| 1 | #include <math.h> |
|---|
| 2 | #include <stdio.h> |
|---|
| 3 | #include "fast_exp.h" |
|---|
| 4 | #include "fastexp.h" |
|---|
| 5 | #include "mpf_double.h" |
|---|
| 6 | |
|---|
| 7 | //Parameters of PMSM |
|---|
| 8 | #define Lsd (3.465e-3*0.9) // *0.9)//H ... zajimave - chodi to i pri Lsd = Lsq |
|---|
| 9 | #define Lsq 3.465e-3//H |
|---|
| 10 | //#define Ls 3.465e-3//H |
|---|
| 11 | #define Rs 0.28//Ohm |
|---|
| 12 | #define Fpm (0.1989*1.1) //*1.15) //V.s // !!xx!! |
|---|
| 13 | #define pp 4 |
|---|
| 14 | #define Ism 35.//40. |
|---|
| 15 | |
|---|
| 16 | static floatx om[N]; |
|---|
| 17 | static floatx Pt[N]; |
|---|
| 18 | static floatx sth[N]; |
|---|
| 19 | static floatx cth[N]; |
|---|
| 20 | static floatx isdm[N]; |
|---|
| 21 | static floatx isqm[N]; |
|---|
| 22 | static floatx th[N]; |
|---|
| 23 | static floatx w[N]; |
|---|
| 24 | static floatx lwi[N]; |
|---|
| 25 | static int i_best; |
|---|
| 26 | |
|---|
| 27 | static floatx qth; |
|---|
| 28 | static floatx qom; |
|---|
| 29 | static floatx r; |
|---|
| 30 | static floatx rinv; |
|---|
| 31 | |
|---|
| 32 | // staticke promenne pro model |
|---|
| 33 | static float _ad; |
|---|
| 34 | static float _aq; |
|---|
| 35 | static float _b; |
|---|
| 36 | static float _cd; |
|---|
| 37 | static float _cq; |
|---|
| 38 | static float _dd; |
|---|
| 39 | static float _dq; |
|---|
| 40 | |
|---|
| 41 | |
|---|
| 42 | void resample() { |
|---|
| 43 | int N_babies[N]; |
|---|
| 44 | floatx cumdist; |
|---|
| 45 | int i; |
|---|
| 46 | floatx ui; |
|---|
| 47 | int i_from=0; |
|---|
| 48 | int i_to=0; |
|---|
| 49 | |
|---|
| 50 | floatx u0 = qrandu(); |
|---|
| 51 | |
|---|
| 52 | int j=0; |
|---|
| 53 | N_babies[0]=0; |
|---|
| 54 | cumdist = w[0]; |
|---|
| 55 | for ( i = 0; i < N; i++ ) { |
|---|
| 56 | ui = ( i + u0 ) / N; |
|---|
| 57 | while ( ui > cumdist ) { |
|---|
| 58 | j++; |
|---|
| 59 | N_babies[j]=0; |
|---|
| 60 | cumdist+=w[j]; |
|---|
| 61 | } |
|---|
| 62 | N_babies [j] ++; |
|---|
| 63 | } |
|---|
| 64 | while (j++<=(N-1)) { // delete all N_babies after j |
|---|
| 65 | N_babies[j]=0; |
|---|
| 66 | } |
|---|
| 67 | |
|---|
| 68 | // COPY |
|---|
| 69 | |
|---|
| 70 | while ( i_from<N ) { |
|---|
| 71 | w[i_from]=1.0/N; |
|---|
| 72 | while ( N_babies[i_from]>1 ) { // 1 baby stays where it is |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | while ( N_babies[i_to]>=1 ) i_to++; // find first empty slot |
|---|
| 75 | |
|---|
| 76 | //copy it |
|---|
| 77 | Pt[i_to]=Pt[i_from]; |
|---|
| 78 | om[i_to]=om[i_from]; |
|---|
| 79 | th[i_to]=th[i_from]; |
|---|
| 80 | isdm[i_to]=isdm[i_from]; |
|---|
| 81 | isqm[i_to]=isqm[i_from]; |
|---|
| 82 | |
|---|
| 83 | N_babies[i_to]++; |
|---|
| 84 | N_babies[i_from]--; |
|---|
| 85 | } |
|---|
| 86 | i_from++; |
|---|
| 87 | } |
|---|
| 88 | } |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | void mpf_bayes ( const floatx isa, const floatx isb , const floatx usa, const floatx usb ) { |
|---|
| 91 | |
|---|
| 92 | floatx isd; |
|---|
| 93 | floatx isq; |
|---|
| 94 | floatx usd; |
|---|
| 95 | floatx usq; |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | floatx Cd; |
|---|
| 98 | floatx Cq; |
|---|
| 99 | floatx CC; |
|---|
| 100 | floatx oCC; |
|---|
| 101 | |
|---|
| 102 | floatx difid; |
|---|
| 103 | floatx difiq; |
|---|
| 104 | |
|---|
| 105 | floatx zeta; |
|---|
| 106 | floatx Kd; |
|---|
| 107 | floatx Kq; |
|---|
| 108 | floatx ro; |
|---|
| 109 | floatx ypd; |
|---|
| 110 | floatx ypq; |
|---|
| 111 | floatx detRy; |
|---|
| 112 | floatx ydiffd; |
|---|
| 113 | floatx ydiffq; |
|---|
| 114 | floatx ydC; |
|---|
| 115 | |
|---|
| 116 | floatx maxlwi, sumlwi,sumw2,neff_th; |
|---|
| 117 | int i; |
|---|
| 118 | |
|---|
| 119 | floatx *th_i, *Pt_i, *om_i, *isdm_i, *isqm_i; |
|---|
| 120 | floatx *w_i, *lw_i; |
|---|
| 121 | floatx *sth_i, *cth_i; |
|---|
| 122 | floatx sumw_inv; |
|---|
| 123 | // implementation starts here |
|---|
| 124 | th_i = &th[0]; |
|---|
| 125 | Pt_i = &Pt[0]; |
|---|
| 126 | om_i = &om[0]; |
|---|
| 127 | isdm_i = &isdm[0]; |
|---|
| 128 | isqm_i = &isqm[0]; |
|---|
| 129 | sth_i = &sth[0]; |
|---|
| 130 | cth_i = &cth[0]; |
|---|
| 131 | for ( i=0; i<N; i++ ) { |
|---|
| 132 | |
|---|
| 133 | /////////////////////////// HACK!!!!!!!!!!! |
|---|
| 134 | //om[i] = 0; |
|---|
| 135 | /////////////////////////// HACK!!!!!!!!!!! |
|---|
| 136 | |
|---|
| 137 | // time update |
|---|
| 138 | *Pt_i = 1.0*1.0*(*Pt_i)+qom; // Pt is now predictive variance |
|---|
| 139 | floatx ff =qrandn() ; |
|---|
| 140 | // printf("%f\n", ff); |
|---|
| 141 | *th_i += *om_i*_dt+qth * ff; |
|---|
| 142 | while ( *th_i>M_PI ) *th_i -=2*M_PI; |
|---|
| 143 | while ( *th_i<-M_PI ) *th_i+=2*M_PI; |
|---|
| 144 | |
|---|
| 145 | *sth_i=sin ( *th_i ); |
|---|
| 146 | *cth_i=cos ( *th_i ); |
|---|
| 147 | |
|---|
| 148 | isd = *cth_i*isa+*sth_i*isb; |
|---|
| 149 | isq = -*sth_i*isa+*cth_i*isb; |
|---|
| 150 | // process old voltage |
|---|
| 151 | usd = (*cth_i)*usa+(*sth_i)*usb; |
|---|
| 152 | usq = -(*sth_i)*usa+(*cth_i)*usb; |
|---|
| 153 | |
|---|
| 154 | Cd = isq*_dd; |
|---|
| 155 | Cq = -_b - isd* _dq; |
|---|
| 156 | |
|---|
| 157 | difid=isd- _ad * (*isdm_i) - _cd *(usd); |
|---|
| 158 | difiq=isq- _aq * (*isqm_i) - _cq *(usq); |
|---|
| 159 | |
|---|
| 160 | CC=Cd*Cd+Cq*Cq; |
|---|
| 161 | zeta = *Pt_i/ ( r+*Pt_i*CC ); |
|---|
| 162 | oCC = ( 1-zeta*CC ); |
|---|
| 163 | ro = oCC*rinv; |
|---|
| 164 | |
|---|
| 165 | Kd = *Pt_i*Cd*ro; |
|---|
| 166 | Kq = *Pt_i*Cq*ro; |
|---|
| 167 | |
|---|
| 168 | (*Pt_i)*=( 1.0- ( Kd*Cd+Kq*Cq ) ); |
|---|
| 169 | |
|---|
| 170 | ypd = Cd**om_i; |
|---|
| 171 | ypq = Cq**om_i; |
|---|
| 172 | |
|---|
| 173 | //detRy = ro/r; |
|---|
| 174 | *om_i += Kd* ( difid - ypd ) +Kq* ( difiq-ypq ); |
|---|
| 175 | ydiffd = ( ypd-difid ); |
|---|
| 176 | ydiffq = ( ypq-difiq ); |
|---|
| 177 | ydC = ydiffd*Cd + ydiffq*Cq; |
|---|
| 178 | |
|---|
| 179 | //lwi[i] = 0.5* ( log ( detRy ) + ( ydC*ydC*zeta -(ydiffd*ydiffd+ydiffq*ydiffq) ) /r ) ; |
|---|
| 180 | lwi[i] = 0.5*( ydC*ydC*zeta -(ydiffd*ydiffd+ydiffq*ydiffq) ) *rinv ; |
|---|
| 181 | |
|---|
| 182 | *isdm_i=isd; |
|---|
| 183 | *isqm_i=isq; |
|---|
| 184 | |
|---|
| 185 | // shift all counters |
|---|
| 186 | th_i++; |
|---|
| 187 | Pt_i++; |
|---|
| 188 | om_i++; |
|---|
| 189 | isdm_i++; |
|---|
| 190 | isqm_i++; |
|---|
| 191 | sth_i++; |
|---|
| 192 | cth_i++; |
|---|
| 193 | |
|---|
| 194 | } |
|---|
| 195 | maxlwi=-1e10; |
|---|
| 196 | lw_i = &lwi[0]; |
|---|
| 197 | i_best = 0; |
|---|
| 198 | for ( i=0;i<N;i++,lw_i++ ) { |
|---|
| 199 | if ( *lw_i>maxlwi ) {maxlwi=*lw_i;i_best=i;} |
|---|
| 200 | } |
|---|
| 201 | /*!!*/ |
|---|
| 202 | lw_i = &lwi[0]; |
|---|
| 203 | w_i = &w[0]; |
|---|
| 204 | for ( i=0;i<N;i++,lw_i++,w_i++ ) { |
|---|
| 205 | *lw_i-=maxlwi; |
|---|
| 206 | (*w_i)*=fasterexp ( *lw_i ); // do not always resample |
|---|
| 207 | } |
|---|
| 208 | |
|---|
| 209 | sumlwi=0.0; |
|---|
| 210 | sumw2=0.0; |
|---|
| 211 | w_i = &w[0]; |
|---|
| 212 | for ( i=0;i<N;i++,w_i++ ) {sumlwi+=*w_i;sumw2+=*w_i**w_i;} |
|---|
| 213 | sumw_inv = 1.0/sumlwi; // multiplication is faster than division! |
|---|
| 214 | w_i = &w[0]; |
|---|
| 215 | for ( i=0;i<N;i++,w_i++ ) *w_i*=sumw_inv; |
|---|
| 216 | |
|---|
| 217 | neff_th = 0.8*N*sumw2*sumw_inv*sumw_inv; |
|---|
| 218 | if (1<neff_th) |
|---|
| 219 | resample(); |
|---|
| 220 | } |
|---|
| 221 | |
|---|
| 222 | |
|---|
| 223 | void mpf_init(floatx qom0, floatx qth0, floatx r0) { |
|---|
| 224 | |
|---|
| 225 | // rng_init(); |
|---|
| 226 | |
|---|
| 227 | int i; |
|---|
| 228 | r=r0; |
|---|
| 229 | rinv = 1.0/r; |
|---|
| 230 | qth=qth0; |
|---|
| 231 | qom=qom0; |
|---|
| 232 | |
|---|
| 233 | for ( i=0; i<N; i++ ) { |
|---|
| 234 | th[i]=qrandu() *2*M_PI - M_PI; |
|---|
| 235 | sth[i]=sin ( th[i] ); |
|---|
| 236 | cth[i]=cos ( th[i] ); |
|---|
| 237 | |
|---|
| 238 | om[i]=0; |
|---|
| 239 | Pt[i]=10.; |
|---|
| 240 | isdm[i]=0; |
|---|
| 241 | isqm[i]=0; |
|---|
| 242 | w[i]=1.0/N; |
|---|
| 243 | } |
|---|
| 244 | |
|---|
| 245 | // inicializace promennych |
|---|
| 246 | #if (VYBER_MODELU==0) |
|---|
| 247 | // plny model s respektovanim Lsd/Lsq |
|---|
| 248 | _ad = (1.-Rs*_dt/(Lsd)); |
|---|
| 249 | _aq = (1.-Rs*_dt/(Lsq)); |
|---|
| 250 | _b = Fpm/Lsq*_dt; |
|---|
| 251 | _cd = _dt/(Lsd); |
|---|
| 252 | _cq = _dt/(Lsq); |
|---|
| 253 | _dd = _dt*Lsq/Lsd; |
|---|
| 254 | _dq = _dt*Lsd/Lsq; /**/ |
|---|
| 255 | #else |
|---|
| 256 | // parametry modelu identifikovane z namerenych dat z prototypu v EL204 |
|---|
| 257 | _ad = 0.9880; |
|---|
| 258 | _aq = 0.9817; |
|---|
| 259 | _b = 0.0076; |
|---|
| 260 | _cd = 0.0289; |
|---|
| 261 | _cq = 0.0292; |
|---|
| 262 | _dd = _dt; |
|---|
| 263 | _dq = _dt; |
|---|
| 264 | #endif |
|---|
| 265 | |
|---|
| 266 | } |
|---|
| 267 | void mpf_mean ( floatx *Ecosth, floatx *Esinth, floatx *Eome ) { |
|---|
| 268 | int i; |
|---|
| 269 | floatx *w_i=&w[0]; |
|---|
| 270 | floatx *cth_i=&cth[0]; |
|---|
| 271 | floatx *sth_i=&sth[0]; |
|---|
| 272 | floatx *om_i=&om[0]; |
|---|
| 273 | *Ecosth=0.0; |
|---|
| 274 | *Esinth=0.0; |
|---|
| 275 | *Eome=0.0; |
|---|
| 276 | for ( i=0;i<N;i++,w_i++,cth_i++,sth_i++,om_i++ ) { |
|---|
| 277 | *Ecosth+=(*w_i)*(*cth_i); |
|---|
| 278 | *Esinth+=(*w_i)*(*sth_i); |
|---|
| 279 | *Eome+=(*w_i)*(*om_i); |
|---|
| 280 | } |
|---|
| 281 | |
|---|
| 282 | } |
|---|
| 283 | |
|---|
| 284 | void mpf_best( floatx *Ecosth, floatx *Esinth, floatx *Eome ) |
|---|
| 285 | { |
|---|
| 286 | *Ecosth=cth[i_best]; |
|---|
| 287 | *Esinth=sth[i_best]; |
|---|
| 288 | *Eome=om[i_best]; |
|---|
| 289 | } |
|---|
| 290 | |
|---|
| 291 | |
|---|
| 292 | void mpf_th(floatx th1[N]){ |
|---|
| 293 | int i; |
|---|
| 294 | for (i=0;i<N;i++) th1[i]=th[i]; |
|---|
| 295 | } |
|---|
| 296 | void mpf_om(floatx om1[N]){ |
|---|
| 297 | int i; |
|---|
| 298 | for (i=0;i<N;i++) om1[i]=om[i]; |
|---|
| 299 | } |
|---|
| 300 | |
|---|
| 301 | floatx kalman_om( const floatx isa, const floatx isb , const floatx usa, const floatx usb, const floatx th ) { |
|---|
| 302 | |
|---|
| 303 | floatx isd; |
|---|
| 304 | floatx isq; |
|---|
| 305 | floatx usd; |
|---|
| 306 | floatx usq; |
|---|
| 307 | |
|---|
| 308 | floatx Cd; |
|---|
| 309 | floatx Cq; |
|---|
| 310 | floatx CC; |
|---|
| 311 | floatx oCC; |
|---|
| 312 | |
|---|
| 313 | floatx difid; |
|---|
| 314 | floatx difiq; |
|---|
| 315 | |
|---|
| 316 | floatx zeta; |
|---|
| 317 | floatx Kd; |
|---|
| 318 | floatx Kq; |
|---|
| 319 | floatx ro; |
|---|
| 320 | floatx ypd; |
|---|
| 321 | floatx ypq; |
|---|
| 322 | floatx detRy; |
|---|
| 323 | floatx ydiffd; |
|---|
| 324 | floatx ydiffq; |
|---|
| 325 | floatx ydC; |
|---|
| 326 | |
|---|
| 327 | static floatx Pt; |
|---|
| 328 | static floatx om; |
|---|
| 329 | floatx cth, sth; |
|---|
| 330 | static floatx isdm, isqm; |
|---|
| 331 | |
|---|
| 332 | |
|---|
| 333 | Pt = 1.0*1.0*Pt+qom; // Pt is now predictive variance |
|---|
| 334 | //while ( th>M_PI ) th=th-2*M_PI; |
|---|
| 335 | //while ( th<-M_PI ) th=th+2*M_PI; |
|---|
| 336 | |
|---|
| 337 | sth=sin ( th ); |
|---|
| 338 | cth=cos ( th ); |
|---|
| 339 | |
|---|
| 340 | isd = cth*isa+sth*isb; |
|---|
| 341 | isq = -sth*isa+cth*isb; |
|---|
| 342 | usd = cth*usa+sth*usb; |
|---|
| 343 | usq = -sth*usa+cth*usb; |
|---|
| 344 | |
|---|
| 345 | Cd = isq*_dd; |
|---|
| 346 | Cq = -_b - isd* _dq; |
|---|
| 347 | |
|---|
| 348 | difid=isd- _ad *isdm - _cd *usd; |
|---|
| 349 | difiq=isq- _aq *isqm - _cq *usq; |
|---|
| 350 | |
|---|
| 351 | CC=Cd*Cd+Cq*Cq; |
|---|
| 352 | zeta = Pt/ ( r+Pt*CC ); |
|---|
| 353 | oCC = ( 1-zeta*CC ); |
|---|
| 354 | ro = oCC*rinv; |
|---|
| 355 | |
|---|
| 356 | Kd = Pt*Cd*ro; |
|---|
| 357 | Kq = Pt*Cq*ro; |
|---|
| 358 | |
|---|
| 359 | Pt=Pt* ( 1- ( Kd*Cd+Kq*Cq ) ); |
|---|
| 360 | |
|---|
| 361 | ypd = Cd*om; |
|---|
| 362 | ypq = Cq*om; |
|---|
| 363 | |
|---|
| 364 | detRy = ro*rinv; |
|---|
| 365 | om = om + Kd* ( difid - ypd ) +Kq* ( difiq-ypq ); |
|---|
| 366 | ydiffd = ( ypd-difid ); |
|---|
| 367 | ydiffq = ( ypq-difiq ); |
|---|
| 368 | ydC = ydiffd*Cd + ydiffq*Cq; |
|---|
| 369 | |
|---|
| 370 | isdm=isd; |
|---|
| 371 | isqm=isq; |
|---|
| 372 | |
|---|
| 373 | return om; |
|---|
| 374 | } |
|---|
