Prototyp servomotoru řízeného algoritmy prediktivního řízení

Prototype of servodrive controlled with predictive control algorithms

Prototype

Optimální strategie řízení se definuje pomocí kvadratické formy. Na základě optimalizace je vybrán optimální přírůstek statorových napětí. Optimalizační úloha se definuje jako nelineární optimalizační problém. Jak model, tak i omezení jsou definovány nelineárně, což vede ke zlepšení ve srovnání s předchozími přístupy, které byly testovány. Přes větší složitost se podařilo dosáhnout lepší optimalizace výpočtu. O rychlé vyřešení optimalizačního problému se stará Quadratic problem online active set strategy (qpOASES). Doba výpočtu se pohybuje kolem 120 us. Realizované řízení běželo na 200 us. Běžně používaná perioda vzorkování při řízení střídavých elektrických pohonů se pohybuje mezi 50 – 100 us. Algoritmus je implementován na platformě National Instruments CompactRIO 9082, který se skládá z kontroléru pracujícího v reálném čase a z FPGA. FPGA zajišťuje obsluhu vstupů a výstupů. Vytvořený algoritmus prediktivního řízení běží v reálném čase na dvoujádrovém procesoru i7.

Optimum control strategy is defined using quadratic form criteria. Based on the optimization process, optimum increments of stator voltages are selected. The optimization process is defined and solved as nonlinear problem. The model, as well as the limitations are defined nonlinearly which leads to the improvement comparing with other approaches which were tested previously. Besides higher complexity, better optimization of computation was achieved. Quadratic problem online active set strategy (qpOASES) was used for its solution. Execution time is around 120 us. The realized control algorithm was executed with sampling period equal to 300 us. Commonly used sampling periods lie in the interval between 50 – 100 us. The algorithm was implemented on National Instruments CompactRIO 9082 platform. The platform consists of the controller running in real time and of the FPGA. FPGA takes care of the i/o signals analysis. Realized predictive control algorithm runs in real time in dual core microcontroller i7.

model predictive control, servodrive, real time

model predictive control, servodrive, real time

Vysoké učení technické v Brně

The result is being used by the owner