root/pmsm/sim_var.cpp @ 254

Revision 254, 4.2 kB (checked in by smidl, 15 years ago)

create namespace bdm

  • Property svn:eol-style set to native
Line 
1/*!
2  \file
3  \brief Simulation of disturbances in PMSM model, EKF runs with simulated covariances
4  \author Vaclav Smidl.
5
6  \ingroup PMSM
7  -----------------------------------
8  BDM++ - C++ library for Bayesian Decision Making under Uncertainty
9
10  Using IT++ for numerical operations
11  -----------------------------------
12*/
13
14#include <itpp/itbase.h>
15#include <stat/libFN.h>
16#include <estim/libKF.h>
17//#include <estim/libPF.h>
18#include <math/chmat.h>
19
20#include "pmsm.h"
21#include "simulator.h"
22#include "sim_profiles.h"
23
24#include <stat/loggers.h>
25
26using namespace bdm;
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_var2",1000);
35        //memlog L(Ndat);
36       
37       
38        // SET SIMULATOR
39        pmsmsim_set_parameters ( 0.28,0.003465,0.1989,0.0,4,1.5,0.04, 200., 3e-6, h );
40        double Ww = 0.0;
41        vec dt ( 2 );
42        vec ut ( 2 );
43        vec utm ( 2 );
44        vec dut ( 2 );
45        vec dit (2);
46        vec x2o(2);
47        vec xtm=zeros ( 4 );
48        vec xte=zeros ( 4 );
49        vec xdif=zeros ( 4 );
50        vec xt ( 4 );
51        vec ddif=zeros(2);
52        IMpmsm2o fxu;
53        //                  Rs    Ls        dt           Fmag(Ypm) kp   p    J     Bf(Mz)
54        fxu.set_parameters ( 0.28, 0.003465, Nsimstep*h, 0.1989,   1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 );
55        OMpmsm hxu;
56        mat Qt=zeros ( 4,4 );
57        mat Rt=zeros ( 2,2 );
58
59        // ESTIMATORS
60        vec mu0= "0.0 0.0 0.0 0.0";
61        vec Qdiag ( "62 66 454 0.03" ); //zdenek: 0.01 0.01 0.0001 0.0001
62        vec Rdiag ( "100 100" ); //var(diff(xth)) = "0.034 0.034"
63        mat Q =diag( Qdiag );
64        mat R =diag ( Rdiag );
65        EKFfull Efix ( rx,ry,ru );
66        Efix.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 )  );
67        Efix.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
68
69        EKFfull Eop ( rx,ry,ru );
70        Eop.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 ) );
71        Eop.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
72
73        EKFfull Edi ( rx,ry,ru );
74        Edi.set_est ( mu0, 1*eye ( 4 ) );
75        Edi.set_parameters ( &fxu,&hxu,Q,R);
76
77        const epdf& Efix_ep = Efix._epdf();
78        const epdf& Eop_ep = Eop._epdf();
79        const epdf& Edi_ep = Edi._epdf();
80       
81        //LOG
82        RV rQ( "{Q }", "16");
83        RV rR( "{R }", "4");
84        RV rUD( "{u_isa u_isb i_isa i_isb }", ones_i(4));
85        RV rDu("{dux duy }",ones_i(2));
86        RV rDi("{disa disb }",ones_i(2));
87        int X_log = L.add(rx,"X");
88        int X2o_log = L.add(rx,"X2o");
89        int Xdf_log = L.add(rx,"Xdf");
90        int Efix_log = L.add(rx,"XF");
91        int Eop_log = L.add(rx,"XO");
92        int Edi_log = L.add(rx,"XD");
93        int Q_log = L.add(rQ,"Q");
94        int R_log = L.add(rR,"R");
95        int D_log = L.add(rUD,"D");
96        int Du_log = L.add(rDu,"Du");
97        int Di_log = L.add(rDi,"Di");
98        L.init();
99
100        for ( int tK=1;tK<Ndat;tK++ ) {
101                //Number of steps of a simulator for one step of Kalman
102                for ( int ii=0; ii<Nsimstep;ii++ ) {
103                        sim_profile_steps1 ( Ww , false);
104                        pmsmsim_step ( Ww );
105                };
106                // simulation via deterministic model
107                ut ( 0 ) = KalmanObs[4];
108                ut ( 1 ) = KalmanObs[5];
109               
110                x2o = fxu.eval2o(utm-ut);
111                utm = ut;
112               
113                dt ( 0 ) = KalmanObs[2];
114                dt ( 1 ) = KalmanObs[3];
115                dut ( 0 ) = KalmanObs[4];
116                dut ( 1 ) = KalmanObs[5];
117                dit ( 0 ) = KalmanObs[8];
118                dit ( 1 ) = KalmanObs[9];
119
120                xte = fxu.eval ( xtm,ut );
121                //Results:
122                // in xt we have simulation according to the model
123                // in x we have "reality"
124                xt ( 0 ) =x[0];xt ( 1 ) =x[1];xt ( 2 ) =x[2];xt ( 3 ) =x[3];
125                xdif = xt-xte; //xtm is a copy of x[]
126                if (xdif(0)>3.0){
127                        cout << "here" <<endl;
128                        }
129                if ( xdif ( 3 ) >pi ) xdif ( 3 )-=2*pi;
130                if ( xdif ( 3 ) <-pi ) xdif ( 3 ) +=2*pi;
131               
132                ddif = hxu.eval(xt,ut) - dit;
133
134                //Rt = 0.9*Rt + xdif^2
135                Qt*=0.1;
136                Qt += 10*outer_product ( xdif,xdif ); //(x-xt)^2
137
138                if (Qt(0,0)>3.0){
139                        cout << "here" <<endl;
140                        }
141                // For future ref.
142                xtm = xt;
143
144                Rt*=0.1;
145//              Rt += 10*outer_product ( ddif,ddif ); //(x-xt)^2
146
147                //ESTIMATE
148                Efix.bayes(concat(dt,ut));
149                //
150                Eop.set_parameters ( &fxu,&hxu,(Qt+1e-8*eye(4)),(Rt+1e-6*eye(2)));
151                Eop.bayes(concat(dt,ut));
152                //
153                Edi.set_parameters ( &fxu,&hxu,(diag(diag(Qt))+1e-16*eye(4)), (diag(diag(Rt))+1e-3*eye(2)));
154                Edi.bayes(concat(dt,ut));
155               
156                //LOG
157                L.logit(X_log,  vec(x,4)); //vec from C-array
158                L.logit(X2o_log, x2o); 
159                L.logit(Xdf_log, xdif); 
160                L.logit(Efix_log, Efix_ep.mean() ); 
161                L.logit(Eop_log,        Eop_ep.mean() ); 
162                L.logit(Edi_log,        Edi_ep.mean() ); 
163                L.logit(Q_log,  vec(Qt._data(),16) ); 
164                L.logit(R_log,          vec(Rt._data(),4) ); 
165                L.logit(D_log,  vec(KalmanObs,4) ); 
166                L.logit(Du_log, dut ); 
167                L.logit(Di_log, dit ); 
168               
169                L.step();
170        }
171
172        L.finalize();
173        //L.itsave("sim_var.it");       
174       
175
176        return 0;
177}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.