regeneratív szerszámgéprezgés határait hasonló numerikus módszerekkel határozzák meg.
A kutatási projektnek vannak biomechanikai vonatkozásai is. Az inverz inga késleltetett visszacsatolással történő egyensúlyozása fontos modell az emberi egyensúlyozás megértése szempontjából. Egyszerű modellek, mint pl. rúdegyensúlyozás az újhegyen jelentősen hozzájárulhatnak az emberi egyensúlyozási folyamat megértéséhez. Az idegrendszer időkésését lehet egy pontszerű időkéséssel modellezni, de lehet megoszló időkésésként is, ami mechanikai modellek nagy választékát nyújtja. Az emberi egyensúlyozás késleltetett jellegének megértése segíthet az idegrendszer egyszerűsített modelljének a megalkotásában.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Késleltetetten visszacsatolt rendszerek vizsgálata fontos terület a mérnöki tudományokban. A visszacsatolási kör időkésését nem lehet kiküszöbölni még napjaink korszerű technológiájával sem olyan fizikai korlátok miatt, mint az információ továbbításának és feldolgozásának véges sebessége. Habár néhány alkalmazás esetében ez az időkésés elhanyagolható a rendszer dinamikájának karakterisztikus idejéhez képest, sok más alkalmazás esetén ez az időkésés fontos szerepet játszik. Stabilis rendszerek is viselkedhetnek instabilan a visszacsatolás időkésésének következtében.
Azért, hogy megértsük a késleltetett rendszerek dinamikáját, numerikus módszerekre van szükség, amelyek segítségével a rendszer stabilitása kiszámítható. A projekt keretén belül két módszert vizsgálunk és fejlesztünk, a szemi-diszkretizációs módszert és multi-frekvenciás megoldást.
A szerszámgéprezgés a gépészet egyik olyan területe, ahol az időkésés fontos szerepet játszik. A szerszámgépek rezgéseit a levágott felület hullámossága miatt késletettet rendszerekkel lehet leírni. Amikor szabályozást alkalmazunk a rezgések csökkentésének megszüntetésére, akkor a rendszert leíró egyenletekben két különböző időkésés is megjelenik, a folytonos regeneratív időkésés és a mintavételezés okozta szakaszonként lineáris időkésés. A projekt egyik feladat ennek a rendszernek a stabilitási tulajdonságainak a feltárása stabilitási térképek segítségével.
Visszacsatolási időkésés sok robotalkalmazásban is megjelenik. Erőszabályozási folyamatok tipikusan elveszíthetik a stabilitásukat a szabályozás időkésése miatt. A jelenlegi projekt keretében különböző szabályozási módszerek vizsgálunk a stabil erőszabályozási folyamatok megvalósításnak érdekében a visszacsatolási időkésés, a mintavételezés és a digitális szabályozó kvantálása ellenében.
A késleltetetten visszacsatolt szabályozások elmélete fontos az emberi szabályozás modellezése szempontjából is. Egyszerű modellek, mint pl. az újhegyen történő rúdegyensúlyozás jelentősen hozzájárulhatnak az emberi egyensúlyozási folyamat megértéséhez és az idegrendszer megfelelő egyszerűsített modelljének az azonosításához.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A kutatási projekt alapkérdése az, hogy hogy lehet a visszacsatolás időkésésének hatását kompenzálni instabil folyamatok szabályozása esetén. A fő probléma ezeknél a rendszereknél az, hogy a rendszer jelenlegi állapotának változását a múltbeli állapotai befolyásolják a késleltetett visszacsatoláson keresztül. Egy hétköznapi példa, amikor a tusoló vízhőmérsékletét álltjuk be. Amikor a meleg csapot elfordítjuk az egyik irányba egy kicsit, akkor ennek a „beavatkozásnak” a hatását késleltetve érezzük, mivel idő szükséges ahhoz, amíg a meleg víz eléri az érzékelés pontját (pl. a fejbőrt). Szabályozási technikák, mint pl. a folytonos beavatkozás (pl. lassan és óvatosan tekerjük a csapot) vagy a beavatkozom-és-várok szabályozási elv (gyorsan tekerjük a csapot és várunk a beavatkozás hatására, utána megint tekerünk) már rendelkezésre állnak a szakirodalomban, de sok más szabályozási elv is létezik, amit hasonló szempontokból meg lehet vizsgálni.
A kutatási projekt célja instabil dinamikai rendszerek stabilizálhatósági kritériumainak vizsgálata visszacsatolási időkésést tartalmazó szabályozások esetén. A projekt eredményeképpen késleltetett rendszerek stabilitásvizsgálatára alkalmas numerikus módszereket fejlesztünk ki. Szabályozási technikákat dolgozunk ki a visszacsatolás időkésésének destabilizáló hatásnak kompenzálására. Az alkalmazásokat a mérnöki tudományok különbözői területeiről vesszük, mint szerszámgéprezgések csökkentése aktív szabályozással, erőszabályozási folyamatok pontosságának növelése és egyensúlyozási feladatok a reflexkésés figyelembevételével. Ez utóbbi modell fontos emberi egyensúlyzavarok (mint pl. a Parkinson-kór) megértéséhez.

Summary

Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The goal of the research project is to analyze the criteria for stabilizing unstable dynamical systems by controllers involving feedback delays. As part of the project, numerical methods are to be developed for the stability analysis of time-delayed systems. Some new features of the semi-discretiztaion method will be pointed out using higher-order discretization techniques for systems with continuous point delay subjected to digital control. The multi-frequency solution is to be developed to the stability analysis of delayed systems, where the systems dynamics is given as terms of the frequency response function. The method will be applied to determine the stability diagram of milling processes.
Control techniques are developed to deal with the destabilizing effect of the feedback delay. The connection between the act-and-wait controller, the intermittent controller, the generalized sampled data hold functions and other predictive controllers is to be explored for the inverted pendulum problem and for general systems. Different control concepts will be analyzed to achieve stable smooth behavior of haptic systems with respect to the delay in the feedback loop, the sampling effect and the quantization of the digital controller. The control concepts are to be compared through the example of balancing an inverted pendulum with delayed feedback controller.
The mechanism of human balancing process in the presence of reflex delay is to be analyzed, and the approximate mechanical models are to be developed. Multiple degrees-of-freedom models for human balancing will be constructed including the limbs and the body into the models as different rigid bodes.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The basic question of the project is that how the destabilizing effect of feedback delays can be eliminated while controlling unstable systems. The main problem in these systems is that the current state is affected by the past states through the delayed feedback controller. This feedback delay is often a source of unstable behavior, even if the original (open loop) system was stable, the feedback delay may destabilize the close loop system. Coming over the difficulties is an important task for control engineering. In this project, some possible control techniques are analyzed and applied to engineering applications, such as suppressing machine tool chatter in milling and turning processes and achieving accurate force control in haptic devices. One task of the project is to develop a computational code that can determine the stability of delayed systems faster than the currently available techniques. This is important for manufacturing centers, where the regenerative machine tool chatter is predicted by such calculations.
The research project has some bio-mechanical aspects as well. The analysis of the inverted pendulum subjected to delayed feedback control is an important model for human’s balancing processes, as well. Simple models, like balancing a stick on the fingertip may significantly contribute to the understanding of the human’s balancing process. Basically, the delay of the neural systems can be modeled as a single point delay, but also, as a distributed delay, which opens a wide range of possible mechanical models. Understanding the delay process in human’s balancing process can help in identifying the more appropriate simplified model for the neural system.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The analysis of systems with feedback delay is an important task in many aspects of engineering and science. Time delay in feedback loops cannot be eliminated even by advanced technologies due to physical limits: the finite speed of information transmission and signal processing. Although for some applications, these delays can be neglected compared to the characteristic dynamics of the systems, there are many applications, where these delays plays a crucial role in the controlled system’s dynamics. Even stable systems may behave in unstable way due to the delays in the feedback loop.
In order to understand the dynamics of such systems, numerical techniques are required that can predict the stability of the systems. Within the frame of the project, two techniques will be investigated and developed, the semi-discretization method and the multi-frequency solution.
Machine tool dynamics is one field of engineering, where the delays play an important role. Machine tool vibrations are inherently described by delayed systems due to the surface regeneration effect. When a feedback controller is applied to suppress these vibrations, then the combination of the two type of delay, the continuous regenerative delay and the piecewise linear feedback delay (due to the sampling effect) result in an intriguing dynamics. One task of the project is to explore this dynamics in terms of stability diagrams.
Feedback delays appear in many robotic applications. Force control processes can typically lose their stability caused by the feedback delay in the controller resulting undesired oscillations, chatter. In the current project, different control concepts will be analyzed to achieve stable smooth behavior of force control processes against the delay, the sampling effect and the quantization of the digital controller.
The analysis of delayed feedback control is an important model for human’s balancing tasks. Simple models, like balancing a stick on the fingertip with reflex delay may significantly contribute to the understanding of the human’s balancing process and also to the identification of more appropriate simplified models for the neural system.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The basic question of the project is that how the feedback delay can be eliminated while controlling unstable systems. The main problem in these systems is that the current state is affected by the past states through the controller. An everyday example is when one adjust the temperature of the water while taking a shower, when the tape is turned a bit, the effect of this “control action” is delayed, since some time is needed until the water gets from the tap to the location of sensation (to the head, for instance). Techniques, like continuously acting (i.e., turning the tap very slowly and cautiously) or the act-and-wait control concept (turning the tap quickly, then waiting for the effect, then turning again) are already available in the corresponding literature, but there are many other control concepts that should also be analyzed from this point of view as well.
The goal of the research project is to analyze the criteria for stabilizing unstable dynamical systems by controllers involving feedback delays. As part of the project, numerical methods are to be developed for the stability analysis of delayed systems. Control techniques are formed to deal with the destabilizing effect of the feedback delay. Applications involve problems from different field of mechanical engineering, like suppressing machine tool vibrations by active feedback control, increasing the accuracy of force control processes and balancing tasks in the presence of reflex delay. This latter example is also relevant to model dynamical diseases like balancing problems of the elderly or the Parkinson's disease.

Final report

Results in Hungarian

Numerikus módszereket fejlesztettünk ki periodikus együtthatókat és időkésést és megoszló időkésést tartalmazó késleltetett differenciálegyenletek stabilitási vizsgálatára, pl. pesudospektrális tau közelítés, legkisebb négyzetek értelmében vett spektrális elem módszer, továbbfejlesztett spektrális elem módszer. A módszereket kategorizáltuk és hatékonyságukat összevetettük a szakirodalomban megtalálható más módszerekkel. Szerszámgéprezgések modelljeit fejlesztettük tovább a megmunkálási folyamatok stabilitásának megbízható tervezésének érdekében. Figyelembe vettük a szerszám élén megoszló forgácsoló erő eloszlását illetve a forgácsoló erő és a forgácsvastagság közötti kapcsolatot is részleteiben modelleztük. Megvizsgáltuk a dinamikai paraméterek bizonytalanságának a hatását robusztus stabilitási vizsgálatok eszközeivel, valamint a nemlinearitásokból adódó bistabil tartomány méretére adtunk javított becslést. Instabil egyensúlyi helyzetek holtidőt tartalmazó visszacsatolással történő stabilizálhatóságát vizsgáltuk az emberi egyensúlyozás példáján. megmutattuk, hogy az emberi idegrendszer nagy valószínűséggel kihasználja a prediktív visszacsatolási technika előnyeit. Az emberi érzékszervek pontatlanságából adódó hatásokat egyszerűsített mechanikai modelleken keresztül vizsgáltuk. A projekt eredményeképp 25 folyóiratcikk (IF=36) született, a projekt időtartama alatt 3 PhD értekezés és egy MTA doktora értekezés került benyújtásra.

Results in English

Numerical techniques (pseudospectral tau approximation, least-square spectral element method, extended spectral element method) were developed to the stability analysis of delay-differential equations with time-periodic coefficients, time-periodic delays and distributed delays. These methods were categorized and compared to other existing methods. A wide range of improved mechanical models for machine tool chatter was developed in order to increase the reliability of stability predictions of machining operations. Distribution of the cutting force along the tool’s rake face and a detailed model of the relation between the cutting force and the uncut chip thickness were investigated. The effect of parameter uncertainties on the stability properties was analyzed using techniques of robust stability analysis. The effect of coexisting stable solutions and the size of the resulted bistable region were determined using the tools of nonlinear dynamics. Stabilizability conditions of unstable equilibria by means of delayed feedback control were investigated with special application to human balancing abilities. It was found that predictor feedback is a possible concept for balancing tasks performed by the human nervous system as opposed to delayed state feedback. Simplified models of human balancing were also investigated with special attention to the uncertainties in the sensory information. As result of the projekt, 25 journal articles (IF=36) were published.

Full text

https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=105433

Decision

Yes

List of publications

Molnár TG, Insperger T, Bachrathy D, Stepan G: Extension of process damping to milling with low radial immersion, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, in press (2017), doi:10.1007/s00170-016-9780-0., 2017

Hajdu D, Insperger T, Stepan G: Robust stability analysis of machining operations, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, in press (2017), doi: 10.1007/s00170-016-8715-0., 2017

Lehotzky D, Insperger T, Khasawneh F, Stepan G: Spectral element method for stability analysis of milling processes with discontinuous time-periodicity, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, in press (2017), doi: 10.1007/s00170-016-9044-z., 2017

Bencsik L, Zelei A: Effects of human running cadence and experimental validation of the bouncing ball model, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 89, 15 May 2017, Pages 78–87, 2017

Milton J, Meyer R, Zhvanetsky M, Ridge S, Insperger T: Control at stability’s edge minimizes energetic costs: expert stick balancing, Journal of the Royal Society Interface, 13:20160212 (2016), doi: 10.1098/rsif.2016.0212., 2016

Hajdu D, Milton J, Insperger T: Extension of stability radius to neuromechanical systems with structured real perturbations, , IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 24(11) (2016), pp. 1235-1242. doi: 10.1109/TNSRE.2016.2541083, 2016

Zelei A, Bencsik L, Stepan G: Handling actuator saturation as underactuation - case study with Acroboter service robot, J. Comput. Nonlinear Dynam 12(3), 031011, 2016

Lehotzky D, Insperger T: A pseudospectral tau approximation for time delay systems and its comparison with other weighted-residual-type methods, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 108(2016), pp. 588–613., 2016

Molnár TG, Insperger T, Stépán G: Analytical estimations of limit cycle amplitude for delay-differential equations, Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations, 77 (2016) pp. 1-10. doi: 10.14232/ejqtde.2016.1.77, 2016

Molnar TG, Insperger T: On the robust stabilizability of unstable systems with feedback delay by finite spectrum assignment, Journal of Vibration and Control, 22(3) (2016), pp. 649–661. DOI: 10.1177/1077546314529602., 2016

Hajdu D, Insperger T: Demonstration of the sensitivity of the Smith predictor to parameter uncertainties using stability diagrams, International Journal of Dynamics and Control, 4(4): (2016), pp. 384-392. DOI: 10.1007/s40435-014-0142-1., 2016

Lehotzky D, Insperger T, Stepan G: Extension of the spectral element method for stability analysis of time-periodic delay-differential equations with multiple and distributed delays, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 35 (2016) pp. 177 189., 2016

Molnar TG, Insperger T, Hogan SJ, Stépán G: Estimation of the bistable zone for machining operations for the case of a distributed cutting-force model, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, 11(5), 051008 (Feb 03, 2016) (10 pages), doi: 10.1115/1.4032443., 2016

Molnar TG, Insperger T, Stépán G: State-dependent distributed-delay model of orthogonal cutting, Nonlinear Dynamics, 84 (2016) pp. 1147–1156, doi:10.1007/s11071-015-2559-2., 2016

Insperger T: On the approximation of delayed systems by Taylor series expansion, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, 10(2) (2015), Article No. 024503 (4 pages), DOI: 10.1115/1.4027180., 2015

Insperger T, Milton J, Stepan G: Semidiscretization for time-delayed neural balance control, SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, 14(3) (2015), pp. 1258–1277., 2015

Zelei Ambrus, Stépán Gábor: Mikrokáosz az egyensúlyozásban – elmélet és kísérlet, Természet világa, 2013/II, pp. 15-19., 2015

Seguy S, Arnaud L, Insperger T: Chatter in interrupted turning with geometrical defects: an industrial case study, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 75(1) (2014), pp. 45-56., 2014

Milton J, Insperger T, Stepan G: Human balance control: Dead zones, intermittency and micro-chaos, Mathematical approaches to biological systems: Networks, oscillations and collective phenomena (Eds. T. Ohira and T. Ozawa) Springer, New York 2015 (ISBN 978-4-431-55444-, 2015

Lehotzky D; Insperger T: Stability of systems with state delay subjected to digital control, Delayed Systems: From Theory to Numerics and applications, Advances in Delays and Dynamics, Volume 1, 2014, pp. 71-84 (Eds: T Vyhlidal, J-F Lafay, R Sipahi), Springer., 2014

Hajdu D, Zhang L, Insperger T, Orosz G: Robust stability analysis for connected vehicle systems, IFAC-PapersOnLine, 49(10), 2016, pp 165–170. 13th IFAC Workshop on Time Delay Systems TDS 2016, Istanbul, Turkey, 22-24 June 2016., 2016

Bencsik L, Zelei A, Stepan G: Development of the Acroboter Service Robot Platform, 21st CISM IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control, RoManSy 2016, June 20-23, Udine, Italy, 2016

Lehotzky D, Insperger T, Stepan G: Szán szabályozásának hatása az esztergálás regeneratív rezgéseire, XII. Hungarian Conference on Mechanics (MaMeK), Miskolc, Hungary, August 25-27, 2015. 8 oldal, 2015

Insperger T, Milton J, Stepan G: Semi-discretization and the time-delayed PDA feedback control of human balance, 12th IFAC Workshop on Time Delay Systems, Ann Arbor, MI, USA, June 28-30, 2015, Paper No. SB1.2, 6 pages., 2015

Insperger T, Lehotzky D, Stepan G: Regenerative delay, parametric forcing and machine tool chatter: A review, 12th IFAC Workshop on Time Delay Systems, Ann Arbor, MI, USA, June 28-30, 2015, Paper No. MB1.1, 6 pages., 2015

Hajdu D, Insperger T, Stepan G: Sensitivity of stability charts with respect to modal parameter uncertainties for turning operations, 12th IFAC Workshop on Time Delay Systems, Ann Arbor, MI, USA, June 28-30, 2015, Paper No. SA3.2, 6 pages., 2015

Lehotzky D, Insperger T, Stépán G: State-Dependent, Non-Smooth Model of Chatter Vibrations in Turning, Proceedings of the ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2015), August 2-5, 20, 2015

Hajdu D, Insperger T, Stépán G: The effect of non-symmetric FRF on machining: A case study, in Proceedings of the ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2015), August 2-5,, 2015

Takács Á; Butcher EA; Insperger T: The Magnus expansion for periodic delay differential equations, Proceedings of the ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2013), August 4-7, 20, 2013

Hajdu D; Insperger T: A Smith-prediktor időtartománybeli vizsgálata, GÉP (2013) LXIV(3) pp. 12-15., 2013

Molnár T; Insperger T: On the stabilizability of the delayed inverted pendulum controlled by finite spectrum assignment in case of parameter uncertainties, Proceedings of the ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2013), August 4-7, 20, 2013

Hajdu D; Insperger T: Time domain analysis of the Smith Predictor in case of parameter uncertainties: A case study, Proceedings of the ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2013), August 4-7, 20, 2013

Bachrathy D, Stepan G: Efficient stability chart computation for general delayed linear time periodic systems, Proceedings of the ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2013), August 4-7, 20, 2013

Molnar TG, Insperger T: On the robust stabilizability of unstable systems with feedback delay by finite spectrum assignment, Journal of Vibration and Control published online (2014), DOI: 10.1177/1077546314529602., 2014

Insperger T: On the approximation of delayed systems by Taylor series expansion, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, published online (2014), DOI: 10.1115/1.4027180., 2014

Insperger T, Milton J: Sensory uncertainty and stick balancing at the fingertip, Biological Cybernetics, 108(1) (2014), pp. 85-101., 2014

Stepan G, Munoa J, Insperger T, Suricoc M, Bachrathy D, Dombovari Z: Cylindrical milling tools: Comparative real case study for process stability, CIRP Annals-Manufacturing Technology, 63(1) (2014), pp. 385-388., 2014

Lehotzky D, Turi J, Insperger T: Stabilizability diagram for turning processes subjected to digital PD control, International Journal of Dynamics and Control, 2(1) (2014), pp. 46-54., 2014

Lehotzky D, Insperger T: Least Square Temporal Finite Element Method for stability analysis of linear time-delay systems and application, 8th European Nonlinear Dynamics Conference (ENOC), Vienna, Austria, July 6-11, 2014. 2-pages abstract, 2014

Molnár TG, Qin WB, Orosz G, Insperger T: Stability analysis of connected vehicle platoons in case of packet loss, 8th European Nonlinear Dynamics Conference (ENOC), Vienna, Austria, July 6-11, 2014, 2-pages abstract, 2014

Szalai P, Insperger T: Improving control performance by the act-and-wait concept: a case study, , 8th European Nonlinear Dynamics Conference (ENOC), Vienna, Austria, July 6-11, 2014, 2-pages abstract, 2014

Hajdu D, Insperger T: Demonstration of the sensitivity of the Smith predictor to parameter uncertainties using stability diagrams, International Journal of Dynamics and Control, published online (2014), DOI: DOI 10.1007/s40435-014-0142-1., 2014

Molnar TG, Insperger T: On the effect of distributed regenerative delay on the stability lobe diagrams of milling processes, Periodica Polytechnica - Mechanical Engineering, 59(3) (2015), pp. 126-136., 2015

Insperger T, Milton J, Stepan G: Semidiscretization for time-delayed neural balance control, SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, 14(3) (2015), pp. 1258–1277., 2015

Lehotzky D, Insperger T: Az emberi egyensúlyozás mechanikai modellezése PIDA szabályozó segítségével, Biomechanica Hungarica (2014) VII(1) pp. 24-33., 2014

Molnar T, Insperger T: Marási folyamat stabilitása a szerszámélen megoszló állandó intenzitású forgácsoló erőrendszer esetén, XII. Hungarian Conference on Mechanics (MaMeK), Miskolc, Hungary, August 25-27, 2015. 7 oldal, 2015

Lehotzky D, Insperger T, Stepan G: A least-square spectral element method for stability analysis of time delay systems, 12th IFAC Workshop on Time Delay Systems, Ann Arbor, MI, USA, June 28-30, 2015, Paper No. TA1.1, 6 pages., 2015

Molnar TG, Qin WB, Insperger T, Orosz G: Predictor design for connected cruise control subject to packet loss, , 12th IFAC Workshop on Time Delay Systems, Ann Arbor, MI, USA, June 28-30, 2015, Paper No. TA2.3, 6 pages., 2015

Molnar TG, Insperger T, Hogan JS, Stépán G: Investigating multiscale phenomena in machining: the effect of cutting-force distribution along the tool's rake face on process stability, Proceedings of the ASME 2015 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE 2015), August 2-5, 20, 2015

Insperger T: Intermittency and delay compensation in human stick balancing, Workshop on systems with delays and noise, Nagoya, Japan, December 17-18, 2015. invited lecture (60 mins)., 2015

Insperger T, Stepan G, Milton J: Emberi egyensúlyozás dinamikai modelljei, XII. Hungarian Conference on Mechanics (MaMeK), Miskolc, Hungary, August 25-27, 2015. - plenáris előadás, 2015

Hajdu D, Insperger T, Stepan G: Nemszimmetrikus fekvenciaátviteli mátrix hatása a megmunkálás stabilitására, XII. Hungarian Conference on Mechanics (MaMeK), Miskolc, Hungary, August 25-27, 2015., 2015

Insperger T, Stepan G, Milton J: Human balance control: time delay and intermittency, 21st Congress of the European Society of Biomechanics, Prague, Czech Republic, July 5-8 2015. - 1 page abstract, 2015

Molnár TG, Insperger T: Robust stabilization of unstable systems with feedback delay by finite spectrum assignment, Advances in Applied Nonlinear Mathematics, Bristol, UK, 18 -19 September 2014. - POSTER, 2015

Insperger T, Milton J: Stick balancing with reflex delay and sensory uncertainties, The 4th International Conference on Dynamics, Vibration and Control (ICDVC), Shanghai, China, August 22-25, 2014., 2014

Molnar TG, Insperger T, Stépán G: State-dependent distributed-delay model of orthogonal cutting, Nonlinear Dynamics, in press (2016), doi:10.1007/s11071-015-2559-2., 2016

Insperger T: Stability of mechanical systems with varying time delays, Dissertation. Doctor of Science, Hungarian Academy of Sciences, 2015 (degree no.: 5322), 2015

Back »