Estymacja mechanicznych zmiennych stanu układu napędowego za pomocą systemów neuronowo-rozmytych

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

Warianty tytułu

EN

Estimation of the mechanical state variable using neuro-fuzzy system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia projektowania rozmytych estymatorów zmiennych stanu dla układu napędowego z połączeniem sprężystym. We wprowadzeniu dokonano przeglądu literatury na temat stosowanych metod odtwarzania zmiennych stanu układu dwumasowego. Kolejno omówiono model matematyczny obiektu badań oraz strukturę sterowania. Opisano system rozmyty typu TSK. Następnie przedstawiono wyniki badań symulacyjnych obrazujących właściwości dynamiczne estymatorów neuro-fuzzy pracujących w różnych warunkach. Przetestowano działanie estymatorów zarówno dla znamionowych jak i zmienionych parametrów obiektu.

EN

In the paper the issues related to the estimation of the state variables of the two-mass system are presented. After introduction, where short survey of the estimation method is presented, the mathematical model of the drive and the control structure are introduced. Then the TSK fuzzy system is described. Next the properties of the neuro-fuzzy system are investigated under simulation study for the nominal and changed parameters of the drive.

Słowa kluczowe

PL

napęd elektryczny; układ dwumasowy; estymacja; systemy rozmyto-neuronowe

EN

electrical drive; two-mass system; vibration damping; estimation; neuro-fuzzy system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 6
• Strony: 166--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., schem.

Twórcy

autor

Tran T.

autor

Kamiński M.

autor

Szabat K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych,

Bibliografia

• [1] Szabat K., Struktury stertowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr. 61, Nr. 19, 2008.
• [2] Muszynski R., Deskur J., Damping of Torsional Vibrations in High-Dynamic Industrial Drives, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57 , no. 2 pp. 544 – 552, 2010.
• [3] 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, vol. 54, no. 2, pp 1193-1206, 2007.
• [4] Molinas, M.; Suul, J.A.; Undeland, T.; Extending the Life of Gear Box in Wind Generators by Smoothing Transient Torque With STATCOM, IEEE Transaction on Industrial Electronics, vol. 57, no. 2, pp. 476-484, 2010.
• [5] Thomsen, S.; Hoffmann, N.; Fuchs, F. W.; PI Control, PIBased State Space Control, and Model-Based Predictive Control for Drive Systems With Elastically Coupled Loads—A Comparative Study, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 58, no. 8, pp. 3647 – 3657, 2011.
• [6] Guzinski, J.; Abu-Rub, H.; Diguet, M.; Krzeminski, Z.; Lewicki, A.; Speed and Load Torque Observer Application in High-Speed Train Electric Drive, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 57, no. 2, pp. 565 - 574, 2010.
• [7] Orłowska-Kowalska T., Kaminski M., Szabat K., Implementation of the Sliding Mode Controller with an Integral Function and Fuzzy Gain Value for Electrical Drive with Elastic Joint, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 4, pp. 1309-1317, 2010.
• [8] Cychowski M., Szabat K., Efficient real-time model predictive control of the drive system with elastic transmission, Control Theory & Applications, IET, vol. 4 ,no. 1, 2010.
• [9] Serkies P., Szabat K., Predykcyjne sterowanie pozycją w napędzie elektrycznym z połączeniem sprężystym, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 87, nr. 2, pp. 276-279, 2011.
• [10] Serkies P., Szabat K., Projektowanie odpornego predykcyjnego regulatora prędkości dla układu napędowego z połączeniem sprężystym, Przegląd elektrotechniczny, vol. 87 NR 7/2011 s. 115–118, 2011.
• [11] Vasak M, Peric N., Stability analysis of a patched LQR control system for constrained multi-mass electrical drives, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 85, no. 7, pp. 109–114, 2009.
• [12] Peter K., Scholing I., Orlik B., Robust output-feedback H∞ control with a nonlinear observer for a two-mass system, IEEE Trans. on Industry Appl. vol. 39, no. 3, pp. 637 - 644 2003
• [13] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Performance improvement of industrial drives with mechanical elasticity using nonlinear adaptive Kalman filter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, nr 3, pp. 1075-1084, 2008.
• [14] Janiszewski D., Bezczujnikowy napęd z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych oparty na bezśladowym filtrze Kalmana, Prze. Elektrote., vol. 86, nr 2, s. 169-174, 2010
• [15] E.L. Haseltine, J.B. Rawlings, Critical Evaluation of Extended Kalman Filtering and Moving-Horizon Estimation, Ind. Eng. Chem. Res., vol. 44, no. 8, pp 2451–2460, 2005
• [16] T. Orłowska-Kowalska, M. Kaminski, Application of the OBD method for optimization of neural state variable estimators of the two-mass drive system, Neurocomputing, Elsevier science, vol. 72, no. 13-15, pp. 3034-3045, 2009.
• [17] Kamiński M., Implementacja neuronowego estymatora prędkości napędu dwumasowego w układzie FPGA. Przegląd Elektrotechniczny, vol. 86, no 2, s. 225-230, 2010.
• [18] J. Lęski, Systemy neuronowo-rozmyte, WNT, 2008
• [19] Chiu S., Fuzzy Model Identification Based on Cluster Estimation, Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, vol. 2, no. 3, Spet. 1994.
• [20] K. Hammouda, “A Comparative Study of Data Clustering Techniques”, Tools of Intelligent Systems Design Course Project SYDE, 2000.
• [21] T. van Tran, M. Kamiński, K. Szabat, Neuronowo-rozmyte estymatory zmiennych stanu układu napędowego z połączeniem sprężystym, Materiały konferencji SENE 2011, na cd, 2011