Wielowarstwowy miękko przełączalny predykcyjny regulator prędkości napędu dwumasowego o zmiennych parametrach

• Autorzy: Serkies P.J. , Wróbel K.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.12.02

Warianty tytułu

EN

Multilayer soft switchable predictive speed controller for the drive with elastic coupling and variable dynamics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono nowy odporny na zmianę mechanicznej stałej czasowej maszyny roboczej predykcyjny regulator prędkości z miękko przełączanym sterowaniem. Proponowana struktura sterowania bazuje na predykcyjnym regulatorze obliczanym off-line dla różnych wartości nieznanego parametru, następnie w zależności od estymaty tego parametru następuje miękkie przełączanie pomiędzy poszczególnymi prawami sterowania MPC. We wstępie omówiono problematykę sterowania napędami z połączeniem sprężystym i zmiennym momentem bezwładności. W kolejnych rozdziałach przedstawiono model napędu i proponowaną strukturę sterowania. Rozważania teoretyczne zostały poparte badaniami symulacyjnymi.

EN

The paper presents a new robust predictive speed controller with soft-switched controls. The proposed control structure is based on the predictive controller off-line calculated (based on mpQP) for different values of the unknown parameter. Then, depending on the parameter estimates soft switching approach follows between the MPC control laws. A preliminary point discusses the problems of motion control of the drive with elastic coupling and variable parameters. In the following chapters presents a model of the drive and the proposed control structure. Theoretical considerations are supported by simulation studies.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie odporne; sterowanie predykcyjne; napęd dwumasowy

EN

robust control; predictive control; two-mass drive system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 12
• Strony: 7--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Serkies P.J.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

autor

Wróbel K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1] Valenzuela M. A., Bentley J. M., Lorenz R. D., Computer-Aided Controller Setting Procedure for Paper Machine Drive Systems, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 45 (2009), 2, 638-650
• [2] Chang Y.C. Yen H.M., Design of a robust position feedback tracking controller for flexible-joint robots, IET Control Theory and Applications, 5 (2011), 2,351–363
• [3] Boukhezzar B., Siguerdidjane H., Comparison between linear and nonlinear control strategies for variable speed wind turbines, Control Engineering. Prac.,18 (2010), 12, 1357–1368
• [4] Pajchrowski T., Zakirski K., Application of artificial neural network for adaptive speed control of PMSM drive with variable parameters, COMPEL 32 (2013), 4, 1287-1299
• [5] Khadija K., Benyounes M., Khalil B., Rachid B., A simple and robust Speed Tracking Control of PMSM, Przegląd Elektrotechniczny 87 (2011), 7, 202 – 207
• [6] Serkies P., Szabat K., Projektowanie odpornego predykcyjnego regulatora prędkości dla układu napędowego z połączeniem sprężystym, Przegląd Elektrotechniczny 87 (2013), 7, 115-118
• [7] Knychas S. Szabat K., Adaptacyjny układ sterowania z rekurencyjnymi regulatorami rozmytymi dla układu napędowego o zmiennych parametrach, Przegląd Elektrotechniczny 89 (2013), 6, 155-158
• [8] Derugo P., Dybkowski M., Szabat K., Adaptacyjne wektorowe sterowanie układem napędowym z połączeniem sprężystym. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, (2012), nr 32, 67-76.
• [9] Carriere S., Caux S., Fadel M., Alonge F., Velocity sensorless control of a PMSM actuator directly driven an uncertain twomass system using RKF tuned with an evolutionary algorithm, 14th Inter. Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), 2010, T5-213 - T5-220
• [10] Orłowska-Kowalska T., Kamiński M., Adaptive Neurocontrollers for Drive Systems: Basic Concepts, Theory and Applications, Advanced and Intelligent Control in Power Electronics and Drives Vol. 531 (2014), 269 – 302.
• [11] Karsten P., Vinogradski M., Tenhagen A., Joost M., Orlik B., Robust H∞-Optimal PI Cascade Control for Servo Drive Applications Solved by a Genetic Algorithm, 12th Inter Power Electronics and Motion Control Conf., EPE-PEMC 2006.
• [12] Serkies P., Szabat K., Application of the MPC controller to the Position Control of the Two-Mass Drive System, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 60 (2013), 9, 3679 – 3688
• [13] Serkies P., Szabat K., Adaptacyjna struktura sterowania z predykcyjnym regulatorem prędkości dla układu napędowego z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, (2011), nr 31, 320 – 330.
• [14] Serkies P., Szabat K., Cychowski M., Application of the MPC to the robust control of the two-mass drive system, IEEE Inter. Symp. on Industrial Electronics (ISIE) 2011, 1901-1906.
• [15] Szabat K., Orlowska-Kowalska T., Application of the Kalman filters to the high-performance drive system with elastic coupling, IEEE Trans. on Ind. Electr., 59 (2012), 11 4226-4235
• [16] Kamiński M., Tran-Van T., Szabat K., Optymalizacja struktur neuronowo-rozmytych estymatorów zmiennych stanu układu dwumasowego, Przegląd Elektrotechniczny 87 (2013), 7,
• [17] Serkies P., Szabat K., Fuzzy adaptive Kalman filter for the drive system with an elastic coupling, Archives of Electrical Engineering 62 (2013) 2, 251-265
• [18] Kvasnica M., Grieder P., Baotic M., Morari M., Multi-Parametric Toolbox (MPT), in HSCC (Hybrid Systems: Computation and Control), pp. 448–462, 2004.
• [19] Bemporad A., Morari M, Dua V., Pistikopoulos E.N., The explicit linear quadratic regulator for constrained systems, Automatica, 38 (2002),1, 3–20.
• [20] Kouramas K., Panos C., Faísca N., Pistikopoulos E., An algorithm for robust explicit/multi-parametric model predictive control, Automatica 49 (2013) 2, 381-389.
• [21] Szabat K, Struktury sterowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej nr 61, Wrocław 2008
• [22] Serkies P., Wpływ funkcji celu regulatora predykcyjnego na właściwości dynamiczne napędu dwumasowego, Przegląd Elektrotechniczny 90 (2014), 6, 133-137