Wyniki 11-20 spośród 23 dla zapytania: authorDesc:"Krzysztof SZABAT"

Projektowanie odpornego predykcyjnego regulatora prędkości dla układu napędowego z połączeniem sprężystym

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano wyniki badań związanych z optymalizacją parametrów predykcyjnego regulatora prędkości zaprojektowanego dla układu napędowego z połączeniem sprężystym. Po krótkim wstępie omówiono model matematyczny układu dwumasowego oraz algorytm sterowania predykcyjnego. Opisano wykorzystane procedury optymalizacji parametrów regulatora. Zaprojektowana struktura sterowania śledzi trajektorię zadaną prędkości pomimo zmian wartości wybranych parametrów układu napędowego. Rozważania teoretyczne zostały zweryfikowane za pomocą badań symulacyjnych oraz testów na stanowisku laboratoryjnym. Abstract. In the paper issues connected with the optimization of the parameters of the predictive controller for the drive system with elastic joint are presented. After short introduction the mathematical model of the two-mass system and the algorithm of the predictive control are described. The applied optimization methods of the predictive controller are introduced. The designed control structure follows the reference signal of the speed despite the variations of the selected parameters of the drive system. The theoretical consideration are confirmed in the simulation and experimental study. (Design of the robust model predictive speed controller for the drive system with elastic joint) Słowa kluczowe: Regulacja predykcyjny, napęd dwumasowy, tłumienie oscylacji, zaawansowane metody optymalizacji. Keywords: Predictive control, two-mass drive system, vibration suppression, advanced optimization methods. Wstęp Nowoczesne algorytmy optymalizacji są coraz częściej wykorzystywane w procesie projektowania zaawansowanych systemów napędowych. Jest to spowodowane zarówno coraz większą ilością parametrów determinujących jakość pracy współczesnych struktur sterowania jak i występowaniem złożonych postaci wskaźników jakości sterowania. Pomimo istnienia szeregu klasycznych metod doboru parametrów regulatorów, ich zastosowanie jest ograniczone do określonej[...]

Predykcyjny regulator położenia z warstwą rozmytych ograniczeń dla napędu dwumasowego

Czytaj za darmo! »

W artykule mówiono zagadnienia związane z implementacją predykcyjnego regulatora pozycji z dodatkową warstwą rozmytych ograniczeń dla napędu dwumasowego. We wstępie przedstawiono klasyczne metody regulacji pozycji stosowane w napędzie z połączeniem sprężystym. Następnie omówiono model rozpatrywanego napędu. W kolejnych sekcjach zaprezentowano zasadę sterowania predykcyjnego oraz proponowaną strukturę sterowania z systemem rozmytych ograniczeń. W celu ukazania zalet proponowanego układu jego pracę porównano z klasycznym regulatorem predykcyjnym. Przeprowadzone rozważania teoretyczne i symulacyjne zostały zweryfikowane w badaniach eksperymentalnych. Abstract. In the paper design methodology and application results of the fuzzy predictive position controller for two-mass drive system are presented. In the introduction the classical position control structures for the two mass system are described shortly. Then a model of the considered drive is introduced. In subsequent sections the principle of predictive control and the proposed structure of the fuzzy system are described. In obtained result of the proposed fuzzy predictive controller has been compared with the classical predictive controller. Theoretical considerations and simulation results are confirmed by the experimental tests. (The fuzzy predictive position controller for two-mass drive system) Słowa kluczowe: Regulacja położenia, napęd dwumasowy, sterowanie predykcyjne, modelowanie rozmyte. Keywords: Position control, two-mass drive system, predictive control, fuzzy modeling. Wstęp Od współczesnych układów napędowych wymaga się bardzo dobrej dynamiki oraz dużej precyzji regulacji prędkości i położenia. Równocześnie żąda się, aby projektowana struktura napędowa była jak najbardziej uniwersalna. W celu spełnienia pierwszego z wymagań, coraz powszechniej stosuje się zaawansowane struktury sterowania w których uwzględnia się charakterystykę części mechanicznej napędu (zwłaszcza skońc[...]

Predykcyjny regulator prędkości napędu dwumasowego z rozmytą adaptacją ograniczeń

Czytaj za darmo! »

W referacie przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem sterowania predykcyjnego w układzie dwumasowym. Omówiono budowę oraz działanie predykcyjnego regulatora prędkości, w którym poziom ograniczeń nakładanych na zmienne stanu podlega adaptacji w zależności od bieżącej wartości momentu obciążenia. Omówiono stosowane metody sterowania napędami z połączeniem sprężystym. W kolejnych sekcjach opisano zasadę sterowania predykcyjnego oraz proponowaną strukturę sterowania z rozmytym systemem adaptacji ograniczeń. Rozważania teoretyczne i symulacyjne zostały poparte badaniami eksperymentalnymi. Abstract. In the paper issues related to the application of the model predictive control (MPC) are presented. The structure of the MPC controller in which the level of constraints on state variables is subject to the current operation work is described. The commonly-used method for the drive system with elastic joint are shortly discussed. In the following sections the idea of the MPC and the proposed control structure with fuzzy adaptation mechanism are introduced. The theoretical consideration are confirmed by the simulation and experimental tests.(Application of the Predictive speed controller with a fuzzy constraints adaptation to the two-mass drive system) Słowa kluczowe: Napęd elektryczny, układ dwumasowy, tłumienie drgań, sterowanie adaptacyjne, systemy rozmyte, sterowanie predykcyjne Keywords: Electrical driver, two-mass system, vibrations damping, adaptation control, predictive control, fuzzy systems. Wstęp W nowoczesnych układach napędowych dąży się do miniaturyzacji wymiarów elementów składowych co prowadzi do zmniejszania momentów bezwładności zestawu. Umożliwia to skracania czasów trwania procesów przejściowych. Jednakże zmniejszanie wymiarów może spowodować ujawnienie się skończonej sztywności wału napędowego i powstania drgań skrętnych. Przykładem mogą tu być: napędy obrabiarek [1], ramion robotów [2], dysków komputerowych [3] i in[...]

Zastosowanie obserwatorów z ruchomym oknem MHE do estymacji zmiennych stanu napędu z połączeniem sprężystym DOI:10.15199/48.2015.02.41

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono koncepcję zastosowania estymatora z ruchomym oknem (MHE - moving horizon estimation) do estymacji zmiennych stanu napędu z połączeniem sprężystym. We wstępie przedstawiono problematykę estymacji zmiennych stanu w rozpatrywanym napędzie. Po zaprezentowaniu modelu matematycznego obiektu badań omówiono budowę oraz zasadę działania estymatorów z ruchomym oknem Właściwości estymatora przebadano w pętli otwartej. Analizowano wpływ przyjętej postaci wektora wag na dokładność estymacji zmiennych stanu. Sprawdzono również odporność estymatora na zmianę parametrów napędu. Abstract. In the paper the application of the moving horizon estimation to reconstruction of the state variables of the drive system with flexible joint is discussed. In the introduction the short survey of the commonly used methods for estimation of the considered system state is presented. Then the mathematical model of the two-mass drive system and used control structure are demonstrated. Next, the moving horizon estimation algorithm is discussed in detail. The estimator is tested in open-loop system. The influence of the weight vector to the accuracy of the reconstruction of the system state variable is investigated. The robustness of the estimator to the parameter changes of the drive system is also tested. (Application of the moving horizon estimation MHE to the mechanical state estimation in drive with elastic coupling). Słowa kluczowe: estymator z ruchomym oknem, napęd z połączeniem sprężystym, estymacja zmiennych stanu. Keywords: moving horizon estimation, drive with elastic coupling, mechanical state estimation Wstęp Zaawansowane struktury sterowania napędu z połączeniem sprężystym takie jak: układ z regulatorem PI/PID z dodatkowymi sprzężeniami zwrotnym [1], regulatory stanu [2], regulatory predykcyjne [3], regulatory ślizgowe [4], algorytmy FDC [5] umożliwiają efektywne tłumienie drgań skrętnych. Wymagają one jednak informacji o niemierzalnyc[...]

Predykcyjna regulacja prędkości układu dwumasowego z silnikiem indukcyjnym – badania symulacyjne

Czytaj za darmo! »

Artykuł omawia możliwość predykcyjnego sterowania prędkością napędu dwumasowego z klatkowym silnikiem indukcyjnym. We wstępie przedstawiono przyczyny wzrostu zainteresowania układami napędowymi z silnikami indukcyjnymi oraz połączeniem sprężystym. W kolejnych rozdziałach przedstawione zostały: model silnika indukcyjnego, model matematyczny napędu dwumasowego, wektorowa metoda regulacji momentu (DFOC), regulator predykcyjny (MPC). W ramach badań symulacyjnych przedstawiono wpływ ograniczenia wewnętrznych zmiennych stanu na pracę układu, kolejno przeprowadzono badania wpływu okresu próbkowania pętli regulacji prędkości na działanie układu sterowania. Abstract. In the paper an application of a predictive speed controller for the drive system with induction motor and elastic connection is presented. Firstly, the general features of the induction motor are described. Then the problem of the damping of torsional vibrations is specified. Next the used induction motor model, flied oriented torque control loop DFOC and the predictive controller are described. In the simulation work the drive performances working in the control structure with predictive controller and DFOC structure under different conditions are presented and analyzed. (Speed predictive control of the drive system with induction motor and elastic joint - simulation study) Słowa kluczowe: Napęd indukcyjny, układ dwumasowy, sterowanie predykcyjne, tłumienie drgań skrętnych Keywords: Electrical drive, two-mass system, predictive control, vibrations damping. Wstęp W nowoczesnych układach napędowych dąży się do miniaturyzacji wymiarów a w konsekwencji do zmniejszania momentów bezwładności zestawu. Umożliwia to skracania czasów trwania procesów przejściowych. Jednakże zmniejszanie wymiarów może spowodować ujawnienie się skończonej sztywności wału napędowego i powstania drgań skrętnych. Przykładem mogą tu być: napędy ramion robotów, nowoczesnych obrabiarek, maszyn papierniczych i teks[...]

Estymacja mechanicznych zmiennych stanu układu napędowego za pomocą systemów neuronowo-rozmytych

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono zagadnienia projektowania rozmytych estymatorów zmiennych stanu dla układu napędowego z połączeniem sprężystym. We wprowadzeniu dokonano przeglądu literatury na temat stosowanych metod odtwarzania zmiennych stanu układu dwumasowego. Kolejno omówiono model matematyczny obiektu badań oraz strukturę sterowania. Opisano system rozmyty typu TSK. Następnie przedstawiono wyniki badań symulacyjnych obrazujących właściwości dynamiczne estymatorów neuro-fuzzy pracujących w różnych warunkach. Przetestowano działanie estymatorów zarówno dla znamionowych jak i zmienionych parametrów obiektu. Abstract. In the paper the issues related to the estimation of the state variables of the two-mass system are presented. After introduction, where short survey of the estimation method is presented, the mathematical model of the drive and the control structure are introduced. Then the TSK fuzzy system is described. Next the properties of the neuro-fuzzy system are investigated under simulation study for the nominal and changed parameters of the drive. (Estimation of the mechanical state variable using neuro-fuzzy system). Słowa kluczowe: napęd elektryczny, układ dwumasowy, tłumienie drgań, estymacja, systemy rozmyto-neuronowe Keywords: electrical drives, two-mass system, vibration damping, estimation, neuro-fuzzy system Wprowadzenie Zaawansowane struktury sterowania prędkością układu napędowego z połączeniem sprężystym, takie jak regulator PI z dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi, regulator stanu czy regulator predykcyjny wymagają informacji o niemierzalnych zmiennych stanu obiektu [1]-[11]. Ponieważ zastosowanie przetworników pomiarowych do pomiaru mechanicznych zmiennych stanu jest kłopotliwe (podnosi koszt wykonania zestawu, zwiększa jego awaryjność, wymaga dodatkowego miejsca) rozwinięto szereg algorytmów odtwarzania niemierzalnych zmiennych stanu [1]. W przypadku układu dwumasowego do estymacji zmiennych stanu najczęściej stosuje [...]

Optymalizacja struktur neuronowo-rozmytych estymatorów zmiennych stanu układu dwumasowego

Czytaj za darmo! »

W niniejszym artykule zaprezentowano zastosowanie modeli neuronowo-rozmytych w odtwarzaniu zmiennych stanu napędu elektrycznego o złożonej części mechanicznej. Istotnym zagadnieniem w procesie projektowania testowanych estymatorów jest optymalizacja ich struktury, w tym celu zastosowano metodę rozmytą K-średnich. Uzyskano wysoką precyzję estymowanych sygnałów (prędkości obciążenia oraz momentu skrętnego) oraz odporność, w badanym zakresie, na zmiany wybranych parametrów napędu, a także w przypadku wprowadzania dodatkowych nieliniowości elementów sprzęgających. Abstract. In this paper application of neuro-fuzzy models in state variables estimation of electrical drive with composite mechanical part is presented. Important task in design process is structure optimization, for this purpose fuzzy c-means algorithm is applied. High precision of selected signals estimation (load speed and torsional torque) is obtained. Moreover estimators are robust, in tested range, against parameter changes and introduction of additional nonlinear elements in coupling between motor and load. (Structure optimization of the neuro-fuzzy state variable estimators for the two-mass drive system). Słowa kluczowe: estymatory neuronowo-rozmyte, algorytm rozmytych - K-średnich, optymalizacja struktury, układ dwumasowy. Keywords: neuro-fuzzy estimators, fuzzy c-means algorithm, structure optimization, two-mass system. Wstęp Aktualne trendy badań związanych z napędem elektrycznym, prezentowane w publikacjach można podzielić na trzy główne grupy: sterowanie, estymacja zmiennych stanu oraz identyfikacja parametrów. Wymienione kierunki prac mają na celu optymalizację właściwości dynamicznych układów napędowych, zapewnienie poprawnej pracy napędu w obecności zakłóceń zewnętrznych oraz fluktuacji parametrów obiektu, redukcję kosztów itp. Przykładami zastosowań napędów elektrycznych są: maszyny walcownicze, mechanizmy maszyn papierniczych oraz tekstylnych, radioteleskopy, [...]

Zastosowanie adaptacyjnego neuronowo-rozmytego regulatora prędkości z konkurencyjnymi warstwami Petriego do sterowania silnika elektrycznego

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono adaptacyjną strukturę sterowania z modelem odniesienia (MRAS) z regulatorem neuronowo-rozmytym i warstwami Petriego. Po krótkim wstępie opisano adaptacyjną strukturę sterowania. Kolejno przedstawiono ideę sieci Petriego. Następnie przeanalizowano wpływ konkurencyjności poszczególnych warstw układu na właściwości dynamiczne obiektu. Rozważania teoretyczne zostały potwierdzone badaniami symulacyjnymi wykonanymi w pakiecie Matlab-Simulink oraz testami na obiekcie rzeczywistym. Abstract. In the paper an adaptive MRAS-type control structure with neuro-fuzzy controller and Petri layers is investigated. After short introduction the considered control structure is presented. Next, the idea of the Petri nets is described. Then, the impact of the competitiveness of the Petri layers to the drive dynamics is analyzed. Theoretical considerations are confirmed by simulation and experimental studies (Application of the adaptive neuro-fuzzy speed controller with Petri layers to electrical drives) Słowa kluczowe: sterowanie adaptacyjne, sterowanie rozmyte, napęd elektryczny, sieci Petriego Keywords: adaptive control, fuzzy control, electrical drive, Petri nets Wstęp W ostatnich dekadach nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania nowoczesnymi algorytmami sterowania bazującymi między innymi na sieciach neuronowych, logice rozmytej, sterowaniu adaptacyjnym czy predykcyjnym. Wynika to z ciągłego zwiększania wymagań stawianych nowoczesnym układom automatyki przemysłowej w tym napędom elektrycznym [1]-[6]. Szczególną popularnością cieszą się algorytmy sterowania powstałe w wyniku połączenia dwóch lub więcej dziedzin np. adaptacyjne sterowanie neuronowo-rozmyte czy predykcyjne sterowanie rozmyte. Takie połączenie umożliwia wykorzystanie zalet każdej z metod sterowania. W ostatnich latach zwiększa się ilość prac stosujących w zaawansowanych układach sterowania sieci Petriego. Pierwotnie były one używane w analizie procesów informaty[...]

Analiza wpływu rozmieszczenia konkurencyjnej warstwy Petriego w neuronowo-rozmytym regulatorze adaptacyjnym na właściwości dynamiczne układu napędowego DOI:10.12915/pe.2014.06.07

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono analizę możliwości rozmieszczenia konkurencyjnej warstwy Petriego w neuronowo-rozmytym regulatorze adaptacyjnym typu PI. Zbadano wpływ ilości zerowanych sygnałów na działanie układu napędowego. Rozważania teoretyczne oraz badania symulacyjne potwierdzono zostały przez testy eksperymentalne. Abstract. In the paper an issues related to the neuro-fuzzy adaptive controller with Petri layer are presented. The effect of number of zeroed signals on motor performance is examined. Theoretical and simulation studies are confirmed by experimental tests. (Analysis of the impact of the position of competitive Petri layer in neuro-fuzzy adaptive controller on the dynamic properties of the drive system). Słowa kluczowe: regulator adaptacyjny, konkurencyjne warstwy Petriego, sieci Petriego, napęd elektryczny. Keywords: adaptive regulator, Petri competitive layer, Petri Nets, electric drive doi:10.12915/pe.2014.06.07 Wstęp Współcześnie w przypadku przemysłowych układów napędowych wymaga się coraz lepszych właściwości dynamicznych i statycznych zarówno w znamionowych warunkach pracy jak i w obecności zakłóceń pomiarowych i parametrycznych [1]-[4]. Klasyczna kaskadowa struktura sterowania oparta na regulatorach liniowych tylko w ograniczonym stopniu może być uznana za układ odporny w związku z tym poszukuje się innych rozwiązań. W literaturze można znaleźć przykłady struktur sterowania odpornego bazujących na teorii H,, - synthesis, sterowaniu ślizgowym, rozmytym czy neuronowym [4]-[5]. Istnieje również duża liczba układów oparta na teorii sterowania adaptacyjnego. Jednym z takich układów jest struktura z modelem odniesienia (MRAS). Stosuje się ją takich zagadnieniach jak: estymacja prędkości napędu czy w układach regulacji prędkości/położenia i innych. Wykorzystuje ona różne regulatory: liniowe PI/PID, rozmyte czy rozmyto-neuronowe. Jedną z powszechnie rozwijających się dziedzin nauki wykorzystywanych w u[...]

Adaptacyjny regulator neuronowo-rozmyty z rekurencjami i warstwą tranzycji Petriego w sterowaniu napędem elektrycznym DOI:

Czytaj za darmo! »

Celem artykułu jest przeprowadzenie analizy możliwości wykorzystania Warstwy Tranzycji Petriego w adaptacyjnych regulatorach neuronowo-rozmytych z rekurencjami zwiększającymi wymiar bazy reguł regulatora. Zastosowanie rekurencji prowadzi do zmiany funkcji sterującej regulatora, co przy odpowiednim doborze rekurencji oraz parametrów regulatora prowadzi do poprawy wskaźników jakości sterowania. Niestety w przypadku regulatorów N-F z rekurencjami od wyjścia do wejścia lub innymi rozwiązaniami powodującymi zwiększenie liczby wejść regulatora, a tym samym wymiaru bazy reguł znacząco wzrasta złożoność obliczeniowa rozważanych algorytmów. Zastosowanie WTP pozwala na obniżenie kosztu numerycznego algorytmu. Jednoczesne zastosowanie zarówno rekurencji jak i WTP pozwala na jednoczesną poprawę wskaźników jakości sterowania bez zwiększania, a nawet przy zmniejszeniu kosztu numerycznego algorytmu. Rozważania teoretyczne zostały poparte badaniami symulacyjnymi jak i eksperymentalnymi. Zaproponowano także metodologię doboru nastaw regulatora. Abstract This article aims to analyze the possibility of using Petri Transition Layer in the adaptive neuro-fuzzy controllers with recursions increasing number of controllers rules. The use of recursion leads to a change of control function, and an appropriate selection of recursion and controller parameters leads to improved control quality indicators. Unfortunately, in the case of NF controllers with output to input recursion or other solutions that cause an increase in the number of controller inputs, the dimension of the controllers rules base significantly increases the computational complexity of the algorithm. At the same time the use of PTL reduces the numerical cost of the algorithm. Simultaneous use of both recursion and PTL enables simultaneous improvements in quality control without increasing, and even while reducing the cost of numerical algorithm. Theoretical considerations have been supported by studies[...]

« Poprzednia strona  Strona 2  Następna strona »