Przetwarzanie sygnału momentomierza Futek TRS705 oraz komunikacja wewnętrza w zautomatyzowanym stanowisku badawczym napędu z silnikiem reluktancyjnym przełączalnym

• Autorzy: Fabiański Bogdan , Pajchrowski Tomasz , Zawirski Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.02

Warianty tytułu

EN

Digital signal processing of the Futek TRS705 torque meter and internal communication solutions in an automated laboratory test-bench for a switched reluctance motor drive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji skupiono się na trzech kwestiach: analizie i algorytmach kondycjonowania uzyskiwanego sygnału momentu przetwornika Futek TRS705 w środowisku analitycznym Matlab, usytematyzowaniu architektury komunikacji wewnętrznej jednostki centralnej stanowiska w ramach systemu operacyjnego czasu rzeczywistego oraz na efektywnym sterowaniu zdalnym oscyloskopem. Przedstawione informacje mogą stanowić dla Czytelnika inspiracje w podobnych konstrukcjach stanowisk badawczych ułatwiając odtworzenie podobnego stanu funkcjonalności w oparciu o praktyczne wykorzystanie strukturyzacji kodu systemów wbudowanych obsługujących automatyzację pracy. Przedstawione metody analizy uzyskiwanego na stanowisku sygnału momentu siły pozwalają zapoznać się z jego właściwościami, a metody wtórnego przetwarzania na popraw˛ e parametrów jakości tego sygnału. W pracy omówiono tak˙ ze relacje pasma przenoszenia użytego przetwornika do natury widma momentu elektromagnetycznego silnika reluktancyjnego przełączalnego.

EN

The publication focused on three issues: systematizing the internal communication architecture of the station’s central unit within the real time operating system, effective remote control of the used DPO3014 oscilloscope and analysis/conditioning algorithms of the obtained torque signal of the Futek TRS705 transducer in the Matlab analytical environment. The information presented may provide the reader with inspiration in similar designs of research stations, facilitating the reconstruction of a similar state of functionality. The presented methods of secondary processing of the torque signal obtained at the station make it possible to become familiar with its nature and to further improve the quality parameters of this signal. The paper also discusses the adjustment of the frequency response of the used transducer to the nature of the electromagnetic torque spectrum resulting from the design of the switched reluctance motor.

Słowa kluczowe

PL

SRM; stanowisko badawcze; system wbudowany; FreeRTOS; momentomierz; Futek TRS705; FSH02564; sterowanie rozproszone

EN

SRM; test bench; embedded system; FreeRTOS; torque transducer; Futek TRS705; FSH02564; distributed control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 7--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fabiański Bogdan

• Politechnika Poznańska – Instytut Automatyki, Robotyki i Inteligencji Maszynowej

autor

Pajchrowski Tomasz

• Politechnika Poznańska – Instytut Automatyki, Robotyki i Inteligencji Maszynowej

autor

Zawirski Krzysztof

• Akademia Nauk Stosowanych w Pile

Bibliografia

• [1] R. Krishnan, Switched Reluctance Motor Drives: Modeling, Simulation, Analysis, Design, and Applications. CRC Press, Dec. 2017, google-Books-ID: plBgngEACAAJ.
• [2] P. Bogusz, Sterowanie maszyn reluktancyjnych przeł ˛ aczalnych w nap˛ edach pojazdów elektrycznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 2018.
• [3] J. Prokop, “Kompleksowe modelowanie silników reluktan cyjnych przeł ˛ aczalnych w systemie MATLAB/MAPLE,” Przegl ˛ ad Elektrotechniczny, vol. R. 77, nr 7-8, pp. 191–196, 2001.
• [4] M. Kowol, P. Mynarek, and D. Mrocze´ n, “Model matematyczny przeł ˛ aczalnego silnika reluktancyjnego do analizy stanów dy namicznych,” Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe, vol. Nr 88, pp. 7–11, 2010.
• [5] T. Kusumi, K. Kobayashi, K. Umetani, and E. Hiraki, “Analytical Derivation of Phase-Current Waveform for Elimination of Torque and Input-Current Ripples of Switched Reluctance Motor Op erating Under Magnetic Saturation,” IEEE Transactions on In dustry Applications, vol. 58, no. 4, pp. 5248–5261, Jul. 2022, conference Name: IEEE Transactions on Industry Applications.
• [6] Z. Xia, G. Fang, D. Xiao, A. Emadi, and B. Bilgin, “An Online Torque Sharing Function Method Involving Current Dynamics for Switched Reluctance Motor Drives,” IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 9, no. 1, pp. 534–548, Mar. 2023, conference Name: IEEE Transactions on Transportation Electrification.
• [7] D. Zhou, H. Chen, X. Wang, V. F. Pires, and J. Martins, “Syn thetic Sensorless Control Scheme for Full-Speed Range of Switched Reluctance Machine Drives With Fault-Tolerant Ca pability,” IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 4, pp. 4456–4469, Dec. 2022, conference Name: IEEE Transactions on Transportation Electrification.
• [8] X. Sun, X.Tang, X.Tian, G.Lei, Y. Guo, andJ.Zhu, “Sensorless Control With Fault-Tolerant Ability for Switched Reluctance Mo tors,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 37, no. 2, pp. 1272–1281, Jun. 2022, conference Name: IEEE Transac tions on Energy Conversion.
• [9] B. Fabia´ nski, K. Zawirski, and T. Pajchrowski, “Zautomaty zowane stanowisko laboratoryjne do precyzyjnego wyznacza nia k ˛ atowego rozkładu indukcyjno´ sci uzwojenia pasma silnika reluktancyjnego przeł ˛ aczalnego.” Przeglad Elektrotechniczny, vol. 99, no. 5, pp. 161– 170, 2023.
• [10] B. Fabia´ nski and K. Zawirski, “Simplified model of Switched Re luctance Motor for real-time calculations,” Przegl ˛ ad Elektrotech niczny, vol. R. 92, nr 7, 2016.
• [11] Tektronix, “MSO3000-and-DPO3000-Programmer-Manual.pdf.” [Online]. Available: https://download.tek.com/manual/ MSO3000-and-DPO3000-Programmer-Manual.pdf
• [12] A. Dunkels, “Design and Implementation of the lwIP TCP/IP Stack,” 2001. [Online]. Available: https://www.artila.com/ download/RIO/RIO-2010PG/lwip.pdf
• [13] “lwIP- A Lightweight TCP/IP stack- Summary [Savannah].” [Online]. Available: http://savannah.nongnu.org/projects/lwip/
• [14] “Non-Contact Shaft-to-Shaft Rotary Torque Sensor with Encoder TRS705 : FSH02564.” [Online]. Available: https://www.futek.com/store/torque-sensors/shaft-to-shaft rotary-torque-sensors/non-contact-shaft-to-shaft-rotary encoder-TRS705/FSH02564
• [15] B. Fabianski, “Optimal control of switched reluctance motor drive with use of simplified, nonlinear reference model,” in 2016 17th International Conference on Mechatronics- Mechatronika (ME), Dec. 2016, pp. 1–8.
• [16] B. Fabianski and K. Zawirski, “Parameter adaptation of simplified switched reluctance motor model using Newton and Gauss Newton signal fitting methods,” COMPEL- The international journal for computation and mathematics in electrical and elec tronic engineering, vol. 36, no. 3, pp. 602–618, Jan. 2017, pub lisher: Emerald Publishing Limited.
• [17] B. Fabianski, T. Pajchrowski, and K. Zawirski, “Rozwi ˛ azania układowe i przetwarzanie sygnałów w autorskim interfejsie mo mentomierza stanowiska badawczego nap˛edu z silnikiem re luktancyjnym przeł ˛ aczalnym,” Materiały konferencyjne SENE 2023, 2023.
• [18] “SRMd– publiczne– Dysk Google.” [On line]. Available: https://drive.google.com/drive/folders/1RyXi_ h28BUn5Heiu7-rvqOtmGngrjEuK?hl=pl

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).