Zastosowanie rozmytego bezśladowego filtru Kalmana w adaptacyjnej strukturze sterowania układu dwumasowego

• Autorzy: Dróżdż K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.05.28

Warianty tytułu

EN

Application of a fuzzy unscented Kalman filter in an adaptive control structure of a two-mass system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem rozmytego bezśladowego filtru Kalmana w adaptacyjnej strukturze sterowania układu napędowego z połączeniem sprężystym. Wybrana struktura regulacji zapewnia efektywne tłumienie drgań skrętnych pomimo występowania zmienności momentu bezwładności maszyny roboczej. W algorytmie UKF wprowadzono modyfikację w postaci systemów rozmytych, których zadaniem jest adaptacja wybranych wyrazów macierzy kowariancji Q. Rozwiązanie to zapewnia odporność obserwatora w przypadku zmian wartości parametru sterowanego obiektu. Po krótkim przeglądzie literatury omówiono modele matematyczne układu napędowego, bezśladowego filtru Kalmana i strukturę sterowania. Następnie zaprezentowano strukturę systemów rozmytych. Kolejno przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnej weryfikacji rozważań teoretycznych.

EN

In the paper issues related to an application of a fuzzy unscented Kalman filter in an adaptive control structure of the drive system with elastic joint are presented. The selected control structure ensures effective damping of torsional vibrations in spite of changes of inertia of the load machine. In the UKF algorithm a modification in the form of fuzzy systems is applied. Their task is an adaptation of the selected coefficients of the covariance matrix Q. The solution provides robustness to changes in the value of the controlled system parameter. After the short review of the literature, the mathematical models of the drive system, unscented Kalman filter and the control structure are discussed. Next, the fuzzy systems structures are shown. Subsequently, selected simulation results and experimental verification of theoretical considerations are presented.

Słowa kluczowe

PL

tłumienie drgań; bezśladowy filtr Kalmana; estymacja; układ dwumasowy

EN

vibration damping; unscented Kalman filter; estimation; two-mass system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 5
• Strony: 151--155
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dróżdż K.

• Politechnika Wrocławska; Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych; 50-370 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

Bibliografia

• [1] Wang C., Yang M., Zheng W., Long J., Xu D., Vibration Suppression with Shaft Torque Limitation Using Explicit MPC-PI Switching Control in elastic drive systems, IEEE Transaction on Industrial Electronics, PP (2015), n.99, 1-12
• [2] Khan I.U., Dhaouadi R., Robust Control of Elastic Drives Through Immersion and Invariance, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 62 (2015), n.3, 1572-1580
• [3] Ran C., Shuanghong W., Jianbo S., Speed control with vibration suppression of two-inertia servo system based on resonance ratio control, 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), (2015), 2227-2231
• [4] White W.N., Zhichao Y., Lucero C., Active damping of torsional resonance in wind turbine drivetrains, 40th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON), (2014), 1957-1963
• [5] Muszynski R, Deskur J., Damping of Torsional Vibrations in High-Dynamic Industrial Drives, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 57 (2010), n.2, 544-552
• [6] Szabat K., Serkies P. J., Zastosowanie sterowania predykcyjnego w układzie napędowym z połączeniem sprężystym, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 2, 380-383
• [7] Paul P., Muszyński R., Wpływ dodatkowych sprzężeń zwrotnych na tłumienie drgań skrętnych w układzie napędowym z połączeniem sprężystym o dużej dynamice, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 4, 53-58
• [8] Sieklucki G., Tondos M., Pracownik A., Metoda regulacji o zmiennej strukturze dla dwumasowego układu napędowego, Elektrotechnika i Elektronika, (2007), nr 2, 225-230
• [9] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Extended Kalman filters in the control structure of two-mass drive system, Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 54 (2006), n.3, 315–325
• [10] Szabat K., Struktury sterowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, 61 (2008), nr 19
• [11] Zawirski K., Janiszewski D., Muszyński R., Unscented and extended Kalman filters study for sensorless control of PM synchronous motors with load torque estimation, Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 61 (2013), n.4, 793–801

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.