Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 68

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  state estimation
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
EN
The paper presents the development and validation of a monitoring system for an aquaponic setup that estimates critical unmeasured variables based on measured data and a dynamic model of the facility. Experimental results validate the effectiveness of the approach, showing convergence of the state estimation to actual values in most scenarios, including disturbances and variations in input control. The system demonstrates the potential for integration into an aquaponic monitoring and control framework to ensure stable, adaptive and environmentally sustainable management.
PL
W artykule przedstawiono opracowanie i walidację systemu monitorowania dla instalacji akwaponicznej opartego o obserwator stanu, umożliwiającego estymację kluczowych, bezpośrednio niemierzonych zmiennych na podstawie dostępnych pomiarów oraz dynamicznego modelu obiektu. Wyniki badań symulacyjnych potwierdzają skuteczność zaproponowanego podejścia, wykazując zbieżność estymat stanu do wartości referencyjnych w większości analizowanych scenariuszy, w tym w obecności zakłóceń oraz zmian sygnałów sterujących. Opracowany system może stanowić element zintegrowanego systemu monitorowania i sterowania akwaponiką, wspomagając stabilne i adaptacyjne zarządzanie procesem.
PL
W pracy zaprezentowano zastosowanie konwolucyjnej sieci neuronowej do estymacji zmiennych stanu układu dwumasowego. Dobrano odpowiednią strukturę sieci. Zaproponowaną sieć nauczono za pomocą wektorów uczących uzyskanych w badaniach symulacyjnych. Wytrenowana sieć została przetestowana w warunkach symulacyjnych jak i eksperymentalnych w formie pracy off-line względem układu sterowania.
EN
In this paper, the application of a convolutional neural network to the estimation of the state variables of a dual mass system is presented. A suitable network structure was selected. The constructed network was then learned using learning vectors obtained from simulation studies. The trained network was tested under simulation conditions and experimentally as an off-line operation in the control system.
EN
The article presents issues related to vibration damping in a dual-mass system. A control structure with a PI controller and with additional feedback from the torsional torque and its derivative is used for the study. A higher-order integral estimator is proposed to obtain information on these variables. Results showing a significant improvement in the quality of estimation of these quantities compared to the classical observer are presented. Theoretical considerations are confirmed by simulation and experimental studies.
PL
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z tłumieniem drgań w układzie dwumasowym. Do badań wykorzystano strukturę sterowania z regulatorem PI i z dodatkowym sprzężeniem zwrotnym od momentu skrętnego i jego pochodnej. W celu uzyskania informacji o tych zmiennych zaproponowano estymator całkowy wyższego rzędu. Przedstawiono wyniki ukazujących znaczną poprawę jakości estymacji tych wielkości w porównaniu z klasycznym obserwatorem. Rozważania teoretyczne potwierdzono przez badania symulacyjne i eksperymentalne.
EN
he paper presents the selected results from the simulation studies on the induction motor (IM) speed-sensorless field oriented control. The rotor flux space vector components and rotor speed were obtained from the MRAS-based speed estimator. This estimator was formulated on the IM space vector model which enables to model the rotor impedance variability resulting from the rotor deep-bar effect by the cascade-connected two-terminal-pair networks with rotor equivalent resistances and leakage inductances.
PL
W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań symulacyjnych bezczujnikowego polowo-zorientowanego układu regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego (SI). Składowe wektora przestrzennego strumienia wirnika oraz prędkość kątowa odtwarzane były w tym układzie za pomocą estymatora typu MRAS. Estymator ten został sformułowany na podstawie modelu matematycznego SI z wieloobwodowym odwzorowaniem zmienności impedancji wirnika wynikającej ze zjawiska wypierania prądu.
PL
W artykule przedstawiono zagadnienia związane estymacją zmiennych stanu w układzie napędowym z połączeniem sprężystym. Dokładna informacja o zakłóceniach jest niezbędna w celu zastosowania zaawansowanej struktury sterowania. W pracy przebadano hybrydowy ślizgowy obserwator Luenbergera. Proponowany algorytm jest połączeniem klasycznego obserwatora Luenbergera oraz części ślizgowej. Zaproponowana struktura zwiększa odporność estymatora na szumy pomiarowe i parametryczne. W właściwości obserwatora przetestowano na stanowisku laboratoryjnym wyposażonym w silniki PMSM. Otrzymane wyniki porównano do rozwiązania klasycznego.
EN
The article presents issues related to the estimation of state variables in a drive system with a flexible connection. Accurate information about disturbances is necessary to implement an advanced control structure. In this work, Luenberger's hybrid sliding observer was tested. The proposed algorithm is a combination of the classic Luenberger observer and the sliding part. The proposed structure increases the estimator's resistance to measurement and parametric noise. The observer properties were tested on a laboratory stand equipped with PMSM engines. The obtained results were compared to the classical solution.
EN
The paper introduces and assesses the Eigenvalue Covariance Intersection (EVCI) algorithm for data fusion in Wireless Sensor Networks. The EVCI aims to enhance information fusion efficiency, reduce transmitted data, and potentially extend network lifespan. By conducting the eigendecomposition of covariance matrices, the EVCI evaluates the utility of eigenvectors and strategically employs only those positively impacting estimate accuracy. Through simulations and comparisons with the Covariance Intersection (CI) algorithm, the study demonstrates EVCI’s ability to maintain accuracy alongside with significant energy savings. The paper provides insights into popular data fusion algorithms, the concept of the EVCI, used formulas, and selected simulation results.
EN
This article examines the problem of estimating the states of Markovian jumping competitive neural networks, where the estimation is done using stochastic sampled-data control with time-varying delay. Instead of continuously measuring the states, the network relies on sampled measurements, and a sampled-data estimator is proposed. The estimator uses probabilistic sampling during two sampling periods, following a Bernoulli distribution. The article also takes into account the possibility of actuator failure in real systems. To ensure the exponentially mean-square stability of the delayed neural networks, the article constructs a Lyapunov-Krasovskii functional (LKF) that includes information about the bounds of the delay. The sufficient conditions for stability are derived in the form of linear matrix inequalities (LMIs) by employing modified free matrix-based integral inequalities. Finally, a numerical example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
EN
The problem of estimation of unmeasured state variables and unknown reaction kinetic functions for selected biochemical processes modelled as a continuous stirred tank reactor is addressed in this paper. In particular, a new hierarchical (sequential) state observer is derived to generate stable and robust estimates of the state variables and kinetic functions. The developed hierarchical observer uses an adjusted asymptotic observer and an adopted super-twisting sliding mode observer. The stability of the proposed hierarchical observer is investigated under uncertainty in the system dynamics. The stability analysis of the estimation error dynamics is carried out based on the methodology associated with linear parameter-varying systems and sliding mode regimes. The developed hierarchical observer is implemented in the Matlab/Simulink environment and its performance is validated via simulation. The obtained satisfactory estimation results demonstrate high effectiveness of the devised hierarchical observer.
PL
W referacie przedstawiono zagadnienia związane z tłumieniem drgań skrętnych w układzie dwumasowym. W celu efektywnego tłumienia oscylacji wybrano strukturę z dwoma dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi. W celu jej implementacji konieczne jest zastosowanie wybranego estymatora zmiennych stanu. Problem estymacji komplikuje się w przypadku nieznanych warunków początkowych obiektu, np. naciągniętego wału. W niniejszej pracy proponuje się zastosowanie obserwatora wielowarstwowego zapewniającego znaczne skrócenie czasu estymacji.. Jego efektywność została potwierdzona przez szereg badań symulacyjnych i eksperymentalnych dla obiektu o parametrach zawartych w określonych granicach.
EN
The paper presents issues related to the damping of torsional vibrations in a dual mass system. In order to effectively dampen the oscillations, a structure with two additional feedbacks was chosen. In order to implement it, it is necessary to use the selected state variable estimator. The estimation problem becomes more complicated in the case of unknown initial conditions of the object, e.g. a stretched shaft. This paper proposes the use of a multilayer observer. Its effectiveness has been confirmed by a series of simulation and experimental tests for an object with parameters within certain limits.
EN
The paper describes a novel online identification algorithm for a two-mass drive system. The multi-layer extended Kalman Filter (MKF) is proposed in the paper. The proposed estimator has two layers. In the first one, three single extended Kalman filters (EKF) are placed. In the second layer, based on the incoming signals from the first layer, the final states and parameters of the two-mass system are calculated. In the considered drive system, the stiffness coefficient of the elastic shaft and the time constant of the load machine is estimated. To improve the quality of estimated states, an additional system based on II types of fuzzy sets is proposed. The application of fuzzy MKF allows for a shorter identification time, as well as improves the accuracy of estimated parameters. The identified parameters of the two-mass system are used to calculate the coefficients of the implemented control structure. Theoretical considerations are supported by simulations and experimental tests.
EN
Generalized observers are proposed to relax the existing conditions required to design Luenberger observers for rectangular linear descriptor systems with unknown inputs. The current work is focused on designing index one generalized observers, which can be naturally extended to higher indexes. Sufficient conditions in terms of system operators for the existence of generalized observers are given and proved. Orthogonal transformations are used to derive the results. A physical model is presented to show the usefulness of the proposed theory.
PL
W niniejszej pracy przedstawiono możliwość zredukowania wpływu zakłóceń stochastycznych na jakość regulacji dzięki estymacji stanu z wykorzystaniem algorytmu rozszerzonego filtru Kalmana. Przeprowadzono eksperymenty na laboratoryjnym układzie lewitacji magnetycznej firmy Inteco, którego model matematyczny jest nieliniowy. Przyjęto metodę sterowania z użyciem wektora stanu i algorytmem lokowania biegunów dla modelu zlinearyzowanego w wybranym punkcie pracy. Dla różnych poziomów zaszumienia sygnału pomiarowego zbadano działanie układu ze sprzężeniem zwrotnym od stanu mierzonego oraz estymowanego. W celu oceny regulacji, dla obu realizacji sprzężenia dokonano weryfikacji jakości działania algorytmu. Porównano otrzymane przebiegi czasowe każdej zmiennej stanu oraz obliczone, całkowe wskaźniki jakości bazujące na uchybie regulacji. Jakość estymacji oceniono na podstawie wskaźnika błędu średniokwadratowego oraz bazującego na błędach estymat i pomiarów. Syntezy regulatora dokonano na podstawie modelu ciągłego, a następnie wyznaczono jego postać dyskretną w celu numerycznej implementacji algorytmu rozszerzonego filtru Kalmana. Dokonano synchronizacji bloków wykonawczych z wybranym okresem próbkowania. Wyniki przeprowadzonych badań pozwalają wnioskować o przewadze regulacji w układzie, w którym brana jest informacja o wektorze stanu z estymacji, w porównaniu z bezpośrednim sprzężeniem zwrotnym bez filtracji Kalmana.
EN
This paper presents the possibility of reducing impact of stochastic disturbances on the quality of control by implementation of state estimation using the extended Kalman filter algorithm. Experiments were carried out on the Inteco magnetic levitation laboratory system, which mathematical model is nonlinear. A control method with the use of a state vector and a pole placement algorithm was adopted for the model which was linearized at the selected working point. For different levels of noise in the measurement signal, the operation of the system with a feedback from the measured and estimated state was tested. In order to assess the regulation, the quality of the algorithm was verified for both implementations of the feedback. The obtained time plots of each state variable were compared and the calculated integral quality indices, based on the control error, were compared. The quality of the estimation was assessed on the basis of the following mean square error and based on the errors between estimation and measurements indices. The controller was synthesized on thebasis of the continuous model, and then its discrete form was numerically implement as the extender Kalman filter algorithm. The executive blocks were synchronized with the selected sampling period. The results of the performed research allow to conclude about the advantage of control in the system in which the information about the state vector from the estimation is taken, in comparison with the direct feedback without Kalman filtering.
EN
The main idea of this study is to evaluate the estimation performance of extended and unscented Kalman filters (EKF and UKF). So, these latter are introduced to estimate the dynamic states of a similar model operating with identical covariance matrices in the same situation. The mean square error (MSE) criterion is used to quantify the estimation error between the actual and the estimated values. The simulation results obtained with Matlab/ Simulink software confirm the superiority and efficiency of UKF over EKF, especially when the system is highly non-linear under process and measurement noises, such is the case of the inverted double pendulum mounted on a cart (DIPC).
PL
Główną ideą tego badania jest ocena wydajności estymacji rozszerzonych filtrów Kalmana (EKF i UKF). Te ostatnie zostały wprowadzone w celu oszacowania stanów dynamicznych podobnego modelu działającego z identycznymi macierzami kowariancji. Kryterium błędu średniokwadratowego (MSE) służy do ilościowego określenia błędu oszacowania między wartościami rzeczywistymi i szacunkowymi. Wyniki symulacji uzyskane za pomocą oprogramowania Matlab i Simulink potwierdzają wyższość i wydajność UKF nad EKF, zwłaszcza gdy system jest wysoce nieliniowy
EN
The paper deals with State Estimation (SE) for a Power System (PS) with a Phase Shifter (PhS). Aim of the paper is to show results of investigations of impact of taking into consideration the specific information about the symmetrical PhS on features of PS SE. During investigations, WLS SE in the rectangular coordinate system is considered. For SE evaluation one utilizes such indices as: the number of iterations in SE, the index of the conditionality of the solved equations (condition number cond(G)) and the index of accuracy of SE (rate A). Using the IEEE 14-bus test system, investigations are made for representative cases of SE. The results show, that from the viewpoint of condition number cond(G), and rate A the state estimation with the use of the specific information on PhS is more profitable than SE using only the general model of PhS. Considering number of iterations in SE, the results of investigations are not so unambiguous.
PL
Praca dotyczy estymacji stanu systemu elektroenergetycznego z przesuwnikiem fazowym. Jest kolejnym etapem badań wpływu obecności przesuwnika fazowego w systemie elektroenergetycznym na właściwości estymacji stanu. Celem pracy jest pokazanie wyników badań wpływu uwzględnienia specyficznej informacji o symetrycznym przesuwniku fazowym na właściwości estymacji stanu. Podczas badań brana jest pod uwagę estymacja stanu najmniejszych ważonych kwadratów w układzie współrzędnych prostokątnych. Dla potrzeb oceny estymacji stanu wykorzystywane są takie wskaźniki, jak: liczba iteracji w procesie obliczeniowym estymacji stanu, wskaźnik uwarunkowanie rozwiązywanych równań (wskaźnik uwarunkowania cond(G)) i wskaźnik dokładności estymacji stanu (wskaźnik A). W opisywanych badaniach wykorzystywany jest 14-węzłowy system testowy IEEE. Są one przeprowadzane dla reprezentatywnych przypadków estymacji stanu. Otrzymane wyniki pokazują, że z punktu widzenia uwarunkowanie rozwiązywanych równań i dokładności wyników estymacja stanu z uwzględnieniem specyficznej informacji o symetrycznym przesuwniku fazowym jest korzystniejsza aniżeli estymacja stanu uwzględniająca tylko ogólny model przesuwnika fazowego. Biorąc pod uwagę liczbę iteracji w estymacji stanu, wyniki badań nie są tak jednoznaczne.
EN
The paper presents a new approach to Hybrid Kalman filtering, composed of Extended Kalman Filter and Unscented Kalman Filter. In known algorithms, the Unscented Kalman Filter algorithm is used as first and the result of this is given as an input to the Extended Kalman Filter. The authors checked modified Hybrid Kalman Filter with changed order of filters using theoretical object, which was created on the basis of power system. Besides traditional method, the modification of Hybrid Kalman Particle Filter was evaluated too. Results were compared with Extended Kalman Filter, Unscented Kalman Filter and Bootstrap Particle Filter. For particle filters the authors compared method estimation qualities for a different number of particles. The estimation quality was evaluated by three quality indices. Based on the obtained results, one can see that the changed order of methods in Hybrid Kalman filter can improve estimation quality.
PL
W artykule poruszono problem estymacji stanu systemów dynamicznych oraz zaproponowano nową metodę jego rozwiązania – wielokrotny filtr cząsteczkowy. Jest to odmiana filtru cząsteczkowego pozwalająca na zrównoleglenie jego pracy przez podział na niezależne filtry tak, by umożliwić implementację algorytmu, także na urządzeniach o niedużej mocy obliczeniowej. Algorytm został zaimplementowany dla obiektu jedno- oraz wielowymiarowego, a jakość estymacji porównano dla różnej liczby cząsteczek. Do oceny działania algorytmu wykorzystano wskaźnik jakości aRMSE. Na podstawie badań stwierdzono, iż zrównoleglenie pracy filtru cząsteczkowego może poprawić działanie algorytmu.
EN
In this paper the problem of state estimation of dynamical systems has been discussed and the new solution, named MultiPDF Particle Filter has been proposed. It is a modification of Particle Filter that allows to parallelize its work by dividing into independent filters in a way to enable the implementation of the algorithm also on devices with low computing power. The algorithm has been implemented for a one- and multi-dimensional object, and the quality of the estimation has been compared for a different number of particles. The quality index aRMSE has been used to evaluate the algorithm’s performance. Based on the simulation results it was found that the work parallelization of a Particle Filter can improve estimation quality of the algorithm.
EN
This paper investigates state estimation of linear time-invariant systems where the sensors and controllers are geographically separated and connected over limited capacity, additive white Gaussian noise (AWGN) communication channels. Such channels are viewed as dropout (erasure) channels. In particular, we consider the case with limited data rates, present a necessary and sufficient condition on the data rate for mean square observability over an AWGN channel. The system is mean square observable if the data rate of the channel is larger than the lower bound given. It is shown in our results that there exist the inherent tradeoffs among the limited data rate, dropout probability, and observability. An illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.
EN
In this paper, three methods, namely: Hybrid Kalman Filter, Hybrid Kalman Particle Filter, and Likelihood Particle Filter for state estimation have been presented. These algorithms have been applied to three nonlinear objects and one linear object (one- and multivariable systems) and have been compared with Bootstrap Particle Filter. Moreover, authors proposed three modifications of Likelihood Particle Filter, intended for different types of objects. Operation of three particle Filter algorithms, namely Bootstrap Particle Filter, Hybrid Kalman Particle Filter and Likelihood Particle Filter, have been compared for a different number of particles, and the results have been presented together with Extended Kalman Filter, Unscented Kalman Filter and Hybrid Kalman Filter algorithm. It has been shown that Hybrid Kalman Particle Filter gives better results than Bootstrap Particle Filter for a low number of particles. Furthermore, Likelihood Particle Filter provides better than other examined methods output match (through suitable choice of estimated state variables). For the linear object, Kalman Filter algorithm is the best.
PL
W pracy zostały przedstawione trzy metody estymacji: hybrydowy filtr Kalmana, hybrydowy cząsteczkowy filtr Kalmana oraz wiarygodny filtr cząsteczkowy. Algorytmy zostały zastosowane do trzech obiektów nieliniowych oraz jednego obiektu liniowego (systemy jedno- i wielowymiarowe) oraz zostały porównane z filtrem cząsteczkowym – algorytmem Bootstrap. Ponadto autorzy zaproponowali trzy modyfikacje wiarygodnego filtru cząsteczkowego przeznaczone do konkretnego typu obiektów. Działanie algorytmów filtru cząsteczkowego, Bootstrap, hybrydowego cząsteczkowego filtru Kalmana oraz wiarygodnego filtru cząsteczkowego zostały porównane przy różnej liczbie cząsteczek oraz zestawione z rozszerzonym filtrem Kalmana, bezśladowym filtrem Kalmana oraz hybrydowym filtrem Kalmana. Można zauważyć, że hybrydowy cząsteczkowy filtr Kalmana daje lepsze wyniki od algorytmu Bootstrap dla mniejszej liczby cząsteczek. Poza tym wiarygodny filtr cząsteczkowy zapewnia najlepsze spośród badanych metod dopasowanie wyjść (przez wybór estymowanych zmiennych stanu). Dla obiektu liniowego algorytm filtru Kalmana działa najlepiej.
EN
In this paper, algorithms of the state estimation of dynamical systems, using different types of particle filters, have been presented. Three Particle Filter methods have been used: Bootstrap Filter, Auxiliary Particle Filter and Likelihood Particle Filter. These methods have been applied to two nonlinear objects, with quadratic measurement functions. The results have been additionally compared with the outcome from Kalman filters. Based on the obtained results (5 different quality indices) the estimation methods have been evaluated.
PL
W niniejszej pracy zostały przedstawione algorytmy estymacji stanu układów dynamicznych za pomocą różnych rodzajów filtrów cząsteczkowych. Zaprezentowano trzy metody filtrów cząsteczkowych: algorytm Bootstrap, pomocniczy filtr cząsteczkowy i wiarygodny filtr cząsteczkowy. Metody te zastosowano dla dwóch obiektów nieliniowych o kwadratowych funkcjach pomiarowych. Z filtrami cząsteczkowymi zostały dodatkowo zestawione metody filtru Kalmana. Na podstawie uzyskanych wyników (5 różnych wskaźników jakości) metody estymacji zostały ocenione.
EN
Power system state estimation is a calculation procedure, which plays an essential role in computer systems in national control centres. Time of realization of the estimation calculation should be as short as possible. Accuracy of results of the estimation should be as large as possible. Sensitivity to errors burdening data utilized in the state estimation should be as small as possible. The paper considers the state estimation of a power system with a symmetrical phase shifter. That phase shifter is modelled using a general model of the phase shifter and using specific information on the symmetrical phase shifter. The paper describes original investigations of features of the power system state estimation in both the mentioned cases. Investigations show essential difference between features of the state-estimation for those cases.
PL
Estymacja stanu systemu elektroenergetycznego jest procedurą obliczeniową, która odgrywa istotną rolę w systemach komputero- wych dyspozycji mocy. Czas realizacji obliczeń estymacyjnych powinien być możliwie najkrótszy. Dokładność wyników estymacji powinna być możliwie największa. Wrażliwość na błędy obarczające dane wykorzystywane w procesie estymacji stanu powinna być możliwie najmniejsza. Przedmiotem tego artykułu jest estymacja stanu systemu elektroenergetycznego z symetrycznym przesuw- nikiem fazowym – uwzględniono estymację stanu, w której zastosowano ogólny model przesuwnika fazowego oraz gdy pod uwagę bierze się także specyficzne informacje o przesuwniku. Artykuł zawiera wyniki oryginalnych badań obu tych przypadków – między nimi występują istotne różnice we właściwościach estymacji stanu.
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.