Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza mocy obliczeniowej platform sprzętowych dla algorytmu sterowania robota hybrydowego

Gac Konrad, Petko Maciej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 7

42--49

PL

W artykule opisano konstrukcję pięcioosiowego robota hybrydowego składającego się z manipulatora równoległego i szeregowego, do budowy których, wykorzystano napędy PMSM. Zaprezentowano przyjęty model dynamiki robota oraz rozwiązanie zadania odwrotnego kinematyki wraz z pochodnymi. W wybranych platformach sprzętowych, typu FPGA i DSP, zaimplementowano algorytm śledzenia trajektorii układu sterowania robotem. Wyniki przeprowadzonych testów pozwoliły na analizę mocy obliczeniowej układów, i ich porównanie.

EN

The article describes the assembly of a five-axis hybrid robot consisting of the parallel and the serial manipulator, for the construction of which Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) were used. The adopted model of robot dynamics and the solution of the task of inverse kinematics with derivatives are presented. In selected hardware platforms, such as FPGA and DSP, the trajectory tracking algorithm of the robot control system has been implemented. The results of the tests carried out enabled the analysis of the computing power of the systems and their comparison.

2

Identyfikacja parametrów napędu PMSM na stanowisku do badania algorytmów komutacji napędów bezpośrednic

Góra Grzegorz, Mars Piotr, Petko Maciej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 4

191--196

PL

W artykule opisano podstawowe parametry napędu PMSM, w skład których wchodzą: rezystancja uzwojeń, indukcyjności w osiach d-q (Ld, Lq), stała elektromotoryczna silnika ke oraz stała momentowa kt. Wyznaczanie parametrów silnika zostało przeprowadzone na specjalnie zaprojektowanym stanowisku badawczym opisanym w jednym z głównych rozdziałów artykułu. Ponadto w artykule zawarto dokładny opis procedur wyznaczania omawianych parametrów elektrycznych silnika, wraz z zestawieniem wyników badań eksperymentalnych.

EN

The article describes the basic parameters of PMSM motor, which include: stator winding resistance, inductances (Ld, Lq), motor electrical constant ke, and torque constant kt. Motors’ parameters determination was carried out on specially designed test bench described in one of the main chapters of the article. In addition, the article contains a detailed description of the procedures for determining the electric parameters of the motor, along with the summary of experimental research results.

3

Przegląd aktualnych rozwiązań w projektowaniu stopni mocy sterowników napędów bezpośrednich

Mars Piotr, Góra Grzegorz, Petko Maciej, Karpiel Grzegorz

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 1

52--56

PL

Napędy bezpośrednie są obecnie stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, zwłaszcza w aplikacjach wymagających zapewnienia dużego momentu napędowego przy jednocześnie wysokiej dokładności odwzorowania trajektorii sterowania. Ostatnie lata przedstawiają bardzo silny rozwój coraz nowszych konstrukcji napędów bezpośrednich oraz ciągłą optymalizację istniejących rozwiązań. Równocześnie przebiega nieustanny proces udoskonalania układów sprzętowych sterowników napędów bezpośrednich oraz rozwój zaawansowanych algorytmów sterowania. Artykuł opisuje istniejące rozwiązania elektronicznych układów stopni mocy stosowanych w sterownikach napędów bezpośrednich małej, średniej oraz dużej mocy. Omówiono budowę podstawowych układów kluczujących z wykorzystaniem tranzystorów MOSFET oraz IGBT. W treści referatu wymieniono wady i zalety poszczególnych topologii przekształtników energoelektronicznych jedno- i wielopoziomowych. Opisano również budowę zintegrowanych modułów mocy oraz inteligentnych modułów mocy, tzw. IPM (ang. Intelligent Power Module). W finalnej części artykułu uwydatniono najbardziej obiecujące trendy w projektowaniu stopni mocy sterowników napędów bezpośrednich.

EN

Direct drives are currently used in many fields of industry, especially in applications requiring high torque with high accuracy of control trajectory mapping. Recent years show a very strong development of more and more new designs of direct drives and continuous optimization of existing solutions. At the same time, there is a continuous process of improving the hardware systems of direct drive controllers and the development of advanced control algorithms. The article describes existing solutions of electronic power stage systems used in low, medium and high power direct drives’ controllers. The construction of basic switching circuits using MOSFET and IGBT transistors is discussed. The content of the paper lists the advantages and disadvantages of individual topologies of single and multi-level power converters. The construction of integrated power modules and intelligent power modules so called IPM is also described. The final part of the article highlights the most promising trends in the power stages designing of direct drives’ controllers.

4

Analiza mocy obliczeniowej platform sprzętowych dla wieloosiowego sterownika napędów bezpośrednich

Góra Grzegorz, Mars Piotr, Petko Maciej, Karpiel Grzegorz

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 2

83--87

PL

Klasyczna architektura układu sterowania urządzeń mechatronicznych składa się z jednego nadrzędnego sterownika oraz sterowników osi, skonfigurowanych do pracy w trybie pozycyjnym, prędkościowym lub momentowym. Wynika to z podziału funkcjonalnego systemu oraz rozłożenia mocy obliczeniowej i zasobów sprzętowych na kilka niezależnych jednostek. Jednak współczesne platformy sprzętowe, dysponujące wysokimi mocami obliczeniowymi oraz posiadające dużą ilość zasobów, w postaci sprzętowych interfejsów, wbudowanych modułów oraz portów ogólnego przeznaczenia, pozwalają na integrację sterownika głównego oraz sterowników osi w jednym układzie scalonym. W artykule przedstawiono porównanie mocy obliczeniowej siedmiu wersji systemów bazujących na układach FPGA oraz mikrokontrolerach z rdzeniem ARM-Cortex Mx. Testów wydajności dokonano poprzez implementację pętli prądowej sterownika napędu bezpośredniego, składającej się z transformacji Clarke i Parka, regulatora PI, modułu normalizacji jednostek oraz modulatora typu SPWM. Przedstawiono również poziom wykorzystania zasobów sprzętowych układu FPGA w przypadku użycia softprocesora Nios II, wspomaganego sprzętową jednostką zmiennoprzecinkową pojedynczej precyzji FPU oraz dodatkowymi instrukcjami koprocesora do obliczenia funkcji trygonometrycznych.

EN

The classic control system architecture of mechatronic devices consists of one master controller and axle controllers configured to work in positional, velocity or torque mode. This is due to the functional system division and the distribution of computing power and hardware resources to several independent units. However, modern hardware platforms with high computing power having a large amount of resources, in the form of hardware interfaces, built-in modules and general purpose ports enable integration of the main controller and axis controllers into a single integrated circuit. The article presents a comparison of the computing power of seven versions of systems based on FPGA chips and microcontrollers with ARM-Cortex Mx core. Performance tests were carried out by the direct drive controller’s current loop implementation consisting of the Clarke and Park transforms, the PI controller, the unit normalization module and the SPWM type modulator. The level of the FPGA system hardware resources utilization was also presented in the case of Nios II soft processor usage, supported by the single-precision floating-point FPU hardware unit and additional coprocessor instructions for the trigonometric functions calculation.