Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical properties of discrete approximations of an elementary fractional order transfer function

Oprzędkiewicz Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 7

117--123

EN

The paper deals with the analysis of basic numerical properties of discrete approximations of the elementary fractional order, inertial transfer function. The considered transfer function is approximated with the use of two most typical approaches. The first one uses Continuous Fraction Expansion (CFE) approximation, the next one employes the Fractional Order Backward Difference (FOBD) approximation, based on the Grünwald-Letnikov (GL) definition of fractional operator. Elementary properties of both approximants: accuracy and duration of calculations are numerically analysed using PC and MATLAB. Publications in this field are not known to the author. Results of numerical tests point that at the considered software-hardware platform the FOBD approximation assures better accuracy than CFE approximation with practically the same duration of computation. Next, the speed of computing is determined by the form of source code. Additionally, the computing of step response with the use of both tested approximations is much faster than the use of analytical solution employing the MATLAB implementation of Mittag-Leffler function.

PL

W artykule omówiono podstawowe własności numeryczne dyskretnych aproksymacji elementarnej transmitancji obiektu inercyjnego niecałkowitego rzędu. Do aproksymacji zastosowano dwie najbardziej typowe metody. Pierwsza z nich bazuje na aproksymacji CFE niskiego rzędu, druga aproksymacja (FOBD) wykorzystuje definicję operatora ułamkowego podaną przez Grüunwalda i Letnikova. Podstawowe własności obu aproksy macji: dokładność i złożoność (w sensie czasu obliczeń) zostały poddane analizie numerycznej z użyciem środowiska MATLAB na typowej platformie PC. Wcześniejsze publikacje w literaturze z tego zakresu nie są znane autorowi. Na podstawie wyników testów numerycznych można stwierdzić, że w rozważanym wypadku zastosowanie aproksymacji FOBD zapewnia lepszą dokładność przy praktycznie tej samej szybkości obliczeń. Stwierdzono też zależność pomiędzy szybkością obliczeń i postacią kodu źródłowego programu. Dodatkowo zauważono, że zastosowanie każdej z omawianych aproksymacji pozwala na wykonanie obliczeń znacznie szybciej, niż wyko rzystanie w tym celu analitycznej formuły na odpowiedź skokową rozważanej transmitancji. Wynika to prawdopodobnie z długiego czasu wyznaczania funkcji Mittag-Lefflera na platformie MATLAB.

2

The Numerical Analysis of the Elementary, Fractional Order, Interval Transfer Function

Oprzędkiewicz Krzysztof

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2023

|

R. 27, nr 4

45--51

EN

In the paper the analysis of the impact of the interval uncertainty of parameters on the behaviour of the elementary Fractional Order (FO) transfer function is investigated. The fractional order and quasi time constant are defined as intervals describing deviation from nominal values. Such an analysis has not be considered yet. The proposed elementary, interval model can be applied in modeling of different, uncertain-parameters elements and physical phenomena. For the considered transfer function the methodology of its numerical analysis is proposed and illustrated by simulations. Results of numerical tests point that the best robustness of the model is achieved for relatively lower values of its parameters.

PL

W pracy zaprezentowano analizę wpływu przedziałowej niepewności parametrów na zachowanie się elementarnej transmitancji niecałkowitego rzędu. Parametry modelu: rząd ułamkowy i pseudo-stała czasowa są zdefiniowane jako przedziały opisujące odchyłki od wartości nominalnych. Tego typu analiza nie była do tej pory rozważana. Proponowany elementarny model przedziałowy może znaleźć zastosowanie do opisu różnych elementów i zjawisk fizycznych, dla których wartości parametrów są opisane jedynie w sposób przybliżony. Dla rozważanej transmitancji zaproponowano metodologię jego analizy numerycznej i zilustrowano ją symulacjami. Wyniki testów numerycznych wskazują, że model jest najbardziej odporny na niepewność parametrów dla ich relatywnie niskich wartości.

3

Approximation method for a fractional order transfer function with zero and pole

Oprzędkiewicz K.

Archives of Control Sciences

|

2014

|

Vol. 24, no. 4

447--463

EN

The paper presents an approximation method for elementary fractional order transfer function containing both pole and zero. This class of transfer functions can be applied for example to build model - based special control algorithms. The proposed method bases on Charef approximation. The problem of cancelation pole by zero with useful conditions was considered, the accuracy discussion with the use of interval approach was done also. Results were depicted by examples.

4

A Strejc model-based, semi-fractional (SSF) transfer function model

Oprzędkiewicz K.

Automatyka / Automatics

|

2012

|

Vol. 16, no. 2

145-154

EN

In paper the proposition of Strejc model based, transfer function, fractional model, (called SSF model) is presented. The model is dedicated to describe high-order control plants. Parameters of the model were ealeulated numerically with the use of the least square method and MATLAB/SIMULINK. Results of simulations show, that the proposed model assures very good accuracy associated to relatively Iow order in comparison to other models describing the considered exemplary control plant.

PL

W pracy omówiono propozycję zastępczego modelu transmi-tancyjnego ułamkowego rzędu bazującego na modelu Strejca, nazywanego modelem SSF (ang: Strejc Semi Fractional model). Model jest dedykowany do opisu obiektów regulacji wysokiego rzędu. Parametry modelu zostały wyznaczone numerycznie z wykorzystaniem metody najmniejszych kwadratów i środowiska MATLAB/ SIMULINK. Wyniki badań symulacyjnych wskazują, że w przypadku doświadczalnego obiektu cieplnego proponowany model zapewnia bardzo dobrą dokładność przy niskim rzędzie w porównaniu z innymi modelami rozważanego obiektu.