root/pmsm/pmsm.h @ 226

Revision 224, 4.4 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

doc

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1#ifndef PMSM_H
2#define PMSM_H
3
4#include <stat/libFN.h>
5
6/*! \defgroup PMSM
7@{
8*/
9
10//TODO hardcoded RVs!!!
11RV rx ( "{ia ib om th }");
12RV ru ( "{ua ub }");
13RV ry ( "{oia oib }");
14
15// class uipmsm : public uibase{
16//      double Rs, Ls, dt, Ypm, kp, p,  J, Mz;
17// };
18
19//! State evolution model for a PMSM drive and its derivative with respect to \f$x\f$
20class IMpmsm : public diffbifn {
21protected:
22        double Rs, Ls, dt, Ypm, kp, p,  J, Mz;
23
24public:
25        IMpmsm() :diffbifn (rx.count(), rx, ru ) {};
26        //! Set mechanical and electrical variables
27        void set_parameters ( double Rs0, double Ls0, double dt0, double Ypm0, double kp0, double p0, double J0, double Mz0 ) {Rs=Rs0; Ls=Ls0; dt=dt0; Ypm=Ypm0; kp=kp0; p=p0; J=J0; Mz=Mz0;}
28
29        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) {
30                // last state
31                double iam = x0 ( 0 );
32                double ibm = x0 ( 1 );
33                double omm = x0 ( 2 );
34                double thm = x0 ( 3 );
35                double uam = u0 ( 0 );
36                double ubm = u0 ( 1 );
37
38                vec xk=zeros ( 4 );
39                //ia
40                xk ( 0 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * iam + Ypm/Ls*dt*omm * sin ( thm ) + uam*dt/Ls;
41                //ib
42                xk ( 1 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * ibm - Ypm/Ls*dt*omm * cos ( thm ) + ubm*dt/Ls;
43                //om
44                xk ( 2 ) = omm + kp*p*p * Ypm/J*dt* ( ibm * cos ( thm )-iam * sin ( thm ) ) - p/J*dt*Mz;
45                //th
46                xk ( 3 ) = thm + omm*dt; // <0..2pi>
47                if ( xk ( 3 ) >pi ) xk ( 3 )-=2*pi;
48                if ( xk ( 3 ) <-pi ) xk ( 3 ) +=2*pi;
49                return xk;
50        }
51
52        void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {
53                double iam = x0 ( 0 );
54                double ibm = x0 ( 1 );
55                double omm = x0 ( 2 );
56                double thm = x0 ( 3 );
57                // d ia
58                A ( 0,0 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ); A ( 0,1 ) = 0.0;
59                A ( 0,2 ) = Ypm/Ls*dt* sin ( thm ); A ( 0,3 ) = Ypm/Ls*dt*omm * ( cos ( thm ) );
60                // d ib
61                A ( 1,0 ) = 0.0 ; A ( 1,1 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt );
62                A ( 1,2 ) = -Ypm/Ls*dt* cos ( thm ); A ( 1,3 ) = Ypm/Ls*dt*omm * ( sin ( thm ) );
63                // d om
64                A ( 2,0 ) = kp*p*p * Ypm/J*dt* ( - sin ( thm ) );
65                A ( 2,1 ) = kp*p*p * Ypm/J*dt* ( cos ( thm ) );
66                A ( 2,2 ) = 1.0;
67                A ( 2,3 ) = kp*p*p * Ypm/J*dt* ( -ibm * sin ( thm )-iam * cos ( thm ) );
68                // d th
69                A ( 3,0 ) = 0.0; A ( 3,1 ) = 0.0; A ( 3,2 ) = dt; A ( 3,3 ) = 1.0;
70        }
71
72        void dfdu_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {it_error ( "not needed" );};
73
74};
75
76//! State evolution model for a PMSM drive and its derivative with respect to \f$x\f$, equation for \f$\omega\f$ is omitted.$
77class IMpmsmStat : public IMpmsm {
78        IMpmsmStat() :IMpmsm() {};
79        //! Set mechanical and electrical variables
80        void set_parameters ( double Rs0, double Ls0, double dt0, double Ypm0, double kp0, double p0, double J0, double Mz0 ) {Rs=Rs0; Ls=Ls0; dt=dt0; Ypm=Ypm0; kp=kp0; p=p0; J=J0; Mz=Mz0;}
81
82        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) {
83                // last state
84                double iam = x0 ( 0 );
85                double ibm = x0 ( 1 );
86                double omm = x0 ( 2 );
87                double thm = x0 ( 3 );
88                double uam = u0 ( 0 );
89                double ubm = u0 ( 1 );
90
91                vec xk=zeros ( 4 );
92                //ia
93                xk ( 0 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * iam + Ypm/Ls*dt*omm * sin ( thm ) + uam*dt/Ls;
94                //ib
95                xk ( 1 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ) * ibm - Ypm/Ls*dt*omm * cos ( thm ) + ubm*dt/Ls;
96                //om
97                xk ( 2 ) = omm;// + kp*p*p * Ypm/J*dt* ( ibm * cos ( thm )-iam * sin ( thm ) ) - p/J*dt*Mz;
98                //th
99                xk ( 3 ) = rem(thm + omm*dt,2*pi); // <0..2pi>
100                return xk;
101        }
102
103        void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {
104//              double iam = x0 ( 0 );
105//              double ibm = x0 ( 1 );
106                double omm = x0 ( 2 );
107                double thm = x0 ( 3 );
108                // d ia
109                A ( 0,0 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt ); A ( 0,1 ) = 0.0;
110                A ( 0,2 ) = Ypm/Ls*dt* sin ( thm ); A ( 0,3 ) = Ypm/Ls*dt*omm * ( cos ( thm ) );
111                // d ib
112                A ( 1,0 ) = 0.0 ; A ( 1,1 ) = ( 1.0- Rs/Ls*dt );
113                A ( 1,2 ) = -Ypm/Ls*dt* cos ( thm ); A ( 1,3 ) = Ypm/Ls*dt*omm * ( sin ( thm ) );
114                // d om
115                A ( 2,0 ) = 0.0;//kp*p*p * Ypm/J*dt* ( - sin ( thm ) );
116                A ( 2,1 ) = 0.0;//kp*p*p * Ypm/J*dt* ( cos ( thm ) );
117                A ( 2,2 ) = 1.0;
118                A ( 2,3 ) = 0.0;//kp*p*p * Ypm/J*dt* ( -ibm * sin ( thm )-iam * cos ( thm ) );
119                // d th
120                A ( 3,0 ) = 0.0; A ( 3,1 ) = 0.0; A ( 3,2 ) = dt; A ( 3,3 ) = 1.0;
121        }
122
123        void dfdu_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {it_error ( "not needed" );};
124
125};
126
127//! Observation model for PMSM drive and its derivative with respect to \f$x\f$
128class OMpmsm: public diffbifn {
129public:
130        OMpmsm() :diffbifn (2, rx,ru ) {};
131
132        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) {
133                vec y ( 2 );
134                y ( 0 ) = x0 ( 0 );
135                y ( 1 ) = x0 ( 1 );
136                return y;
137        }
138
139        void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {
140                A.clear();
141                A ( 0,0 ) = 1.0;
142                A ( 1,1 ) = 1.0;
143        }
144};
145
146/*!@}*/
147#endif //PMSM_H
Note: See TracBrowser for help on using the browser.