root/pmsm/sim_var.cpp @ 193

Revision 170, 4.0 kB (checked in by smidl, 16 years ago)

Mixtures of EF and related changes to libEF and BM

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
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 <stat/libFN.h>
15#include <estim/libKF.h>
16//#include <estim/libPF.h>
17#include <math/chmat.h>
18
19#include "pmsm.h"
20#include "simulator.h"
21#include "sim_profiles.h"
22
23#include <stat/loggers.h>
24
25using namespace itpp;
26//!Extended Kalman filter with unknown \c Q
27
28int main() {
29        // Kalman filter
30        int Ndat = 90000;
31        double h = 1e-6;
32        int Nsimstep = 125;
33
34        dirfilelog L("exp/sim_var",1000);
35        //memlog L(Ndat);
36       
37        // SET SIMULATOR
38        pmsmsim_set_parameters ( 0.28,0.003465,0.1989,0.0,4,1.5,0.04, 200., 3e-6, h );
39        double Ww = 0.0;
40        vec dt ( 2 );
41        vec ut ( 2 );
42        vec dut ( 2 );
43        vec dit (2);
44        vec xtm=zeros ( 4 );
45        vec xte=zeros ( 4 );
46        vec xdif=zeros ( 4 );
47        vec xt ( 4 );
48        vec ddif=zeros(2);
49        IMpmsm fxu;
50        //                  Rs    Ls        dt           Fmag(Ypm) kp   p    J     Bf(Mz)
51        fxu.set_parameters ( 0.28, 0.003465, Nsimstep*h, 0.1989,   1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 );
52        OMpmsm hxu;
53        mat Qt=zeros ( 4,4 );
54        mat Rt=zeros ( 2,2 );
55
56        // ESTIMATORS
57        vec mu0= "0.0 0.0 0.0 0.0";
58        vec Qdiag ( "62 66 454 0.03" ); //zdenek: 0.01 0.01 0.0001 0.0001
59        vec Rdiag ( "100 100" ); //var(diff(xth)) = "0.034 0.034"
60        mat Q =diag( Qdiag );
61        mat R =diag ( Rdiag );
62        EKFfull Efix ( rx,ry,ru );
63        Efix.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 )  );
64        Efix.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
65
66        EKFfull Eop ( rx,ry,ru );
67        Eop.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 ) );
68        Eop.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
69
70        EKFfull Edi ( rx,ry,ru );
71        Edi.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 ) );
72        Edi.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
73
74        const epdf& Efix_ep = Efix._epdf();
75        const epdf& Eop_ep = Eop._epdf();
76        const epdf& Edi_ep = Edi._epdf();
77       
78        //LOG
79        RV rQ( "{Q }", "16");
80        RV rR( "{R }", "4");
81        RV rUD( "{u_isa u_isb i_isa i_isb }", ones_i(4));
82        RV rDu("{dux duy duxf duyf }",ones_i(4));
83        RV rDi("{disa disb }",ones_i(2));
84        int X_log = L.add(rx,"X");
85        int Efix_log = L.add(rx,"XF");
86        int Eop_log = L.add(rx,"XO");
87        int Edi_log = L.add(rx,"XD");
88        int Q_log = L.add(rQ,"Q");
89        int R_log = L.add(rR,"R");
90        int D_log = L.add(rUD,"D");
91        int Du_log = L.add(rDu,"Du");
92        int Di_log = L.add(rDi,"Di");
93        L.init();
94
95        for ( int tK=1;tK<Ndat;tK++ ) {
96                //Number of steps of a simulator for one step of Kalman
97                for ( int ii=0; ii<Nsimstep;ii++ ) {
98                        sim_profile_steps1 ( Ww , false);
99                        pmsmsim_step ( Ww );
100                };
101                // simulation via deterministic model
102                ut ( 0 ) = KalmanObs[0];
103                ut ( 1 ) = KalmanObs[1];
104                dt ( 0 ) = KalmanObs[2];
105                dt ( 1 ) = KalmanObs[3];
106                dut ( 0 ) = KalmanObs[4];
107                dut ( 1 ) = KalmanObs[5];
108                dit ( 0 ) = KalmanObs[8];
109                dit ( 1 ) = KalmanObs[9];
110
111                xte = fxu.eval ( xtm,ut );
112                //Results:
113                // in xt we have simulation according to the model
114                // in x we have "reality"
115                xt ( 0 ) =x[0];xt ( 1 ) =x[1];xt ( 2 ) =x[2];xt ( 3 ) =x[3];
116                xdif = xt-xte; //xtm is a copy of x[]
117                if (xdif(0)>3.0){
118                        cout << "here" <<endl;
119                        }
120                if ( xdif ( 3 ) >pi ) xdif ( 3 )-=2*pi;
121                if ( xdif ( 3 ) <-pi ) xdif ( 3 ) +=2*pi;
122               
123                ddif = hxu.eval(xt,ut) - dit;
124
125                //Rt = 0.9*Rt + xdif^2
126                Qt*=0.1;
127                Qt += 10*outer_product ( xdif,xdif ); //(x-xt)^2
128
129                if (Qt(0,0)>3.0){
130                        cout << "here" <<endl;
131                        }
132                // For future ref.
133                xtm = xt;
134
135                Rt*=0.1;
136//              Rt += 10*outer_product ( ddif,ddif ); //(x-xt)^2
137
138                //ESTIMATE
139                Efix.bayes(concat(dt,ut));
140                //
141                Eop.set_parameters ( &fxu,&hxu,(Qt+1e-8*eye(4)),(Rt+1e-6*eye(2)));
142                Eop.bayes(concat(dt,ut));
143                //
144                Edi.set_parameters ( &fxu,&hxu,(diag(diag(Qt))+1e-16*eye(4)), (diag(diag(Rt))+1e-3*eye(2)));
145                Edi.bayes(concat(dt,ut));
146               
147                //LOG
148                L.logit(X_log,  vec(x,4)); //vec from C-array
149                L.logit(Efix_log, Efix_ep.mean() ); 
150                L.logit(Eop_log,        Eop_ep.mean() ); 
151                L.logit(Edi_log,        Edi_ep.mean() ); 
152                L.logit(Q_log,  vec(Qt._data(),16) ); 
153                L.logit(R_log,          vec(Rt._data(),4) ); 
154                L.logit(D_log,  vec(KalmanObs,4) ); 
155                L.logit(Du_log, dut ); 
156                L.logit(Di_log, dit ); 
157               
158                L.step();
159        }
160
161        L.finalize();
162        //L.itsave("sim_var.it");       
163       
164
165        return 0;
166}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.