Optymalizacja struktur neuronowo-rozmytych estymatorów zmiennych stanu układu dwumasowego

• Autorzy: Kamiński M. , Tran-Van T. , Szabat K.

Warianty tytułu

EN

Structure optimization of the neuro-fuzzy state variable estimators for the two-mass drive system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano zastosowanie modeli neuronowo-rozmytych w odtwarzaniu zmiennych stanu napędu elektrycznego o złożonej części mechanicznej. Istotnym zagadnieniem w procesie projektowania testowanych estymatorów jest optymalizacja ich struktury, w tym celu zastosowano metodę rozmytą K-średnich. Uzyskano wysoką precyzję estymowanych sygnałów (prędkości obciążenia oraz momentu skrętnego) oraz odporność, w badanym zakresie, na zmiany wybranych parametrów napędu, a także w przypadku wprowadzania dodatkowych nieliniowości elementów sprzęgających.

EN

In this paper application of neuro-fuzzy models in state variables estimation of electrical drive with composite mechanical part is presented. Important task in design process is structure optimization, for this purpose fuzzy c-means algorithm is applied. High precision of selected signals estimation (load speed and torsional torque) is obtained. Moreover estimators are robust, in tested range, against parameter changes and introduction of additional nonlinear elements in coupling between motor and load.

Słowa kluczowe

PL

estymatory neuronowo-rozmyte; algorytm rozmytych k-średnich; optymalizacja struktury; układ dwumasowy

EN

neuro-fuzzy estimators; fuzzy c-means algorithm; structure optimization; two-mass system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 7
• Strony: 173--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kamiński M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

autor

Tran-Van T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

autor

Szabat K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Bibliografia

• [1] Kamiński M., Orłowska–Kowalska T., Adaptacyjny neuronowy regulator prędkości silnika indukcyjnego, Przegląd Eektrotechniczny, nr 2a, str 21-24, 2013
• [2] Brock S., Pajchrowski T., Reducing Energy Losses for Fan Applications with V/f control of PMSMs, Przegląd Elektrotechniczny, nr 11, str 89-95, 2011
• [3] Masalski C., Muszyński R., Właściwości dyskretnego modelu napędu ze sprężystością w części mechanicznej oraz z regulatorem i obserwatorem stanu, Przegląd Elektrotechniczny. 2012, R. 88, nr 4b,
• [4] Jeleń M., Jarek G., Gierlotka K.., Bezpośrednie sterowanie momentu z wymuszeniem dynamiki silnika klatkowego i maszyny dwustronnie zasilanej, Przegląd Elektrotechniczny, no. 4b str. 98-103, 2012
• [5] Janiszewski, D. Real-time control of drive with elastic coupling based on motor position measured only, Industrial Electronics (ISIE), 2011 IEEE International Symposium on, On page(s): 1931 – 1936
• [6] Serkies P., Szabat K., Predykcyjny regulator prędkości napędu dwumasowego z rozmytą adaptacją ograniczeń. Przegląd Elektrotechniczny. 2012, R. 88, nr 4b, s. 209-212,
• [7] Tran Van T., Kamiński M., Szabat K., Estymacja mechanicznych zmiennych stanu układu napędowego za pomocą systemów neuronowo-rozmytych. Przegląd Elektrotechniczny, no 6, str; 166-169, 2012.
• [8] Gawronski W., Racho C. S., Mellstrom J. A., Application of the LQG and feedforward controllers to the deep space network antennas, IEEE Transation on Control System Technology, 3(1995), n. 4, 417-421
• [9] Hace A., Jezernik K., Sabanovic A., Improved Design of VSS controller for a linear belt-driven servomechanism, IEEE/ASME Transaction on Mechatronics, 10(2005), n. 4, 385-390
• [10] Szabat K., Orlowska-Kowalska T., Vibration Suppression in a Two-Mass Drive System Using PI Speed Controller and Additional Feedbacks—Comparative Study, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 54(2007), n. 2, 1193-1206
• [11] M. Molinas, J. A. Suul, T. Undeland, Extending the Life of Gear Box in Wind Generators by Smoothing Transient Torque With STATCOM, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 57, no. 2, pp. 476-484, 2010.
• [12] J. Guzinski, H. Abu-Rub, M. Diguet, Z. Krzeminski, A. Lewicki, Speed and Load Torque Observer Application in High-Speed Train Electric Drive, IEEE Trans. on Industrial Electronics pp 565-574, vol 57 Issue 2 2010
• [13] E. J. Fuentes, C. A. Silva, J. I. Yuz, Predictive Speed Control of a Two-Mass System Driven by a Permanent Magnet Synchronous Motor, IEEE Trans. on Industrial Electronics pp.2840-2848, vol 59 Issue 7, 2012
• [14] K. Szabat, T. Orlowska-Kowalska, Performance Improvement of Industrial Drives With Mechanical Elasticity Using Nonlinear Adaptive Kalman Filter, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 55, no. 3, pp.1075-1084, 2008.
• [15] Szabat K., Struktury stertowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr. 61, Seria: Monografie nr. 19, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2008.
• [16] Fuller R., Introduction to Neuro-Fuzzy Systems, Advances in Soft Computing Series, Springer-Verlag, Berlin/Heildelberg, 2000
• [17] Orlowska-Kowalska T., Kaminski M., Application of MLP and RBF neural networks in the control structure of the drive system with elastic joint, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 28(2009), n. 3, 556 – 569
• [18] Orłowska-Kowalska T., Kamiński M., Zastosowanie metody OBD do optymalizacji struktury neuronowych estymatorów zmiennych stanu napędu dwumasowego, Mat. VIII Kraj. Konf. Nauk., SENE, (2007), 359-366
• [19] Kamiński M., Orłowska-Kowalska T., FPGA Realization of the Neural Speed Estimator for the Drive System with Elastic Coupling, 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,Porto, Portugal, IECON 2009
• [20] J.C. Bezdek, Pattern Recognition with Fuzzy Objective Function Algoritms, Plenum Press, New York, 1981.