Search
Search results for: WZMOCNIENIA OBSERWATORA. KEYWORDS: EXTENDED SPEED OBSERVER
-
Genetic Algorithm Approach for Gains Selection of Induction Machine Extended Speed Observer
PublicationThe subject of this paper is gains selection of an extended induction machine speed observer. A high number of gains makes manual gains selection difficult and due to nonlinear equations of the observer, well-known methods of gains selection for linear systems cannot be applied. A method based on genetic algorithms has been proposed instead. Such an approach requires multiple fitness function calls; therefore, using a quality index...
-
Application of sliding switching functions in backstepping based speed observer of induction machine
PublicationThe paper presents an analysis of the speed observer which is based on the backstepping and sliding mode approach. The speed observer structure is based on the extended mathematical model of an induction machine. The observer structure is based on the measured phase stator currents and transformed to ( αβ ) coordinate system. The stator voltage vector components are treated as known values. Additionally, such an observer structure...
-
Speed observer of induction machine based on backstepping and sliding mode for low‐speed operation
PublicationThis paper presents a speed observer design based on backstepping and slidingmode approaches. The inputs to the observer are the stator current and thevoltage vector components. This observer structure is extended to the integra-tors. The observer stabilizing functions contain the appropriate sliding surfaceswhich result from the Lyapunov function. The rotor angular speed is obtainedfrom the non‐adaptive formula with a sliding...
-
Non-Adaptive Speed and Position Observer of Doubly-Fed Induction Generator
PublicationThe non-adaptive speed and position estimation of a doubly-fed induction generator (DFIG) is presented in this paper. The speed observer is based on the mathematical model of DFIG and to stabilize the structure the Lyapunov method is used. The classic stator field-oriented control to active and reactive power control is used in the sensorless control system. The performance of the proposed algorithm of a speed observer is validated...
-
Speed Observer Structure of Induction Machine Based on Sliding Super-Twisting and Backstepping Techniques
PublicationThis paper presents an analysis of the two speed observer structures which are based on the backstepping and sliding super twisting approach. The observer stabilizing functions result from the Lyapunov theorem. To obtain the observer tuning gains the observer structure is linearized near the equilibrium point. The rotor angular speed is obtained from non-adaptive dependence. In the sensorless control system structure the classical...
-
Non-Adaptive Rotor Speed Estimation of Induction Machine in an Adaptive Full-Order Observer
PublicationIn the sensorless control system of an induction machine, the rotor speed value is not measured but reconstructed by an observer structure. The rotor speed value can be reconstructed by the classical adaptive law with the integrator. The second approach, which is the main contribution of this paper, is the non-adaptive structure without an integrator. The proposed method of the rotor speed reconstruction is based on an algebraic...
-
Novel adaptive flux observer for wide speed range sensorless control of induction motor
PublicationA new adaptive flux observer of induction motor is presented in the paper. The Lyapunov theory is utilized for derivation of the adaptation law of rotor flux angular speed, which acts as unknown parameter in an augmented induction motor model. In the field weakening region, where stray fluxes are comparable with rotor flux magnitude, the air-gap flux stabilization is proposed. An air-gap flux multiscalar model is derived for stator...
-
Speed and load torque observer application in high-speed train electric drive
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie diagnostyczne obserwatorów prędkości obrotowej i momentu obciążenia w układzie napędowym z silnikiem asynchronicznym. System diagnostyczny jest dedykowany do napędu pociągu szybkiego. Celem diagnostycznym jest monitorowanie stanu czujnika prędkości obrotowej wału silnika oraz układu przeniesienia momentu trakcyjnego. Analiza sygnałów obliczanych w obserwatorach stanu pozwala na wykrycie uszkodzeń...
-
Simple observer for induction motor speed sensorless control
PublicationPrzedstawiono układ sterowania polowo zorientowanego silnikiem asynchronicznym klatkowym pozwalający na pracę w szerokim zakresie prędkości obrotowych bez użycia czujnika prędkości. Zaproponowano estymator zmiennych o prostej strukturze charakteryzujący się znaczna odpornością na zmiany parametrów silnika. Zależności obserwatora oparte są na równaniach obwodu napięciowego silnika. Pokazano wyniki badań eksperymentalnych.
-
A Novel Speed Observer for Doubly-Fed Induction Generator
PublicationThe purpose of this paper is to show a new state observer for doubly-fed generator. A proposed z-type observer algorithm based on mathematical model of doubly fed generator with additional variables treated as a disturbances has been used. A nonlinear multiscalar control method has been used to control active and reactive power of the generator. All analyses were verified by simulations and experiments tests.
-
Panel obywatelski z perspektywy obserwatora – przypadek Warszawskiego Panelu Klimatycznego - Citizen Assembly from observer perspective – case of Warsaw Climate Assembly
PublicationPanele obywatelskie są coraz częściej stosowanym w polskich miastach instrumentem demokratycznym. Przykładem tej deliberacyjnej fali był Warszawski Panel Obywatelski, który odbył się jesienią 2020 r. Autor artykułu pełnił rolę obserwatora przy WPK i miał okazję zapoznać się dokładnie z przebiegiem panelu i jego pracami. Praca obejmuje ana-lizę pięciu kluczowych aspektów dla funkcjonowania panelu obywatelskiego, tzn. dobór tematu,...
-
Speed observer system for advanced sensorless control of induction motor.
PublicationW pracy przedstawiono obserwator prędkości silnika asynchronicznego zastosowany w układzie sterowania ze zmiennymi multiskalarnymi oraz regulatorem predykcyjnym prądu. Zawarto wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.
-
Core loss resistance impact on sensorless speed control of an induction motor using hybrid adaptive sliding mode observer
PublicationInduction motors (IMs) experience power losses when a portion of the input power is converted to heat instead of driving the load. The combined effect of copper losses, core losses, and mechanical losses results in IM power losses. Unfortunately, the core losses in the motor, which have a considerable impact on its energy efficiency, are not taken into account by the generally employed dynamic model in the majority of the studies. Due...
-
Nonadaptive estimation of the rotor speed in an adaptive full order observer of induction machine
PublicationThe article proposes a new method of reproducing the angular speed of the rotor of a cage induction machine designed for speed observers based on the adaptive method. In the proposed solution, the value of the angular speed of the rotor is not determined by the classical law of adaptation using the integrator only by an algebraic relationship. Theoretical considerations were confirmed by simulation and experimental tests.
-
Torque transmission diagnostic system for high-speed train using state-space observer
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienie diagnostyki czujnika prędkości silnika i przekładni mechanicznej pociągu. W celach diagnostycznych zastosowano obserwatory stanu do obliczania prędkości obrotowej silnika i momentu obciążenia. Analiza chwilowych wartości obliczonej prędkości obrotowej oraz momentu obciążenia pozwala na diagnozowanie stanu układu transmisji momentu trakcyjnego. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych...
-
Sensorless control system of induction machine supplied by voltage source inverter with output filter
PublicationThe paper focuses on sensorless control of the induction machines supplied by inverter with the output filters. “The novel” idea of the speed observer which is based on the backstepping approach is shown. The standard structure of the exponential observer is extended by the integrators and additional Z vector. The simulation and experimental results validate the proposed solution.
-
Non-Adaptive Speed and Position Estimation of Doubly-Fed Induction Generator in Grid-Connected Operations
PublicationThe nonadaptive speed and position estimation scheme for a doubly-fed induction generator (DFIG) is presented in this article. The observer structure is based on the extension of the mathematical model of DFIG to the introduced H vector. Based on the defined H vector, the nonadaptive position and speed estimation is proposed. The Lyapunov method is extended to the practical stability theorem to stabilize the structure. The classic...
-
Five-phase induction motor drive with sine-wave filter
PublicationThe paper presents closed loop ac drive with 5 phase induction motor operating with voltage source inverter and sine wave filter. The motor supply voltages and currents have sinusoidal shape. For well known adjustable electric drives the field oriented control method with flux and speed co ntrol can be applied. In the presence of output filter both control and estimation algorithms should be modified due to sine wave filter installation....
-
Obserwatory prędkości dla bezczujnikowego sterowania maszynami prądu przemiennego
PublicationPrzedstawiono model matematyczny uogólnionej maszyny elektrycznej rozszerzony przez wprowadzenie dodatkowych zmiennych. Na podstawie modelu rozszerzonego opracowano strukturę obserwatora prędkości maszyny uogólnionej. Zaprezentowano struktury obserwatorów prędkości dla poszczególnych rodzajów maszyn prądu przemiennego. Pokazano, że prędkość kątową wirnika można odtwarzać dla różnych typów maszyn stosując odpowiednie zmienne stanu...
-
Analiza właściwości rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationRozszerzony obserwator prędkości został zaproponowany przez prof. Krzemińskiego i jest oparty na rozszerzonym modelu maszyny indukcyjnej, gdzie wprowadzona został nowa zmienna ζ. Jest to nowe podejście do estymacji zmiennych stanu maszyny indukcyjnej i nie wszystkie problemy zostały do tej pory rozwiązane. Zaproponowano wykorzystanie algorytmów ewolucyjnych do doboru wzmocnień obserwatora. W celu redukcji nakładów obliczeniowych...
-
Sensorless Control of Polyphase Induction Machines
PublicationThe basics of transformations of polyphase systems into orthogonal systems are explained. Vector models of induction machines in orthogonal planes are analysed and multiscalar models for rotor flux and main flux together with stator current are presented. A speed observer based on an extended model of the induction machine for selected variables is applied in the control system for the induction machine. On the basis of the model...
-
Wpływ błędów parametrów modelu maszyny indukcyjnej na działanie rozszerzonego obserwatora prędkości
PublicationW artykule opisano metodę odtwarzania prędkości wirnika maszyny indukcyjnej przy wykorzystaniu rozszerzonego obserwatora prędkości. Zbadano wpływ błędów parametrów modelu maszyny indukcyjnej na właściwości dynamiczne obserwatora poprzez porównanie macierzy stanu obserwatora obarczonego oraz nieobarczonego błędami parametrów. Zbadany został także wpływ błędów parametrów na jakość odtwarzania zmiennych maszyny w stanie ustalonym.
-
Analiza działania rozszerzonego obserwatora prędkości w szerokim zakresie zmian prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienia związane z odtwarzaniem zmiennych stanu maszyny indukcyjnej. Wykorzystano obserwator oparty na modelu matematycznym maszyny z dodatkowymi zmiennymi. Przedstawiono macierz stanu zlinearyzowanych równań błędu odtwarzania. Opisano sposób definiowania wyznacznika jakości na podstawie rozkładu biegunów obserwatora. Zaproponowano metodę korekcji wzmocnień wraz ze zmianą warunków pracy maszyny. Wykazano...
-
Dobór wzmocnień całkującego obserwatora strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego metodą zmiany bazy
PublicationW artykule opisano zastosowanie zmodyfikowanego obserwatora całkującego do odtwarzania strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. Wzmocnienia obserwatora dobrano metodą zmiany bazy, rozszerzoną o transformację diadyczną i parametryzację. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych obserwatora pracującego w multiskalarnym układzie sterowania.
-
Dobór wzmocnień całkującego obserwatora strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego metodą zmiany bazy
PublicationW artykule opisano zastosowanie zmodyfikowanego obserwatora całkującego do odtwarzania strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. Wzmocnienia obserwatora dobrano metodą zmiany bazy, rozszerzoną o transformację diadyczną i parametryzację. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych obserwatora pracującego w multiskalarnym układzie sterowania.
-
Identyfikacja parametrów maszyny indukcyjnej z zastosowaniemobserwatorów prędkości
PublicationZaproponowano ogólną strukturę obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej. Przeanalizowano funkcję Lapunowa dla błędówodtwarzanych zmiennych i wskazano sposób doboru współczynników wzmocnienia prowadzący do uproszczenia struktury obserwatora. Podanoalgorytmy identyfikacji parametrów maszyny indukcyjnej z wykorzystaniem właściwości układu regulacji zmiennych modelu multiskalarnego maszyny indukcyjnej.
-
Zastosowanie obserwatora ATO do filtracji wyników estymacji położenia w napędzie z silnikiem PMSM
Publicationreferacie zaproponowano zastosowanie obserwatora ATO (ang. Angle Tracking Observer) do poprawy dokładności odtwarzania położenia kątowego wirnika silnika PMSM (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor) za pomocą estymatora fizykalnego. Opracowano dedykowaną, uproszczoną strukturę ATO. Zaproponowano procedurę doboru nastaw wzmocnień obserwatora w oparciu o model symulacyjny. Skuteczność działania ATO potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
-
Zastosowanie obserwatora ATO do filtracji wyników estymacji położenia w napędzie z silnikiem PMSM
PublicationW referacie zaproponowano zastosowanie obserwatora ATO (ang. Angle Tracking Observer) do poprawy dokładności odtwarzania położenia kątowego wirnika silnika PMSM (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor) za pomocą estymatora fizykalnego. Opracowano dedykowaną, uproszczoną strukturę ATO. Zaproponowano procedurę doboru nastaw wzmocnień obserwatora w oparciu o model symulacyjny. Skuteczność działania ATO potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
-
Interval estimator for chlorine monitoring in drinking water distribution systems under uncertain system dynamics, inputs and state measurement errors
PublicationThe design of interval observer for estimation of unmeasured state variables for application to drinking water distribution systems is described in this paper. In particular, it considers the design of such observer for estimation of water quality described by free chlorine concentration. An interval observer is derived to produce robust interval bounds on the estimated water quality state variables. The stability and robustness...
-
Wykorzystanie algorytmów ewolucyjnych do doboru wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationW pracy opisano sposób doboru wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej przy wykorzystaniu algorytmów ewolucyjnych. Zaproponowano funkcję celu opartą na rozkładzie biegunów obserwatora. Ze względu na wpływ prędkości maszyny na dynamikę obserwatora zaproponowano dobór wzmocnień obserwatora dla różnych przedziałów prędkości. Dla poszczególnych przedziałów zaprezentowano wyniki doboru wzmocnień w postaci tabel...
-
Sensorless Multiscalar Control of Five-Phase Induction Machine with Inverter Output Filter
PublicationThe paper presents a complete solution for speed sensorless control system for five-phase induction motor with voltage inverter, LC filter and nonlinear control of combined fundamental and third harmonic flux distribution. The control principle, also known as multiscalar control, nonlinear control or natural variables control, is based on a use of properly selected scalar variables in control feedback to linearize controlled system....
-
State Observer for Doubly-fed Induction Generator
PublicationIn the paper a new state observer for doubly-fed generator has been proposed. In the new approach an extended mathematical model of the doubly fed generator is used to form equations of the introduced z type observer. Stability of the observer has been verified through poles placement analyses. The active and reactive powers of the generator are controlled by a nonlinear multiscalar control method. Simulation and experimental results...
-
Sensorless Rotor Position Estimation of Doubly-Fed Induction Generator Based on Backstepping Technique
PublicationThis paper proposes a speed observer algorithm for the sensorless control of a doubly-fed induction generator based on classical adaptive backstepping technique. The sensorless control is shown using classic stator field oriented control which is used to active and reactive power control. Performance of the proposed algorithm of a speed observer is validated by simulation and experimental results obtained using a small-rating generator...
-
Selected dynamic properties of adaptive proportional observer of induction motor state variables
PublicationThis paper presents problems related to the design and the stability of adaptive proportional observer which is used for estimation of magnetic flux and motor speed in sensorless control systems of induction motor. The gain matrix of the observer was chosen by genetic algorithm and alternatively by pole placement method. It has been shown that adaptive proportional observer is stable if the...
-
Sensorless low speed PMSM motor control with cogging torque compensation
PublicationThe paper presents sensorless control of a low speed permanent magnet synchronous machine with use of modified state observer. An overview of the PMSM motor used in the research setup was presented. The problem of drive torque ripple, resulting mainly from the occurrence of a significant cogging torque, was discussed. A solution compensating the torque ripple of the PMSM motor was proposed. A start-up procedure of the speed control...
-
Z type Observer Backstepping For Induction Machines
PublicationThis paper contains a relatively new synthesis method for non-linear objects, named backstepping. This method can be used to obtain the observer structure. The paper presents the structure of the speed observer which is a new proposition of observer backstepping with additional state variables marked Z. The rotor speed can be estimated in three different ways. The first is based on the adaptive approach, the second on the nonadaptive...
-
Parameter selection of an adaptive PI state observer for an induction motor
PublicationThe paper discusses problems connected with the parameters selection of the proportional-integral observer, designed for recon- struction of magnetic fluxes and angular speed of an induction motor. The selection is performed in several stages that are focused on different criteria. The first stage consists in selecting observer’s gains and provides desired dynamical properties, taking into consideration immunity to disturbances and...
-
Rotor-Flux Vector based Observer of Interior Permanent Synchronous Machine
PublicationThe sensorless control system of the interior permanent magnet machine is considered in this paper. The control system is based on classical linear controllers. In the machine, there occurs non-sinusoidal distribution of rotor flux together with the slot harmonics, which are treated as the control system disturbances. In this case, the classical observer structure in the (d-q) is unstable for the low range of rotor speed resulting...
-
Monitoring of Chlorine Concentration in Drinking Water Distribution Systems Using an Interval Estimator
PublicationThis paper describes the design of an interval observer for the estimation of unmeasured quality state variables in drinking water distribution systems. The estimator utilizes a set bounded model of uncertainty to produce robust interval bounds on the estimated state variables of the water quality. The bounds are generated by solving two differential equations. Hence the numerical efficiency is sufficient for on-line monitoring...
-
A Universal Gains Selection Method for Speed Observers of Induction Machine
PublicationProperties of state observers depend on proper gains selection. Each method of state estimation may require the implementation of specific techniques of finding those gains. The aim of this study is to propose a universal method of automatic gains selection and perform its verification on an induction machine speed observer. The method utilizes a genetic algorithm with fitness function which is directly based on the impulse response...
-
Speed sensorless ac drive with inverter output filter and fault detection using load torque signal
PublicationIn this paper, a sensorless induction motor (IM) drive using speed observer system is presented. The system includes load torque computation for gear fault detection. Nonlinear control method is adopted for controlling the motor over a wide speed range. An LC filter for smoothing current and voltage waveforms is used at the output of the voltage inverter. The use of filter imposes more building of the used observer to avoid using...
-
Speed sensorless asynchronous motor drive with inverter output lc filter
PublicationIn this paper a speed sensorless ac drive with inverter and output LC filter is proposed. A nonlinear, decoupled field oriented control algorithm with a flux and speed close-loop observer is used. In spite of using LC filter on the inverter output, the sensorless system works precisely. That result are obtained as a result of the appropriate estimation and control system use. The theory, simulation, and experimental results are...
-
Sensorless control of five-phase induction machine supplied by the VSI with output filter
PublicationIn this paper, a novel sensorless control structure based on multi-scalar variables is proposed. The tatic feedback control law is obtained by using the multi-scalar variables transformation, where the multi-scalar variables approach allows a full linearization of the nonlinear system. The control system could be described as “optimized” because of the minimized number of controllers. Furthermore, control system is divided into...
-
Sensorless Disturbance Detection for Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublicationThe paper presents a sensorless disturbance detection procedure that was done on a five phase induction motor with third harmonic injection. A test bench was developed where a three phase machine serves as disturbance generator of different frequencies. The control of the machines is based on multi scalar variables that ensures an independent control of the motor EMF and the rotor flux. For disturbance identification a speed observer...
-
Sensorless Field Oriented Control of Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublicationIn this paper, a sensorless field oriented control system of five-phase induction machine with the 3rd harmonic rotor flux is presented. Two vector models, α1-β1 and α3-β3, were transformed into d1-q1, d3-q3 models oriented in rotating frames, which correspond to the 1st and 3rd harmonic plane respectively. The authors proposed the linearization of the model in d-q coordinate frames by introducing a new variable “x” which is proportional...
-
Sensorless Control of Induction Machine Supplied by Current Source Inverter
PublicationThe paper describes the voltage control technique of induction machines supplied by a current source inverter. The control system is based on proposed new multi-scalar variables, which are named “r.” The control system contains the output filter capacitor's model. In the sensorless control system the Z type backstepping speed observer was applied. The mathematical dependences are confirmed by simulation and experimental research.
-
Sterowanie predykcyjne i fuzja danych w systemie dynamicznego pozycjonowania statku
PublicationRozprawa doktorska poświęcona jest badaniu zastosowania fuzji danych oraz sterowania predykcyjnego w systemie dynamicznego pozycjonowania statku. W pierwszej części pracy przedstawiono historię rozwoju systemów dynamicznego pozycjonowania, różne metody estymacji położenia statku, metody sterowania oraz cel i tezę pracy. Następnie zaprezentowano model matematyczny statku, kinematykę oraz dynamikę. W kolejnej części przedstawiono...
-
Analysis of data fusion algorithms for the vessel with the dynamic positioning system
PublicationThe dynamic positioning (DP) system on the vessel is operated to control the position and heading of the vessel with the use of propellers and thrusters installed on the board. On DP vessels redundant measurement systems of position, heading and the magnitude and direction of environmental forces are required for safety at sea. In this case, a fusion of data is needed from individual measurement devices. The article proposes a...
-
Multiscalar Control Based Airgap Flux Optimization of Induction Motor for Loss Minimization
PublicationBased on the induction motor model, considering the core loss resistance that accounts for magnetic characteristic saturation, a speed control approach is devised with an adaptive full-order (AFO) speed observer. The induction motor model analysis is done sincerely in a stationary reference frame. The control approach incorporates a flux reference generator designed to meet optimal operational circumstances and a nonlinear speed...
-
Dobór wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości na podstawie rozkładu biegunów
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienia związane z odtwarzaniem zmiennych stanu silnika indukcyjnego z wykorzystaniem obserwatora prędkości opartego na rozszerzonym modelu maszyny. Zaproponowano zlinearyzowany układ równań opisujący dynamikę błędów odtwarzania zmiennych stanu. Wykorzystano wartości własne macierzy stanu równań błędu do określenia jakości pracy obserwatora. Do doboru wzmocnień obserwatora zastosowano algorytm ewolucyjny....