root/pmsm/mpf_u_delta_real.cpp @ 262

Revision 262, 4.4 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

cleanup of include files

Line 
1/*!
2  \file
3  \brief TR 2525 file for testing Toy Problem of mpf for Covariance Estimation
4  \author Vaclav Smidl.
5
6  \ingroup PMSM
7
8  -----------------------------------
9  BDM++ - C++ library for Bayesian Decision Making under Uncertainty
10
11  Using IT++ for numerical operations
12  -----------------------------------
13*/
14
15
16
17#include <estim/libKF.h>
18#include <estim/libPF.h>
19#include <estim/ekf_templ.h>
20#include <stat/libFN.h>
21
22#include "pmsm.h"
23#include "simulator.h"
24#include "sim_profiles.h"
25
26using namespace bdm;
27
28class IMpmsm_delta :  public IMpmsm {
29protected:
30        vec ud;
31public:
32        IMpmsm_delta() :IMpmsm(),ud ( 2 ) {ud=zeros ( 2 );};
33        //! Set mechanical and electrical variables
34
35        void condition ( const vec &val ) {ud = val;}
36        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) {
37                // last state
38                double iam = x0 ( 0 );
39                double ibm = x0 ( 1 );
40                double omm = x0 ( 2 );
41                double thm = x0 ( 3 );
42                double uam = u0 ( 0 );
43                double ubm = u0 ( 1 );
44
45                vec xk=zeros ( 4 );
46                //ia
47                xk ( 0 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * iam + Ypm/Ls*dt*omm * sin ( thm ) + ( uam+ud ( 0 ) ) *dt/Ls;
48                //ib
49                xk ( 1 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * ibm - Ypm/Ls*dt*omm * cos ( thm ) + ( ubm+ud ( 1 ) ) *dt/Ls;
50                //om
51                xk ( 2 ) = omm + kp*p*p * Ypm/J*dt* ( ibm * cos ( thm )-iam * sin ( thm ) ) - p/J*dt*Mz;
52                //th
53                xk ( 3 ) = thm + omm*dt; // <0..2pi>
54                if ( xk ( 3 ) >pi ) xk ( 3 )-=2*pi;
55                if ( xk ( 3 ) <-pi ) xk ( 3 ) +=2*pi;
56                return xk;
57        }
58
59};
60
61
62int main() {
63        // Kalman filter
64        int Ndat = 8000; //1e6/125
65        double h = 1e-6;
66        int Nsimstep = 125;
67        int Npart = 20;
68
69        mat Rnoise = randn ( 2,Ndat );
70
71        // internal model
72        IMpmsm fxu0;
73        IMpmsm_delta fxu;
74        //                  Rs    Ls        dt       Fmag(Ypm)    kp   p    J     Bf(Mz)
75        fxu.set_parameters ( 0.28, 0.003465, Nsimstep*h, 0.1989, 1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 );
76        fxu0.set_parameters ( 0.28, 0.003465, Nsimstep*h, 0.1989, 1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 );
77        // observation model
78        OMpmsm hxu;
79
80        vec mu0= "0.0 0.0 0.0 0.0";
81        vec Qdiag ( "0.7 0.7 0.01 0.0001" ); //zdenek: 0.01 0.01 0.0001 0.0001
82        vec Rdiag ( "0.1 0.1" ); //var(diff(xth)) = "0.034 0.034"
83        chmat Q ( Qdiag );
84        chmat R ( Rdiag );
85        EKFCh KFE ( rx,ry,ru );
86        KFE.set_parameters ( &fxu0,&hxu,Q,R );
87        KFE.set_est ( mu0, chmat ( ones ( 4 ) ) );
88
89        RV rUd ( "{ud }", "2" );
90        EKFCh_cond KFEp ( rx,ry,ru,rUd );
91        KFEp.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R );
92        KFEp.set_est ( mu0, chmat ( ones ( 4 ) ) );
93
94        mlnorm<ldmat> evolUd ( rUd,rUd );
95        MPF<EKFCh_cond> M ( rx,rUd,evolUd,evolUd,Npart,KFEp );
96        // initialize
97        vec Ud0="0 0";
98        evolUd.set_parameters ( eye ( 2 ), vec_2 ( 0.0,0.0 ), ldmat ( 10.0*eye ( 2 ) ) );
99        evolUd.condition ( Ud0 );
100        epdf& pfinit=evolUd._epdf();
101        M.set_est ( pfinit );
102        evolUd.set_parameters ( eye ( 2 ), vec_2 ( 0.0,0.0 ), ldmat ( 0.005*eye ( 2 ) ) );
103
104        mat Xt=zeros ( Ndat ,4 ); //true state from simulator
105        mat Dt=zeros ( Ndat,2+2 ); //observation
106        mat XtE=zeros ( Ndat, 4 );
107        mat Qtr=zeros ( Ndat, 4 );
108        mat XtM=zeros ( Ndat,2+4 ); //W + x
109        mat XtMTh=zeros ( Ndat,1 );
110
111        // SET SIMULATOR
112        pmsmsim_set_parameters ( 0.28,0.003465,0.1989,0.0,4,1.5,0.04, 200., 3e-6, h );
113        vec dt ( 2 );
114        vec ut ( 2 );
115        vec xt ( 4 );
116        vec xtm=zeros ( 4 );
117        double Ww=0.0;
118        vec vecW="1 2 4 8 4 2 0 -4 -9 -16 -4 0 0 0";
119        vecW*=10.0;
120
121        it_file RD("tec0006ALL.it");
122        mat RIsx, RIsy, RUsx, RUsy;
123        RD >> Name("Isx") >> RIsx;
124        RD >> Name("Isy") >> RIsy;
125        RD >> Name("Usx") >> RUsx;
126        RD >> Name("Usy") >> RUsy;
127       
128        for ( int tK=1;tK<Ndat;tK++ ) {
129                //Number of steps of a simulator for one step of Kalman
130                for ( int ii=0; ii<Nsimstep;ii++ ) {
131                        //simulator
132                        pmsmsim_noreg_step ( RUsx(125*tK+ii) , RUsy(125*tK+ii));
133                };
134                ut ( 0 ) = RUsx(125*tK);
135                ut ( 1 ) = RUsy(125*tK);
136                dt ( 0 ) = RIsx(125*tK);
137                dt ( 1 ) = RIsy(125*tK);
138                xt = vec ( x,4 );
139
140                //estimator
141                KFE.bayes ( concat ( dt,ut ) );
142                M.bayes ( concat ( dt,ut ) );
143
144                Xt.set_row ( tK, xt ); //vec from C-array
145                Dt.set_row ( tK, concat ( dt,ut));
146                XtE.set_row ( tK,KFE._e()->mean() );
147                XtM.set_row ( tK,M._e()->mean() );
148                // correction for theta
149
150                {
151                        double sumSin=0.0;
152                        double sumCos=0.0;
153                        vec mea ( 4 );
154                        vec* _w;
155
156                        for ( int p=0; p<Npart;p++ ) {
157                                mea = M._BM ( p )->_e()->mean();
158                                _w = M.__w();
159                                sumSin += ( *_w ) ( p ) *sin ( mea ( 3 ) );
160                                sumCos += ( *_w ) ( p ) *cos ( mea ( 3 ) );
161                        }
162                        double Th = atan2 ( sumSin, sumCos );
163
164                        XtMTh.set_row ( tK,vec_1 ( Th ) );
165                }
166
167        }
168
169        it_file fou ( "mpf_u_delta_real.it" );
170
171        fou << Name ( "xth" ) << Xt;
172        fou << Name ( "Dt" ) << Dt;
173        fou << Name ( "xthE" ) << XtE;
174        fou << Name ( "xthM" ) << XtM;
175        fou << Name ( "xthMTh" ) << XtMTh;
176        //Exit program:
177
178        return 0;
179}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.