Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 2

Particle swarm based repetitive spline compensator for servo drives

10.15199/48.2017.02.40

nr katalogowy: 103818
10.15199/48.2017.02.40

In this paper the particle swarm based repetitive spline compensator (PSBRSC), a new method of repetitive compensator implementation, is investigated. The proposed approach employs the particle swarm optimizer (PSO) to solve a dynamic optimization problem (DOP) related to the control task in a servo drive with a permanent magnet synchronous machine (PMSM) in online mode. The first novelty reported here is to use cubic spline interpolation to calculate the samples of PSBRSC signal that are located between the samples taken directly from the optimizer. Also the responsiveness of the repetitive controller is improved thanks to the introduction of the evaporation rate growth mechanism. Streszczenie. W artykule przedstawiono kompensator splajnowo-rojowy (ang. particle swarm based repetitive spline compensator), nowa˛ metode˛ realizacji kompensacji w procesach powtarzalnych. Zaproponowany układ wykorzystuje metode˛ roju cza˛stek do rozwia˛zywania w czasie rzeczywistym zagadnienia optymalizacji dynamicznej zwia˛zanego z kształtowaniem sygnału modyfikuja˛cego uchyb regulacji w serwonape˛dzie z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi (PMSM). Pierwsza˛ nowos´cia˛ przedstawiona˛ w artykule jest wykorzystanie interpolacji splajnowej trzeciego rze˛du do wyznaczenia próbek sygnału wyjs´ciowego kompensatora znajduja˛cych sie˛ pomie˛dzy próbkami pochodza˛cymi bezpos´rednio z optymalizatora. Ponadto szybko´s´c reakcji kompensatora została poprawiona dzi ˛ eki wprowadzeniu mechanizmu wzrostu współczynnika zapominania. (Kompenstor splajnowo-rojowy do procesów powtarzalnych dedykowany dla serwonap˛edów) Keywords: repetitive process control, particle swarm optimization, dynamic optimization problem, cubic spline interpolation, servo drive Słowa kluczowe: sterowanie procesami powtarzalnymi, optymalizacja metoda˛ roju cza˛stek, zagadnienie optymalizacji dynamicznej, interpolacja splajnowa, serwonap˛ed Introduction Automatic control systems are often based o[...]

Bibliografia

[1] Rumniak P., Ufnalski B., Grzesiak L. M.: Tuning of PI regulators in distributed control system for an electric vehicle, Przegla˛d Elektrotechniczny, vol. 9, pp. 290-294, 2015.
[2] Jingqing Han: From PID to Active Disturbance Rejection Control, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56(3), pp. 900-906, 2009.
[3] Namazi M.M., Borujeni M.M., Rashidi A., Nejad S.M.S., Jin- Woo Ahn: Torque ripple reduction of switched reluctance motor drive with adaptive sliding mode control and Particle Swarm Optimization, 2015 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 56(3), pp. 371-376, 7-11 July 2015.
[4] Dabkowski P., Gałkowski K., Rogers E., Cai Z., Freeman C. T., Lewin P. L.: Iterative Learning Control Based on Relaxed 2D Systems Stability Criteria, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 21(3), pp. 1016-1023, 2013.
[5] Ufnalski B., Grzesiak L. M.: Repetitive neurocontroller with disturbance feedforward path active in the pass-to-pass direction for a VSI inverter with an output LC filter, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol. 64, iss. 1, pp. 115-125, March 2016.
[6] Ufnalski B., Grzesiak L. M.: Artificial neural network based voltage controller for the single phase true sine wave inverter - a repetitive control approach, Przegla˛d Elektrotechniczny, vol. 4, pp. 14-18, 2013.
[7] Wang Y., Gao F., Doyle F. J.: Survey on iterative learning control, repetitive control, and run-to-run control, Journal of Process Control, vol. 19, no. 10, pp. 1589-1600, 2009.
[8] Norrlof M.: An adaptive iterative learning control algorithm with experiments on an industrial robot, IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 18, no. 2, pp. 245-251, 2002.
[9] Mandra S., Gałkowski K., Aschemann H., Rauh A.: Guaranteed cost iterative learning control - an application to control of permanent magnet synchronous motors, Proceedings of the 2015 IEEE 9th International Workshop on MultiDimensional (nD) Systems - nDS’ 15, pp. 45-50, 2015.
[10] Kowalow D., Patan M., Paszke W., Romanek A.: Sequential design for model calibration in iterative learning control of DC motor, 20th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2015, pp. 794-799, Aug. 2015.
[11] Longman R. W.: Iterative/repetitive learning control: learning from theory, simulations, and experiments, Encyclopedia of the Sciences of Learning, pp. 1652-1657, 2012.
[12] ABB: ABB introduces new robotic laser cutting solutions, 2012, http://www.abb.pl/cawp/seitp202/7b167f23f577e56cc1257a41 003ebd38.aspx
[13] Fine B. T.: Practical Iterative Learning Control: Intuitive Methods for Precision Motion Control, Ph.D. dissertation, University of California, Berkeley, 2009.
[14] Ufnalski B., Grzesiak L. M.: A plug-in direct particle swarm repetitive controller for a single-phase inverter, Przegla˛d Elektrotechniczny, vol. 6, pp. 6-11, 2014.
[15] Ufnalski B., Grzesiak L. M.: Plug-in direct particle swarm repetitive controller with a reduced dimensionality of a fitness landscape - a multi-swarm approach, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol. 63, iss. 4, pp. 857-866, Dec. 2015.
[16] Mathworks: Spline interpolation, 2016, http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/spline.html
[17] Ufnalski B., Grzesiak L. M.: Plug-in Direct Multi-Swarm Repetitive Controller for the Sine Wave Inverter - on Keeping Particles Diversified in a Dynamic and Noisy Environment, 6th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives 10th International Conference on Compatibility and Power Electronics (CPE-POWERENG), 2016, 29.06 - 01.07, (accepted to print).
[18] Ufnalski B., Basinski K.: Particle swarm based repetitive spline compensator, 2016, https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/56448- particle-swarm-based-repetitive-spline-compensator Authors: mgr in˙z. Karol Basi´ nski, dr hab. in˙z. Bartłomiej Ufnalski, prof. dr hab. in˙z. Lech M. Grzesiak, Warsaw University of Technology, Institute of Control and Industrial Electronics, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, Poland, email: {basinskk, bartlomiej.ufnalski, lech.grzesiak}@ee.pw.edu.pl

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 103818 "Particle swarm based repe..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2017-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma