Adaptacyjne sterowanie układu dwumasowego z wykorzystaniem rozmytego filtru Kalmana

• Autorzy: Dróżdż K. , Szabat K.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.06.08

Warianty tytułu

EN

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

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem logiki rozmytej w nieliniowym filtrze Kalmana. Po krótkim przeglądzie literatury przedstawiono model matematyczny układu napędowego. Następnie opisano strukturę sterowania i rozmyty rozszerzony filtr Kalmana Zaproponowany estymator zapewnia odtwarzanie zmiennych stanu oraz parametrów układu dwumasowego. Współczynniki macierzy kowariancji filtru Kalmana były przestrajane w trybie online, na podstawie estymowanej wartości stałej czasowej maszyny roboczej. Badany estymator testowany był w otwartej oraz zamkniętej strukturze sterowania. Uzyskano znaczną poprawę jakości estymacji wszystkich zmiennych stanu w porównaniu do rozwiązania klasycznego.

EN

In the paper application of the fuzzy extended Kalman filter in the adaptive control structure for two-mass drive system is presented. After a short review of the literature the mathematical model of the two-mass drive system is presented. Next a control structure and the fuzzy extended Kalman filter are described. The proposed observer ensures the estimation of system states and parameters. The covariance matrix coefficients are online retuned by the fuzzy system based on the estimated value of mechanical time constant of the load machine. The proposed control strategy is tested in the open and closed-loop control structure. The proposed fuzzy Kalman filter ensures the better estimation accuracy compared to classical Kalman filter.

Słowa kluczowe

PL

filtr Kalmana; estymacja; układ dwumasowy; tłumienie drgań

EN

estimation; Kalman filter; two-mass system; vibrations damping

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 6
• Strony: 40--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dróżdż K.

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

autor

Szabat K.

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

Bibliografia

• [1] Mayer Ch. B., Torsional vibration problems and analyses of cement industry drives, IEEE Transaction on Industry Applications, IA-17 (1981), n.1, 81-89
• [2] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Adaptive Control of Two- Mass System using Nonlinear Extended Kalman Filter, IEEE Industrial Electronics, IECON 2006 - 32nd Annual Conference on, (2006),1539 - 1544
• [3] Carriere S., Caux S., Fadel M., Velocity sensorless control of a PMSM actuator directly driven an uncertain two-mass system using RKF tuned with an evolutionary algorithm, Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), 2010 14th International, (2010), T5-213-T5-220
• [4] Szabat K., Serkies P.J., Zastosowanie sterowania predykcyjnego w układzie napędowym z połączeniem sprężystym, Przegląd Elektrotechniczny, 2 (2010), nr 2, 380- 383
• [5] De Luca A., Schroder D., Thummel M., An Acceleration-based State Observer for Robot Manipulators with Elastic Joints, Robotics and Automation, 2007 IEEE International Conference on, (2007), 3817-3823,
• [6] Valenzuela M.A., Bentley J.M., Lorenz R.D., Computer-Aided Controller Setting Procedure for Paper Machine Drive Systems, Pulp and Paper Industry Technical Conference, 2007. Conference Record of Annual, (2007), 197-208,
• [7] Szabat K., Serkies P. J., Adaptacyjny filtr Kalmana dla układu napędowego z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej nr 66, Wrocław 2012, 118-124
• [8] Deskur J., Muszynski R, The problems of high dynamic drive control under circumstances of elastic transmission, Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC 2008 13th, (2008), 2227 - 2234
• [9] Muszynski R, Deskur J., Damping of Torsional Vibrations in High-Dynamic Industrial Drives, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 57 (2010), n.2, 544-552
• [10] Scholing I., Orlik B., Control of a nonlinear two-mass system with uncertain parameters and unknown states, Industry Applications Conference, 2000. Conference Record of the 2000 IEEE, (2000), 1096-1103
• [11] Gierlotka K., Michalak J., Zastosowanie logiki rozmytej w układach napędowych z połączeniami sprężystymi, Materiały konferencji PPEE’2000, 361-366, Wisła 2000
• [12] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Performance Improvement of Industrial Drives With Mechanical Elasticity Using Nonlinear Adaptive Kalman Filter, Transaction on Industrial Electronics, 55 (2008), n.3, 1075-1084
• [13] Orłowska-Kowalska T., Kamiński M., Application of OBD method for optimization of neural state variable estimators of the two-mass drive system, Neurocomputing, 72 (2009), Iss. 13-15, 3034-3045
• [14] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Vibration Suppression in Two-Mass Drive System using PI Speed Controller and Additional Feedbacks - Comparative Study, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 54 (2007), n.2, 1193-1206
• [15] Szabat K., Struktury sterowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 61,Wrocław 2008
• [16] Gierlotka K., Układy sterowania napędów elektrycznych z elementami sprężystymi, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 1181, Gliwice, 1992