Identyfikacja parametrów układu dwumasowego za pomocą rozmytego filtru Kalmana

• Autorzy: Dróżdż K.

Warianty tytułu

EN

Identification of mechanical parameters of the two-mass system using fuzzy Kalman filter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z identyfikacją parametrów mechanicznych układu dwumasowego, w trybie online za pomocą filtrów Kalmana. Podczas procesu identyfikacji uwzględniono jednoczesną regulację prędkości układu realizowaną w strukturze adaptacyjnej z dwoma dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi. Do klasycznego algorytmu nieliniowego rozszerzonego filtru Kalmana wprowadzono zaprojektowane systemy rozmyte, których zadaniem była adaptacja wybranych współczynników macierzy Q, przeprowadzana na podstawie aktualnych estymowanych wartości parametrów mechanicznych badanego układu napędowego. Omówiono model matematyczny obiektu badań, nieliniowego rozszerzonego filtru Kalmana i wprowadzone modyfikacje w postaci systemów rozmytych. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, dotyczące obu rodzajów filtru Kalmana, w zamkniętej strukturze sterowania oraz scharakteryzowano sposób doboru współczynników obserwatorów.

EN

In the paper the issues related to the online identification of mechanical parameters of the two-mass system using Kalman filters are presented. Observers in a closed-loop adaptive control structure were investigated. To the classical algorithm of nonlinear extended Kalman filter designed fuzzy systems were introduced. Adaptation of selected coefficients of the matrix Q was introduced by these systems. Mathematical models of the two-mass system and the nonlinear extended Kalman filter are presented. Subsequently, applied fuzzy systems are discussed. The results of both types of Kalman filter are shown. Method of optimizing coefficients of the observers was discussed.

Słowa kluczowe

PL

układ dwumasowy; identyfikacja parametrów; filtr Kalmana

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 69, nr 33
• Strony: 156--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dróżdż K.

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

Bibliografia

• [1]HASHIMOTO S., HARA K., FUNATO H., KAMIYAMA K., AR-based identification and control approach in vibration suppression, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, Issue: 3, 2001, 806–811.
• [2]LIS. J., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Analiza właściwości estymatora regresji jądrowej w zadaniu identyfikacji nieparametrycznej charakterystyk nieliniowych złożonego układu napędowego, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, Vol. 58, nr 25, 2005, 296–305.
• [3]MOLA M., KHAYATIAN A., DEHGHANI M., Identification and adaptive position control of two mass systems with unknown backlash, 2013 21st Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), 2013, 1–6.
• [4]NILKHAMHANG I., SANO A., Iterative tuning algorithm for feedforward parameter identification of a 2-mass motor system, Control Conference, 2004, 5th Asian, Vol. 3, 2004, 1729–1736.
• [5]PACAS M., Villwock S., Application of the Welch-Method for the Identification of Two- and Three-Mass-Systems, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55, Issue: 1, 2008, 457–466.
• [6]SAARAKKALA S.E., LEPPINEN T., HINKKANEN M., LUOMI J., 2012 12th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control (AMC), 2012, 1–6.
• [7]SCHUTTE F., BEINEKE S., ROLFSMEIER A., GROTSTOLLEN H., Online Identification of Mechanical Parameters Using Extended Kalman Filters, Industry Applications Conference, Thirty-Second IAS Annual Meeting, IAS ’97, Conference Record of the 1997 IEEE, Vol. 1, 1997, 501–508.
• [8]SZABAT K., Struktury sterowania elektrycznych układów napędowych z połączeniem sprężystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 61,Wrocław 2008.
• [9]SZABAT K., KAMIŃSKI G., Graficzna metoda identyfikacji parametrów układu dwumasowego, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, Vol. 59, Nr 26, 2006, 256–267.
• [10]SZABAT K., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Application of the Kalman Filters to the High-Performance Drive System With Elastic Coupling, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 59, Issue: 11, 2012, 4226–4235.
• [11]ZOUBEK H., PACAS M., An identification method for multi-mass-systems in speed-sensorless operation, 2011 IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), 2011, 1895–1900.