root/pmsm/mpf_test.cpp @ 220

Revision 220, 3.4 kB (checked in by smidl, 16 years ago)

novy experiment

RevLine 
[220]1/*
2  \file
3  \brief Models for synchronous electric drive using IT++ and BDM
4  \author Vaclav Smidl.
5
6  -----------------------------------
7  BDM++ - C++ library for Bayesian Decision Making under Uncertainty
8
9  Using IT++ for numerical operations
10  -----------------------------------
11*/
12
13#include <itpp/itbase.h>
14#include <estim/libKF.h>
15#include <estim/libPF.h>
16#include <stat/libFN.h>
17
18#include "pmsm.h"
19#include "simulator.h"
20#include "sim_profiles.h"
21
22using namespace itpp;
23//!Extended Kalman filter with unknown \c Q
24class EKF_unQ : public EKFCh , public BMcond {
25public:
26        //! Default constructor
27        EKF_unQ ( RV rx, RV ry,RV ru,RV rQ ) :EKFCh ( rx,ry,ru ),BMcond ( rQ ) {};
28        void condition ( const vec &Q0 ) {
29                Q.setD ( Q0,0 );
30                //from EKF
31                preA.set_submatrix ( dimy+dimx,dimy,Q._Ch() );
32        };
33};
34
35
36int main() {
37        // Kalman filter
38        int Ndat = 9000;
39        double h = 1e-6;
40        int Nsimstep = 125;
41        int Npart = 20;
42
43        // internal model
44        IMpmsm fxu;
45        //                  Rs    Ls        dt       Fmag(Ypm)    kp   p    J     Bf(Mz)
46        fxu.set_parameters ( 0.28, 0.003465, Nsimstep*h, 0.1989, 1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 );
47        // observation model
48        OMpmsm hxu;
49
50        vec mu0= "0.0 0.0 0.0 0.0";
51        vec Qdiag ( "1e-6 1e-6 0.001 0.0001" ); //zdenek: 0.01 0.01 0.0001 0.0001
52        vec Rdiag ( "1e-8 1e-8" ); //var(diff(xth)) = "0.034 0.034"
53        chmat Q ( Qdiag );
54        chmat R ( Rdiag );
55        EKFCh KFE ( rx,ry,ru );
56        KFE.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R );
57        KFE.set_est ( mu0, chmat ( zeros ( 4 ) ) );
58
59        RV rQ ( "{Q }","4" );
60        EKF_unQ KFEp ( rx,ry,ru,rQ );
61        KFEp.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R );
62        KFEp.set_est ( mu0, chmat ( zeros ( 4 ) ) );
63
64        mgamma_fix evolQ ( rQ,rQ );
65        MPF<EKF_unQ> M ( rx,rQ,evolQ,evolQ,Npart,KFEp );
66        // initialize
67        evolQ.set_parameters ( 10.0, Qdiag, 0.99 ); //sigma = 1/10 mu
68        evolQ.condition (Qdiag ); //Zdenek default
69        epdf& pfinit=evolQ._epdf();
70        M.set_est ( pfinit );
71        evolQ.set_parameters ( 100.0, Qdiag, 0.99 ); //sigma = 1/10 mu
72       
73        //
74
75        const epdf& KFEep = KFE._epdf();
76        const epdf& Mep = M._epdf();
77
78        mat Xt=zeros ( Ndat ,4 ); //true state from simulator
79        mat Dt=zeros ( Ndat,2+2 ); //observation
80        mat XtE=zeros ( Ndat, 4 );
81        mat Qtr=zeros ( Ndat, 4 );
82        mat XtM=zeros ( Ndat,4+4 ); //Q + x
83
84        // SET SIMULATOR
85        pmsmsim_set_parameters ( 0.28,0.003465,0.1989,0.0,4,1.5,0.04, 200., 3e-6, h );
86        vec dt ( 2 );
87        vec ut ( 2 );
88        vec xt ( 4 );
89        vec xtm=zeros(4);
90        double Ww=0.0;
91        vec vecW="1 2 4 9 4 2 0 -4 -9 -16 -4 0 0";
92
93        for ( int tK=1;tK<Ndat;tK++ ) {
94                //Number of steps of a simulator for one step of Kalman
95                for ( int ii=0; ii<Nsimstep;ii++ ) {
96                        //simulator
97                        sim_profile_vec01t(Ww,vecW);
98                        pmsmsim_step ( Ww );
99                };
100                ut(0) = KalmanObs[4];
101                ut(1) = KalmanObs[5];
102                xt = fxu.eval(xtm,ut) + diag(sqrt(Qdiag))*randn(4);
103                dt = hxu.eval(xt,ut);
104                xtm = xt;
105               
106               
107                //Variances
108                if (tK==1000)  Qdiag(0)*=10; 
109                if (tK==2000) Qdiag(0)/=10; 
110                if (tK==3000)  Qdiag(1)*=10; 
111                if (tK==4000) Qdiag(1)/=10; 
112                if (tK==5000)  Qdiag(2)*=10; 
113                if (tK==6000) Qdiag(2)/=10; 
114                if (tK==7000)  Qdiag(3)*=10; 
115                if (tK==8000) Qdiag(3)/=10; 
116               
117                //estimator
118                KFE.bayes ( concat ( dt,ut ) );
119                M.bayes ( concat ( dt,ut ) );
120
121                Xt.set_row ( tK, xt); //vec from C-array
122                Dt.set_row ( tK, concat ( dt,ut));
123                Qtr.set_row ( tK, Qdiag);
124                XtE.set_row ( tK,KFEep.mean() );
125                XtM.set_row ( tK,Mep.mean() );
126        }
127
128        it_file fou ( "mpf_test.it" );
129
130        fou << Name ( "xth" ) << Xt;
131        fou << Name ( "Dt" ) << Dt;
132        fou << Name ( "Qtr" ) << Qtr;
133        fou << Name ( "xthE" ) << XtE;
134        fou << Name ( "xthM" ) << XtM;
135        //Exit program:
136
137        return 0;
138}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.