Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of the KUKA KUBE test-bed for the hardware-in-the-loop validation of the space manipulator control system

Wojtunik Mateusz, Łuczak Piotr, Rybus Tomasz, Granosik Grzegorz

Artificial Satellites : Journal of Planetary Geodesy

|

2023

|

Vol. 58, Special Issue 1

231--248

EN

The on-ground validation of control systems designed for manipulators working in orbit is very difficult due to the necessity of simulating the microgravity environment on Earth. In this paper, we present the possibilities of utilising the KUKA KUBE test-bed with industrial robots to experimentally verify space systems using hardware-in-the-loop tests. The fixed-base KUKA industrial robot is operated in gravitational environment, while the space system model plant is solved in real time parallel to on-ground experiment. The test-bed measurements are the input of the model plant, and the output of the model is treated as an input for the industrial robot actuation. In the performed experiment, the control system based on the Dynamic Jacobian is validated. The desired point that is reached by the manipulator’s endeffector is constant in the simulated environment and moving with respect to the test-bed frame. The position of the space manipulator’s end-effector is calculated by evaluating dynamics of the satellite in real-time model. The results show that the control system applied to the KUKA robot works correctly. The measurements from the torque sensors mounted in KUKA robot’s joints are in accordance with the simulation results. This fact enhances the possibilities of gravity compensation, thus simulating microgravity environment on the test-bed.

2

Verification of hardware-in-the-loop test bench for evaluating steering wheel angle sensor performance for steer-by-wire system

Pietruch Michał, Wetula Andrzej, Młyniec Andrzej

Metrology and Measurement Systems

|

2022

|

Vol. 29, nr 4

639--653

EN

In recent years, the Steer-by-Wire (SBW) technology has been gaining popularity and replacing classical steering systems. It plays the most crucial role in autonomous cars where the vehicle must perform maneuvers on its own without driver’s intervention. One of the key components of this system is the steering wheel angle sensor (SAS). Its reliability and performance may affect driver’s life and health. The purpose of this paper is to show a test system to comprehensively evaluate the performance of the steering wheel angle sensor in the SBW system during real-world maneuvers and show how SAS parameters such as accuracy of angle, angular speed etc. affect car trajectory resulting in hit cones. For this purpose, a test system was built, with the use of virtual test drives based on CarMaker software, CANoe and VTSystem hardware. In order to evaluate its performance, the errors introduced by the system were determined. Additionally, using the realised test system, three commercial steering wheel angle sensors were tested and compared during a virtual test drive. Their errors were determined, as well as their performance in the SBW technology and the consistency of the obtained results with the parameters declared by the manufacturer were verified as well.

3

Symulacja w czasie rzeczywistym dwóch falowników w konfiguracji master-follower wykorzystujących szybką synchronizację momentu i prędkości silnika

Jurczak Wojciech, Watoła Artur, Fievet Jerome

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2021

|

Nr 1 (125)

61--70

PL

W artykule autorzy zaprezentowali nowatorskie podejście do testowania układu sterowania i kontroli współbieżnych lub synchronicznych układów napędowych wykorzystujących dwa przemienniki częstotliwości pracujące w konfiguracji master-follower. Układy kontroli przemienników częstotliwości zostały połączone za pomocą ultraszybkiego prototypowego układu komunikacji wykorzystującego złącze światłowodowe. Zaprezentowany testowy układ wykorzystywał „rzeczywiste”, pełnosprawne układy sterowania wybranych przemienników częstotliwości wraz z dwoma prototypowymi świadłowodowymi modułami komunikacji oraz komputerowego symulatora czasu rzeczywistego firmy OPAL-RT Technologies model OP5700. Komputerowy symulator czasu rzeczywistego OP5700 został wykorzystany do zasymulowania dwóch „wirtualnych” zestawów zawierających obwód mocy przemiennika częstotliwości oraz indukcyjnego silnika prądu przemiennego, każdy. Dodatkowo, w modelu komputerowym zaimplemenotwano uproszczony model sprzęgu mechaniczego pomiędzy wirnikami silników indukcyjnych, który w zależności od aplikacji mógł być łatwo modyfikowany. Całość pozwoliła skrócić znacząco czas potrzebny na weryfikację poprawności zaimplementowej metody sterowania i kontroli testowanego układu oraz na eliminowanie budowy kosztownych układów testowych, które w przypadku urządzeń dużych mocy, mogą być znaczne. W artykule zobrazowano konstrukcję całego układu testowego, omówiono przyjętą metodę połączenia części rzeczywistej z wirtualną oraz przedstawiono przykładowe aplikacje zestawu napędowego, na których bazowały modele komputerowe zaimplementowane w symulatorze czasu rzeczywistego OP5700. Na koniec przedstawiono i omówiono wybrane wyniki uzyskane podczas wykonanych symulacji komputerowych.

EN

Authors in the paper are presenting an innovative approach to testing control circuits of concurrent or synchronous drive systems using two industrial drives working in a master-follower configuration. Drive control circuits were connected through an ultra-fast prototype fiber communication card. In the presented test setup, two “real” fully operational drive control units were used. It included two prototype communication cards and a real time hardware-in-the-loop simulator from OPAL-RT technologies model OP5700. The real time simulator OP5700 was used to simulate two “virtual” drive systems, each containing one drive power circuit and an induction machine. Additionally, the motor mechanical shaft coupling was implemented in the simulated computer model. It could be easily modified depending on simulated application. Proposed test system allowed shortening significantly time required to verify correctness of implemented control method and eliminate the need to build laboratory test systems which can be significant for high power devices. In the paper, the whole construction of the tested setup was described together with interconnection between “real” and “virtual” part of. Moreover, it included the presentation of possible industrial applications on which computer models implemented in OP5700 real time simulator were based. At the end of this paper, selected results from simulation were presented and discussed.

4

Design and test study of a new mixed control method for magnetorheological semi-active suspension based on electromechanical analogy theory

Jiang Yu, Wang Ruochen, Ding Renkai, Sun Dong, Liu Wei

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2021

|

Vol. 59 nr 2

189--201

EN

For pursuing high performance, the development of semi-active suspension control tends to be complicated and ignores practicability. A new mixed control method effectively suppressing vibration of the vehicle body in the whole frequency band is proposed based on electromechanical analogy theory. Simulation results show that in comparison with passive suspension, on a long slope bumpy road, the mixed control reduces body acceleration by 21.49% and the maximum amplitude by 22.40%. On a C class road, the mixed control reduces body acceleration by 9.78%. Finally, an ECU hardware-in-the-loop test is conducted, which verifies the effectiveness and feasibility of the new mixed control method.

5

Hardware-in-the-Loop simulation applied to roadheader cutting head speed control system testing

Heyduk A., Joostberens J.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 4

35--41 [tekst ang.] 42--48 [tekst pol.]

EN

This paper presents a description of the test stand and results of the Hardware-in-the-Loop simulation for the angular speed control system of roadheader cutting heads. The system has been implemented in the LabView package using National Instruments cRIO and cDAQ devices. The system uses a discrete PI controller implemented with a cRIO FPGA module. Some results of simulation tests undernormal operating conditions and in emergency conditions have been presented.

PL

W artykule przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wyniki symulacji metodą Hardware-in-the-Loop przeprowadzonej dla układu regulacji prędkości kątowej głowic urabiających kombajnu chodnikowego. Układ został utworzony w systemie LabView z wykorzystaniem urządzeń cRIO oraz cDAQ. W układzie zastosowano dyskretny regulator typu PI zrealizowany z wykorzystaniem sterownika cRIO. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych w stanach normalnej pracy oraz w stanach awaryjnych.

6

Stanowisko testowe do badania układów automatyki sieciowej

Jemielity J., Czapla Ł., Kołodziej D., Ogryczak T.

Energetyka

|

2016

|

nr 12

770--773

PL

W ramach prac własnych w Oddziale Gdańskim Instytutu Energetyki opracowano pakiet autorskiego oprogramowania SysView, będący specjalistycznym systemem SCADA przeznaczonym do testowania, uruchamiania i wdrażania systemów automatyki sieciowej, a zwłaszcza układów regulacji napięcia w sieci elektroenergetycznej. Zaproponowane rozwiązania cechują się dużą elastycznością symulowania środowiska pracy badanej automatyki sieciowej na stacji elektroenergetycznej lub w elektrowni.

EN

In the framework of their own-initiative works an original software package SysView was developed in the Oddział Gdański Instytutu Energetyki. The package is a specialised SCADA system dedicated to testing, commissioning and implementation of power grid automation systems and especially of a power network voltage control ones. The proposed solutions are characterized by great simulation flexibility of a tested network automation system working environment in power stations or in power plants.

7

HIL investigations of extended UAV on-board controller

Słowik M., Gosiewski Z., Ołdziej D.

Control and Cybernetics

|

2016

|

Vol. 45, no. 3

329--337

EN

The paper presents the testing process dedicated to the unmanned aerial vehicle ﬂight controller. The quality of performance of stabilization and navigation tasks has been investigated not during standard in-ﬂight tests, but in the hardware in the loop (HIL) simulation environment. The virtual ﬂight was controlled by the real autopilot. The artiﬁcial ﬂight parameters were generated and autopilot uses them as in real ﬂight conditions. Such approach saves time and is economically justiﬁed, because of the lack of hardware losses during the failed ﬂight tests.

8

Application of Hardware in the Loop technology for testing servo drives with synchronous motor

Rybarczyk D., Owczarek P., Gośliński J.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2013

|

R. 17, nr 2

461-466

EN

The article describes the proportional valve with synchronous motor type PMSM used in electrohydraulic servo drive. System has been tested using the Hardware in the Loop technique. It means that most of the elements, in addition to the synchronous motor, were implemented on the PLC as a discrete model. The time characteristics of the servo drive were checked by a step-response method.

PL

Artykuł opisuje zawór proporcjonalny, w którym elementem zadającym jest silnik synchroniczny typu PMSM. Zawór steruje siłownikiem hydraulicznym. Układ przetestowano przy użyciu techniki Hardware in the Loop. W tym celu większość elementów, oprócz silnika synchronicznego zaimplementowano na sterowniku PLC jako model dyskretny. Podczas testów zebrano charakterystyki czasowe układu.

9

Control system for trials on material ship model

Pomirski J., Rak A., Gierusz W.

Polish Maritime Research

|

2012

|

S 1

25-30

EN

The paper presents software environement for fast prototyping and verification of motion control systems for ship. The environement is prepared for isomorphic reduced ship model which is used for training and in research in a area of ship motion control. The control system is build using Matlab-Simulink-xPC package which simplifies and accellerates design and verification of new control algorithms. The systems was prepared also for Hardwarein- the-loop trials when a designed control system is tested inside a virtual environment instead of real actuators, disturbances, communication and measurement devices.

10

Simulators for pilot assisting module of advanced light aircraft concept

Chudy P., Rzucidło P.

Archive of Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. LVIII, nr 3

275-289

EN

This paper presents the results of Pilot Assisting Module research performed on two light aircraft flight simulators developed in parallel at Brno University of Technology, Czech Republic, and Rzeszow University of Technology, Poland. The first simulator was designed as an open platform for the verification and validation of the advanced pilot/aircraft interface systems and inherited its appearance from the cockpit section of the Evektor SportStar. The second flight simulator, the XM-15, has been built around the cockpit of a unique agriculture jet Belfegor. It introduced a system architecture that supports scientific simulations of various aircraft types and configurations, making it suitable for conceptual testing of Pilot Assisting Module. The XM-15 was initially designed to support research on advanced flight control systems, but due to its continuing modernization it evolved into a hardware-in-the-loop test-bed for electromechanical actuators and autopilot CAN based controller blocks. Pilot-in-the-loop experiments of proposed Pilot Assisting Module revealed favorable operational scenarios, under which the proposed system reduces the cockpit workload during single pilot operations.

PL

W ostatnich latach małe samoloty ogólnego przeznaczenia zyskują na coraz większej popularności jako środki transportu osobowego. Szybki postęp w dziedzinie lekkich i ultralekkich konstrukcji lotniczych prowadzi m.in. do redukcji kosztów ich wytwarzania oraz eksploatacji. Czynniki te, w połączeniu z dynamicznym rozwojem sieci lokalnych portów lotniczych i lądowisk sprawiają, że małe lotnictwo staje się dostępne nie tylko dla wąskiej grupy entuzjastów, lecz również dla osób pragnących wykorzystać je jako środek transportu alternatywny dla kolei, czy też pojazdów samochodowych. Niestety, małe samoloty o napędzie tłokowym postrzegane są z reguły jako niezbyt wygodny środek lokomocji, szczególnie w stosunku do samolotów liniowych lub odrzutowych samolotów dyspozycyjnych. Główny problem związany jest jednak z wykonywaniem operacji lotniczych w załodze jednoosobowej, w dodatku przez pilotów amatorów. Zastosowanie pośredniego układu sterowania samolotem (ang. fly-by-wire) może w znacznej mierze ułatwić proces pilotowania i zredukować niektóre błędy powodowane czynnikiem ludzkim. Wprowadzenie złożonych systemów sterowania do prostej konstrukcji lotniczej prowadzi jednak do wielu problemów, zarówno natury technicznej (problem niezawodności złożonego systemu elektromechanicznego) jak i ekonomicznej. Mając na uwadze zalety oraz wady układów sterowania, zarówno klasycznych jak i klasy fly-by-X, autorzy pracy zdecydowali się na realizację systemu sterowania, który z jednej strony ułatwi pracę pilota, a z drugiej strony nie będzie wymagał rezygnacji z mechanicznego połączenia sterownicy/orczyków i płaszczyzn sterowych. Proponowane rozwiązanie bazuje na zmodyfikowanym układzie autopilota, który aktywnie wspiera pilota m.in. w sytuacjach stresowych związanych z utratą orientacji, zagubieniem i niektórymi usterkami urządzeń pokładowych. Zastosowana koncepcja algorytmów sterowania bazująca na metodzie Total-X umożliwia również redukcję emisji hałasu i zużycia paliwa. Bezpośrednie przejście z etapu testów laboratoryjnych do prób w locie jest ryzykowne i kosztowne. Z tego też względu autorzy pracy postanowili wykonać testy na symulatorze lotu, włączając pilota w pętlę sterowania. Modyfikacja dostępnego, profesjonalnego symulatora lotu nie była możliwa ze względów formalnych (wyłączenie urządzenia z procesu szkolenia i czasowa utrata certyfikacji). Możliwym i znacznie korzystniejszym rozwiązaniem okazała się budowa eksperymentalnych symulatorów lotu, zorientowanych na klasę samolotów lekkich i ultralekkich. W pracy przedstawiono dwa eksperymentalne symulatory lotu, które powstały w Politechnice Rzeszowskiej i Politechnice Brneńskiej. Symulatory powstały w kooperacji, aczkolwiek różnią się od siebie zasadniczo. Pierwsze z urządzeń (zaprojektowane i zbudowane w Politechnice Brneńskiej, Wydział Technologii Informacyjnych) bazuje na kokpicie popularnego samolotu lekkiego Evektor SportStar. Symulator zaprojektowany i wykonany w Politechnice Rzeszowskiej na Wydziale Budowy Maszyn i Lotnictwa wykorzystuje kabinę samolotu M-15. Symulatory posiadają modułową konstrukcję i umożliwiają testowanie m.in. elektromechanicznych układów wykonawczych, paneli kontrolnych i sterownic wyposażonych w standardowe interfejsy komunikacyjne.

11

Procedura hardware in the loop w syntezie algorytmów sterowania

Jaszczak S.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 7

685-687

PL

W artykule omówiono wykorzystanie technologii OPC do badania systemów sterowania zgodnie z procedurą Hardware In The Loop. Artykuł jest efektem eksperymentów nad zastosowaniem programu Simulink jako aplikacji klienckiej, za pomocą której zrealizowano model obiektu i KepwareOPC jako serwer OPC. Procedura HIL została przeprowadzona w układzie sterowania kursem pojazdu podwodnego z wykorzystaniem sterownika PLC jako platformy wykonawczej algorytmu sterowania i modelu pojazdu podwodnego w programie Simulink.

EN

In this paper possibility of using OPC technology for the process of designing and testing the heading control algorithm according to the Hardware In The Loop (HIL) procedure is described. The main problem in the design of automated systems is the safe real time testing of the control algorithm, during a deployment. This algorithm synthesized at the computer simulation level according to the Model In The Loop procedure with use of specialized software does not take into account specification of the target platform i.e.: limited time for executing a single algorithm loop, limited program memory, limited precision of signal values etc. According to the HIL procedure the control algorithm is implemented using a target executing platform (i.e. PLC, microcontroller, PC + DAQ board, etc.), whilst a plant is the mathematical model in PC memory. The presented text is a result of the experiments on employing Simulink as a client application, which enables simulation of the specific and KepwareOPC as the OPC. The main advantage of the HIL procedure is the possibility of safe real time testing of the control algorithm. Besides the security reasons, also the cost of implementation and testing of algorithm on real object is essential. In the third paragraph the HIL experiment concerning the control of an underwater vehicle course angle is presented. The PLC controller with the control algorithm is a control system, whereas the underwater vehicle model is implemented in the Simulink.

12

Application of Hardware-In-the-Loop for virtual power plant

Barszcz T., Mańka M.

Diagnostyka

|

2008

|

nr 4(48)

17-20

EN

The following paper presents application of the Hardware In the Loop to the Virtual Power Plant laboratory(VPP), for real time modeling of power generation unit elements. The Virtual Power Plant consists of a group of computers, which model a real power plant unit with the performance close to the real time. Application of HIL enables the laboratory to generate output signals which can be used for testing of monitoring systems or by using exciters for testing of vibration sensors i.e.: accelerometers. The paper presents implementation process of chosen module of VPP on dedicated system for real-time simulation based on DS 1103 board. Next an experimental results are discussed.

PL

W pracy przedstawione zostało zastosowanie technologii Hardware-In-the-Loop (HIL) projekcie Wirtualnej Elektrowni (VPP) do modelowania działania elementów elektrowni w czasie rzeczywistym. Wirtualna Elektrownia składa się z grupy komputerów które modelują działanie rzeczywistej elektrowni z wydajnością bliską czasowi rzeczywistemu. Zastosowanie technologii HIL pozwoli na generowanie w laboratorium sygnałów wyjściowych z VPP które mogą zostać wykorzystane np.: do testowania układów monitorowania bądź też, po zastosowaniu wzbudników, do testowania czujników drgań np.: akcelerometrów. Artykuł przedstawia proces implementacji wybranego modułu VPP na dedykowany układ do przeprowadzania symulacji z rygorem czasu rzeczywistego oparty na karcie DS 1103. Następnie omówione zostały uzyskane wyniki badań eksperymentalnych.