Changeset 1292 for applications/pmsm

Show
Ignore:
Timestamp:
03/14/11 09:32:19 (13 years ago)
Author:
smidl
Message:

model in DQ + test

Location:
applications/pmsm
Files:
2 modified

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • applications/pmsm/pmsm.h

    r1243 r1292  
    124124 
    125125UIREGISTER ( IMpmsm ); 
     126 
     127 
     128//! State evolution model for a PMSM drive and its derivative with respect to \f$x\f$ 
     129class IMpmsmDQ : public diffbifn { 
     130protected: 
     131        double Rs, Ld, Lq, dt, Ypm, kp, p,  J, Mz; 
     132         
     133        bool compensate; 
     134        bool cutoff; 
     135public: 
     136        IMpmsmDQ() :diffbifn ( ) {dimy=4; dimx = 4; dimu=2; dimc=6;compensate=true;cutoff=true;}; 
     137        //! Set mechanical and electrical variables 
     138        virtual void set_parameters ( double Rs0, double Ld0, double Lq0, double dt0, double Ypm0, double kp0, double p0, double J0, double Mz0 ) {Rs=Rs0; Ld=Ld0; Lq=Lq0; dt=dt0; Ypm=Ypm0; kp=kp0; p=p0; J=J0; Mz=Mz0;} 
     139         
     140        void modelpwm(const vec &x0, const vec u0, double &ua, double &ub){ 
     141                /*              ua=u0[0]; 
     142                 *              ub=u0[1]; 
     143                 *              return;*/ 
     144                double sq3=sqrt ( 3.0 ); 
     145                double i1=x0(0); 
     146                double i2=0.5* ( -i1+sq3*x0[1] ); 
     147                double i3=0.5* ( -i1-sq3*x0[1] ); 
     148                double u1=u0(0); 
     149                double u2=0.5* ( -u1+sq3*u0(1) ); 
     150                double u3=0.5* ( -u1-sq3*u0(1) ); 
     151                 
     152                double du1=1.4* ( double ( i1>0.3 ) - double ( i1<-0.3 ) ) +0.2*i1; 
     153                double du2=1.4* ( double ( i2>0.3 ) - double ( i2<-0.3 ) ) +0.2*i2; 
     154                double du3=1.4* ( double ( i3>0.3 ) - double ( i3<-0.3 ) ) +0.2*i3; 
     155                ua = ( 2.0* ( u1-du1 )- ( u2-du2 )- ( u3-du3 ) ) /3.0; 
     156                ub = ( ( u2-du2 )- ( u3-du3 ) ) /sq3; 
     157        } 
     158         
     159        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) { 
     160                // last state 
     161                const double &idm = x0 ( 0 ); 
     162                const double &iqm = x0 ( 1 ); 
     163                const double &omm = x0 ( 2 ); 
     164                const double &thm = x0 ( 3 ); 
     165                double uam; 
     166                double ubm; 
     167                 
     168                if (compensate){ 
     169                        modelpwm(x0,u0,uam,ubm); 
     170                } else { 
     171                        uam = u0(0); 
     172                        ubm = u0(1); 
     173                } 
     174                 
     175                vec xk( 4 ); 
     176                //id 
     177                xk ( 0 ) = ( 1.0- Rs/Ld*dt ) * idm + Lq/Ld*iqm*dt*omm + dt/Ld*(cos(thm)*uam+sin(thm)*ubm); 
     178                //iq 
     179                xk ( 1 ) = ( 1.0- Rs/Lq*dt ) * iqm - Ypm/Lq*dt*omm - Ld/Lq*dt*idm*omm + dt/Lq*(-sin(thm)*uam+cos(thm)*ubm); 
     180                //om 
     181                xk ( 2 ) = omm + kp*p*p /J*dt* ( (Ld-Lq)*idm+ Ypm)*iqm - p/J*dt*Mz; 
     182                //th 
     183                xk ( 3 ) = thm + omm*dt; // <0..2pi> 
     184                if (cutoff) { 
     185                        if ( xk ( 3 ) >pi ) xk ( 3 )-=2*pi; 
     186                        if ( xk ( 3 ) <-pi ) xk ( 3 ) +=2*pi; 
     187                } 
     188                return xk; 
     189        } 
     190         
     191        void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) { 
     192                const double &idm = x0 ( 0 ); 
     193                const double &iqm = x0 ( 1 ); 
     194                const double &omm = x0 ( 2 ); 
     195                const double &thm = x0 ( 3 ); 
     196                 
     197                double uam; 
     198                double ubm; 
     199                if (compensate){ 
     200                        modelpwm(x0,u0,uam,ubm); 
     201                } else { 
     202                        uam = u0(0); 
     203                        ubm = u0(1); 
     204                } 
     205                // d id 
     206                A ( 0,0 ) = ( 1.0- Rs/Ld*dt ); A ( 0,1 ) = Lq/Ld*dt*omm; 
     207                A ( 0,2 ) = Lq/Ld*iqm*dt; A ( 0,3 ) = dt/Ld*(-sin(thm)*uam+cos(thm)*ubm); 
     208                // d iq 
     209                A ( 1,0 ) = -Ld/Lq*omm*dt ; A ( 1,1 ) = ( 1.0- Rs/Lq*dt ); 
     210                A ( 1,2 ) = -Ypm/Lq*dt- Ld/Lq*dt*idm; A ( 1,3 ) = dt/Lq*(-cos(thm)*uam-sin(thm)*ubm); 
     211                // d om 
     212                A ( 2,0 ) = kp*p*p /J*dt* ( Ld-Lq)*iqm; 
     213                A ( 2,1 ) = kp*p*p /J*dt* ((Ld-Lq)*idm+Ypm); 
     214                A ( 2,2 ) = 1.0; 
     215                A ( 2,3 ) = 0; 
     216                // d th 
     217                A ( 3,0 ) = 0.0;  
     218                A ( 3,1 ) = 0.0;  
     219                A ( 3,2 ) = dt; A ( 3,3 ) = 1.0; 
     220        } 
     221         
     222        void dfdu_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) {it_error ( "not needed" );}; 
     223         
     224        void from_setting( const Setting &root ) 
     225        {        
     226                 
     227                const SettingResolver& params_b=root["params"]; 
     228                const Setting& params=params_b.result; 
     229                 
     230                set_parameters ( params["Rs"], params["Ld"],params["Lq"], 125e-6, params["Fmag"], \ 
     231                params["kp"], params["p"], params["J"], 0.0); 
     232                int comp=0; 
     233                if (UI::get(comp,root,"compensate",UI::optional)){compensate=(comp==1);} 
     234                int cuto=0; 
     235                if (UI::get(cuto,root,"cutoff",UI::optional)){cutoff=(cuto==1);} 
     236        }; 
     237         
     238        // TODO dodelat void to_setting( Setting &root ) const; 
     239}; 
     240 
     241UIREGISTER ( IMpmsmDQ ); 
     242 
     243 
     244 
     245 
     246 
     247 
    126248 
    127249//! State evolution model for a PMSM drive and its derivative with respect to \f$x\f$ 
     
    382504 
    383505                void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) { 
    384                         if (full) A=eye(4); 
     506                        A.clear(); 
     507                        A(0,0)=1.0; 
     508                        A(1,1)=1.0; 
    385509                } 
    386510}; 
     
    388512UIREGISTER ( OMpmsm4 ); 
    389513 
     514//! Observation model for PMSM drive id d-q coordinates 
     515class OMpmsmDQ: public diffbifn { 
     516public: 
     517        OMpmsmDQ() :diffbifn () {dimy=2;dimx=4;dimu=2;}; 
     518         
     519        vec eval ( const vec &x0, const vec &u0 ) { 
     520                vec y ( 2 ); 
     521                double ct = cos(x0(3)); 
     522                double st = sin(x0(3)); 
     523                y(0)  = ct*x0(0)-st*x0(1); 
     524                y(1)  = st*x0(0)+ct*x0(1); 
     525                 
     526                return y; 
     527        } 
     528         
     529        void dfdx_cond ( const vec &x0, const vec &u0, mat &A, bool full=true ) { 
     530                double ct = cos(x0(3)); 
     531                double st = sin(x0(3)); 
     532                A(0,0) = ct; 
     533                A(1,0) = -st; 
     534                A(0,1) = st; 
     535                A(1,1) = ct; 
     536                 
     537                A(0,2) = 0.0;  
     538                A(1,2) = 0.0; 
     539                A(0,3) = -st*x0(0)-ct*x0(1); 
     540                A(1,3) = ct*x0(0)-st*x0(1); 
     541        } 
     542}; 
     543 
     544UIREGISTER ( OMpmsmDQ ); 
    390545 
    391546 
  • applications/pmsm/testbidiff.cpp

    r654 r1292  
    1212int main() 
    1313{ 
    14         vec x0 = "100 120 100 2"; 
     14        vec x0 = "1 2 10 0"; 
    1515        vec u0 = "1 1"; 
    1616        double h=1e-6; 
    1717         
    18         IMpmsm I; 
    19         I.set_parameters ( 0.28, 0.003465, h, 0.1989,   1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 ); 
     18        IMpmsmDQ I; 
     19        I.set_parameters ( 0.28, 0.003465, 0.003, h, 0.1989,   1.5 ,4.0, 0.04, 0.0 ); 
    2020         
    2121        vec x(x0);      x(0) += h; 
     22        cout << I.eval(x,u0) << ", " << I.eval(x0,u0) <<endl<<endl; 
     23         
    2224        cout << (I.eval(x,u0)-I.eval(x0,u0))/h <<endl; 
    2325        x=x0;   x(1) += h;