Changeset 1363 for applications

Show
Ignore:
Timestamp:
05/09/11 20:28:00 (13 years ago)
Author:
vahalam
Message:
 
Location:
applications/dual/VYZ
Files:
3 modified

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • applications/dual/VYZ/vyz_text.lyx

    r1355 r1363  
    28912891 
    28922892\begin_layout Chapter 
    2893 Algoritmy pro řízení a estimaci 
    2894 \end_layout 
    2895  
    2896 \begin_layout Section 
    2897 Estimace stavových veličin 
     2893Algoritmy pro odhadování stavových veličin 
    28982894\begin_inset CommandInset label 
    28992895LatexCommand label 
     
    29052901\end_layout 
    29062902 
    2907 \begin_layout Subsubsection 
     2903\begin_layout Section 
     2904Rozdělení stavových veličin 
     2905\end_layout 
     2906 
     2907\begin_layout Subsection 
    29082908Mechanické veličiny 
    29092909\end_layout 
     
    29542954\end_layout 
    29552955 
    2956 \begin_layout Subsubsection 
     2956\begin_layout Subsection 
    29572957Elektrické veličiny 
    29582958\end_layout 
     
    29892989\end_layout 
    29902990 
    2991 \begin_layout Subsubsection 
     2991\begin_layout Subsection 
    29922992Bezsenzorové řízení 
    29932993\end_layout 
     
    30043004\end_layout 
    30053005 
     3006\begin_layout Section 
     3007Senzorové metody 
     3008\end_layout 
     3009 
    30063010\begin_layout Subsection 
    3007 Senzorové metody 
    3008 \end_layout 
    3009  
    3010 \begin_layout Subsubsection 
    30113011Senzory 
    30123012\end_layout 
     
    30573057\end_layout 
    30583058 
    3059 \begin_layout Subsubsection* 
     3059\begin_layout Subsection 
    30603060Rezolvery 
    30613061\end_layout 
     
    31223122\end_layout 
    31233123 
    3124 \begin_layout Subsection 
     3124\begin_layout Section 
    31253125Zpětné elektromotorické síly 
    31263126\end_layout 
     
    33943394\end_layout 
    33953395 
    3396 \begin_layout Subsubsection 
     3396\begin_layout Subsection 
    33973397Metody 
    33983398\end_layout 
     
    36193619\end_layout 
    36203620 
    3621 \begin_layout Subsubsection 
     3621\begin_layout Subsection 
    36223622Další vlastnosti 
    36233623\end_layout 
     
    36463646\end_layout 
    36473647 
    3648 \begin_layout Subsubsection 
    3649 Kalmanův filtr 
     3648\begin_layout Subsection 
     3649Rozšířený Kalmanův filtr 
    36503650\end_layout 
    36513651 
    36523652\begin_layout Standard 
    36533653Pro úplnost je zde uvedena i základní formulace v textu často zmiňovaného 
    3654  Kalmanova filtru. 
    3655  Typicky je tento algoritmus používán jako pozorovatel lineárního systému. 
     3654 rozšířeného Kalmanova filtru. 
     3655 Typicky je algoritmus standartního Kalmanova filtru používán jako pozorovatel 
     3656 lineárního systému. 
    36563657 Je však možno jej zobecnit i pro nelineární systémy a pak hovoříme o rozšířeném 
    36573658 Kalmanově filtru (Extended Kalman Filter, EKF). 
    36583659 Zobecnění je založeno na jednoduché myšlence, kdy původní nelineární systém 
    3659  aproximujeme systémem lineárním, tedy provedeme v každém časovém kroku 
    3660  linearizaci v nějaké reprezentativní trajektorii. 
    3661  Následující popis Kalmanova filtru je převzat z  
     3660 linearizujeme v každém časovém kroku v okolí odhadu, střední hodnoty a 
     3661 kovariance. 
     3662 Popis standartního Kalmanova filtru je možno nalézt v  
    36623663\begin_inset CommandInset citation 
    36633664LatexCommand cite 
     
    36663667\end_inset 
    36673668 
    3668 , kde je možno nalézt i příslušné odvození: 
    3669 \end_layout 
    3670  
    3671 \begin_layout Paragraph 
     3669. 
     3670 Následující popis rozšířeného Kalmanova filtru je převzat z  
     3671\begin_inset CommandInset citation 
     3672LatexCommand cite 
     3673key "ekf2006" 
     3674 
     3675\end_inset 
     3676 
     3677: 
     3678\end_layout 
     3679 
     3680\begin_layout Subsubsection 
    36723681Modelový systém 
    36733682\end_layout 
    36743683 
    36753684\begin_layout Standard 
    3676 Předpokládejme lineární dynamický systém, prozatím bez řízení ( 
    3677 \begin_inset Formula $u_{t}\equiv0$ 
    3678 \end_inset 
    3679  
    3680 ) popsaný rovnicemi 
     3685Předpokládejme dynamický systém popsaný rovnicemi 
    36813686\begin_inset Formula  
    36823687\begin{eqnarray*} 
    3683 x_{t+1} & = & A_{t}x_{t}+B_{t}u_{t}+w_{t},\\ 
    3684 z_{t} & = & C_{t}x_{t}+v_{t}, 
     3688x_{t} & = & f\left(x_{t-1},u_{t-1},w_{t-1}\right),\\ 
     3689z_{t} & = & h\left(x_{t},v_{t}\right), 
    36853690\end{eqnarray*} 
    36863691 
     
    36883693 
    36893694pro  
    3690 \begin_inset Formula $t=0,1,\ldots,T-1$ 
     3695\begin_inset Formula $t=1,\ldots,T$ 
    36913696\end_inset 
    36923697 
     
    37113716\end_inset 
    37123717 
    3713  představují šum, matice  
    3714 \begin_inset Formula $A_{t}$ 
    3715 \end_inset 
    3716  
    3717 ,  
    3718 \begin_inset Formula $B_{t}$ 
     3718 představují na sobě vzájemně nezávislý Gaussovský bílý šum s nulovou střední 
     3719 hodnotou a kovariančními maticemi  
     3720\begin_inset Formula $R_{t}$ 
    37193721\end_inset 
    37203722 
    37213723 a  
    3722 \begin_inset Formula $C_{t}$ 
    3723 \end_inset 
    3724  
    3725  předpokládáme známé. 
    3726  Dále  
    3727 \begin_inset Formula $x_{0},w_{0},\ldots,w_{T-1},v_{0},\ldots,v_{T-1}$ 
    3728 \end_inset 
    3729  
    3730  jsou vektory nezávislých náhodných veličin s daným rozdělením pravděpodobnosti 
    3731  splňujícím  
    3732 \begin_inset Formula $\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ w_{t}\right\} =\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ v_{t}\right\} =0$ 
    3733 \end_inset 
    3734  
    3735 , pro  
    3736 \begin_inset Formula $t=0,1,\ldots,T-1$ 
    3737 \end_inset 
    3738  
    3739 . 
    3740  Označme  
    3741 \begin_inset Formula $S=\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ \left(x_{0}-\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ x_{0}\right\} \right)\left(x_{0}-\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ x_{0}\right\} \right)^{T}\right\} $ 
    3742 \end_inset 
    3743  
    3744 ,  
    3745 \begin_inset Formula $M_{t}=\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ w_{t}w_{t}^{T}\right\} $ 
    3746 \end_inset 
    3747  
    3748 ,  
    3749 \begin_inset Formula $N_{t}=\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ v_{t}v_{t}^{T}\right\} $ 
    3750 \end_inset 
    3751  
    3752  a nechť je matice  
    3753 \begin_inset Formula $N_{t}$ 
    3754 \end_inset 
    3755  
    3756  pozitivně definitní pro všechny časy  
     3724\begin_inset Formula $Q_{t}$ 
     3725\end_inset 
     3726 
     3727 v tomto pořadí; obecně nelineární funkce  
     3728\begin_inset Formula $f$ 
     3729\end_inset 
     3730 
     3731 představuje funkci systému a  
     3732\begin_inset Formula $h$ 
     3733\end_inset 
     3734 
     3735 funkci měření a předpokládáme je známé. 
     3736  
     3737\end_layout 
     3738 
     3739\begin_layout Standard 
     3740Označme nyní  
     3741\begin_inset Formula $A$ 
     3742\end_inset 
     3743 
     3744 Jacobiho matici parciálních derivací  
     3745\begin_inset Formula $f$ 
     3746\end_inset 
     3747 
     3748 dle  
     3749\begin_inset Formula $x$ 
     3750\end_inset 
     3751 
     3752 v bodě odhadu, tedy  
     3753\begin_inset Formula $\left(A_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial f_{i}}{\partial x_{j}}\left(\hat{x}_{t-1},u_{t-1},0\right)$ 
     3754\end_inset 
     3755 
     3756. 
     3757 Obdobně  
     3758\begin_inset Formula $W$ 
     3759\end_inset 
     3760 
     3761 představuje  
     3762\begin_inset Formula $\left(W_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial f_{i}}{\partial w_{j}}\left(\hat{x}_{t-1},u_{t-1},0\right)$ 
     3763\end_inset 
     3764 
     3765, kde  
     3766\begin_inset Formula $\hat{x}_{t}$ 
     3767\end_inset 
     3768 
     3769 reprezentuje aposteriorní odhad stavu  
     3770\begin_inset Formula $x_{t}$ 
     3771\end_inset 
     3772 
     3773 (na základě předcházejících  
    37573774\begin_inset Formula $t$ 
    37583775\end_inset 
    37593776 
    3760 . 
    3761 \end_layout 
    3762  
    3763 \begin_layout Standard 
    3764 Dále označme  
    3765 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t\mid t-1}$ 
    3766 \end_inset 
    3767  
    3768  apriorní odhad stavu  
    3769 \begin_inset Formula $x_{t}$ 
    3770 \end_inset 
    3771  
    3772 , tedy odhad v čase  
    3773 \begin_inset Formula $t$ 
    3774 \end_inset 
    3775  
    3776  na základě informací do času  
    3777 \begin_inset Formula $t-1$ 
    3778 \end_inset 
    3779  
    3780 . 
    3781  Obdobně  
    3782 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t\mid t}$ 
    3783 \end_inset 
    3784  
    3785  označuje aposteriorní odhad  
    3786 \begin_inset Formula $x_{t}$ 
    3787 \end_inset 
    3788  
    3789 . 
    3790  Analogicky pak označíme apriorní  
    3791 \begin_inset Formula $P_{t\mid t-1}$ 
    3792 \end_inset 
    3793  
    3794  a aposteriorní  
    3795 \begin_inset Formula $P_{t\mid t}$ 
    3796 \end_inset 
    3797  
    3798  kovarianční matici stavu systému. 
    3799 \end_layout 
    3800  
    3801 \begin_layout Paragraph 
     3777 kroků). 
     3778 Analogicky pro funkci  
     3779\begin_inset Formula $h$ 
     3780\end_inset 
     3781 
     3782 označme  
     3783\begin_inset Formula $\left(H_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial x_{j}}\left(\tilde{x}_{t},0\right)$ 
     3784\end_inset 
     3785 
     3786 a  
     3787\begin_inset Formula $\left(V_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial v_{j}}\left(\tilde{x}_{t},0\right)$ 
     3788\end_inset 
     3789 
     3790, kde  
     3791\begin_inset Formula $\tilde{x}_{t}$ 
     3792\end_inset 
     3793 
     3794 představuje aproximaci stavu vypočtenou z odhadu bez šumu  
     3795\begin_inset Formula $\tilde{x}_{t}=f\left(\hat{x}_{t-1},u_{t-1},0\right)$ 
     3796\end_inset 
     3797 
     3798. 
     3799\end_layout 
     3800 
     3801\begin_layout Subsubsection 
    38023802Algoritmus 
    38033803\end_layout 
    38043804 
    38053805\begin_layout Standard 
    3806 Volíme počáteční podmínky  
    3807 \begin_inset Formula $\hat{x}_{0\mid-1}=\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ x_{0}\right\} $ 
     3806Samotný algoritmus EKF můžeme rozdělit na dvě fáze. 
     3807 V první označované jako časová oprava (time update) nebo také  
     3808\emph on 
     3809predikce 
     3810\emph default 
     3811 se vypočítá apriorní odhad stavu a kovarianční matice: 
     3812\begin_inset Formula  
     3813\begin{eqnarray*} 
     3814\overline{\hat{x}}_{t} & = & f\left(\hat{x}_{t-1},u_{t-1},0\right),\\ 
     3815\overline{P}_{t} & = & A_{t}P_{t-1}A_{t}^{T}+W_{t}Q_{t-1}W_{t}^{T}. 
     3816\end{eqnarray*} 
     3817 
     3818\end_inset 
     3819 
     3820Ve druhé části označované jako oprava měření (measurement update) neboli 
     3821  
     3822\emph on 
     3823korekce 
     3824\emph default 
     3825 pak získáme aposteriorní odhad stavu  
     3826\begin_inset Formula $\hat{x}_{t}$ 
     3827\end_inset 
     3828 
     3829 a kovarianční matice  
     3830\begin_inset Formula $P_{t}$ 
     3831\end_inset 
     3832 
     3833: 
     3834\begin_inset Formula  
     3835\begin{eqnarray*} 
     3836K_{t} & = & \overline{P}_{t}H_{t}^{T}\left(H_{t}\overline{P}_{t}H_{t}^{T}+V_{t}R_{t}V_{t}^{T}\right)^{-1},\\ 
     3837\hat{x}_{t} & = & \overline{\hat{x}}_{t}+K_{t}\left(z_{t}-h\left(\overline{\hat{x}}_{t},0\right)\right)\\ 
     3838P_{t} & = & \left(I-K_{t}H_{t}\right)\overline{P}_{t}. 
     3839\end{eqnarray*} 
     3840 
     3841\end_inset 
     3842 
     3843Pro úplnost je ještě třeba dodat počáteční odhady  
     3844\begin_inset Formula $\hat{x}_{0}$ 
    38083845\end_inset 
    38093846 
    38103847 a  
    3811 \begin_inset Formula $P_{0\mid-1}=S$ 
    3812 \end_inset 
    3813  
    3814  a dále předpokládáme, že máme odhady  
    3815 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t\mid t-1}$ 
    3816 \end_inset 
    3817  
    3818  a  
    3819 \begin_inset Formula $P_{t\mid t-1}=\mathrm{\mathbf{E}}\left\{ \left(x_{t}-\hat{x}_{t\mid t-1}\right)\left(x_{t}-\hat{x}_{t\mid t-1}\right)^{T}\right\} .$ 
    3820 \end_inset 
    3821  
    3822  V čase  
    3823 \begin_inset Formula $t$ 
    3824 \end_inset 
    3825  
    3826  získáme měření na výstupu systému  
    3827 \begin_inset Formula $z_{t}=C_{t}x_{t}+v_{t}$ 
    3828 \end_inset 
    3829  
    3830  a z něj vypočítáme aposteriorní odhad stavu  
    3831 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t\mid t}$ 
    3832 \end_inset 
    3833  
    3834  ve tvaru 
    3835 \begin_inset Formula  
    3836 \begin{equation} 
    3837 \hat{x}_{t\mid t}=\hat{x}_{t\mid t-1}+P_{t\mid t-1}C_{t}^{T}\left(C_{t}P_{t\mid t-1}C_{t}^{T}+N_{t}\right)^{-1}\left(z_{t}-C_{t}\hat{x}_{t\mid t-1}\right).\label{eq:kalman_st_aposter} 
    3838 \end{equation} 
    3839  
    3840 \end_inset 
    3841  
    3842 Dále pak získáme apriorní odhad stavu  
    3843 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t+1\mid t}$ 
    3844 \end_inset 
    3845  
    3846  v čase  
    3847 \begin_inset Formula $t+1$ 
    3848 \end_inset 
    3849  
    3850  jako  
    3851 \begin_inset Formula $\hat{x}_{t+1\mid t}=A_{t}\hat{x}_{t\mid t}$ 
    3852 \end_inset 
    3853  
    3854  a apriorní kovarianční matici  
    3855 \begin_inset Formula $P_{t+1\mid t}=A_{t}P_{t\mid t}A_{t}^{T}+M_{t}$ 
    3856 \end_inset 
    3857  
    3858 . 
    3859  Aposteriorní kovarianční matici  
    3860 \begin_inset Formula $P_{t\mid t}$ 
    3861 \end_inset 
    3862  
    3863  získáme z rovnice  
    3864 \begin_inset Formula  
    3865 \[ 
    3866 P_{t\mid t}=P_{t\mid t-1}-P_{t\mid t-1}C_{t}^{T}\left(C_{t}P_{t\mid t-1}C_{t}^{T}+N_{t}\right)^{-1}C_{t}P_{t\mid t-1}. 
    3867 \] 
    3868  
    3869 \end_inset 
    3870  
    3871  
    3872 \end_layout 
    3873  
    3874 \begin_layout Standard 
    3875 Rovnici  
    3876 \begin_inset CommandInset ref 
    3877 LatexCommand ref 
    3878 reference "eq:kalman_st_aposter" 
    3879  
    3880 \end_inset 
    3881  
    3882  lze vyjádřit ve tvaru 
    3883 \begin_inset Formula  
    3884 \[ 
    3885 \hat{x}_{t\mid t}=A_{t-1}\hat{x}_{t-1\mid t-1}+P_{t\mid t}C_{t}^{T}N_{t}^{-1}\left(z_{t}-C_{t}A_{t-1}\hat{x}_{t-1\mid t-1}\right). 
    3886 \] 
    3887  
    3888 \end_inset 
    3889  
    3890  Nyní, když budeme uvažovat systém se vstupem můžeme modifikací předchozí 
    3891  rovnice získat vyjádření ve tvaru 
    3892 \begin_inset Formula  
    3893 \[ 
    3894 \hat{x}_{t\mid t}=A_{t-1}\hat{x}_{t-1\mid t-1}+B_{t-1}u_{t-1}+P_{t\mid t}C_{t}^{T}N_{t}^{-1}\left(z_{t}-C_{t}A_{t-1}\hat{x}_{t-1\mid t-1}\right), 
    3895 \] 
    3896  
    3897 \end_inset 
    3898  
    3899 přičemž rovnice pro výpočet  
    3900 \begin_inset Formula $P_{t\mid t}$ 
    3901 \end_inset 
    3902  
    3903  zůstávají nezměněny. 
    3904 \end_layout 
    3905  
    3906 \begin_layout Subsection 
     3848\begin_inset Formula $P_{0}$ 
     3849\end_inset 
     3850 
     3851. 
     3852\end_layout 
     3853 
     3854\begin_layout Section 
    39073855Injektáže 
    39083856\end_layout 
     
    39813929\end_layout 
    39823930 
    3983 \begin_layout Subsubsection 
     3931\begin_layout Subsection 
    39843932Základní postup užití injektáže 
    39853933\end_layout 
     
    40243972\end_layout 
    40253973 
    4026 \begin_layout Subsubsection 
     3974\begin_layout Subsection 
    40273975Metody 
    40283976\end_layout 
     
    42094157\end_layout 
    42104158 
    4211 \begin_layout Subsection 
     4159\begin_layout Section 
    42124160Hybridní metody 
    42134161\end_layout 
     
    42924240\end_layout 
    42934241 
    4294 \begin_layout Section 
     4242\begin_layout Chapter 
    42954243Řízení 
    42964244\end_layout 
     
    43384286 
    43394287\begin_layout Itemize 
    4340 omezení na vstupy  
    4341 \end_layout 
    4342  
    4343 \begin_deeper 
    4344 \begin_layout Itemize 
    4345 řízené veličiny jsou napětí na vstupu do systému, ty z fyzikálních důvodů 
    4346  nemohou být libovolně velké, protože napěťový zdroj je schopen poskytnout 
    4347  pouze určité maximální napětí  
     4288omezení na vstupy -- řízené veličiny jsou napětí na vstupu do systému, ty 
     4289 z fyzikálních důvodů nemohou být libovolně velké, protože napěťový zdroj 
     4290 je schopen poskytnout pouze určité maximální napětí  
    43484291\begin_inset Formula $U_{max}$ 
    43494292\end_inset 
     
    43564299\end_layout 
    43574300 
    4358 \begin_layout Itemize 
    4359 analogicky napěťový zdroj není schopen produkovat příliš rychle se měnící 
    4360  napětí, například v jednom okamžiku  
    4361 \begin_inset Formula $U_{max}$ 
    4362 \end_inset 
    4363  
    4364  a v následujícím  
    4365 \begin_inset Formula $-U_{max}$ 
    4366 \end_inset 
    4367  
    4368 , proto je vhodné mít pod kontrolou i změnu řídícíh napětí v sousedních 
    4369  časových krocích  
    4370 \begin_inset Formula $\left|u_{\alpha,\beta}(t+1)-u_{\alpha,\beta}(t)\right|$ 
    4371 \end_inset 
    4372  
    4373  
    4374 \end_layout 
    4375  
    4376 \end_deeper 
    43774301\begin_layout Standard 
    43784302Než přistoupíme k popisu konkrétních řídících algoritmů je důležité upozornit 
     
    44914415\end_layout 
    44924416 
     4417\begin_layout Section 
     4418Základní řídící strategie 
     4419\end_layout 
     4420 
    44934421\begin_layout Subsection 
    4494 Základní řídící strategie 
    4495 \end_layout 
    4496  
    4497 \begin_layout Subsubsection 
    44984422PI regulátor  
    44994423\end_layout 
     
    45564480\end_layout 
    45574481 
    4558 \begin_layout Subsubsection 
     4482\begin_layout Subsection 
    45594483Skalární řízení 
    45604484\end_layout 
     
    46294553\end_layout 
    46304554 
    4631 \begin_layout Subsubsection 
     4555\begin_layout Subsection 
    46324556Vektorové řízení 
    46334557\end_layout 
     
    48364760\end_layout 
    48374761 
    4838 \begin_layout Subsubsection 
     4762\begin_layout Subsection 
    48394763Přímé řízení momentu 
    48404764\end_layout 
     
    48664790\end_layout 
    48674791 
    4868 \begin_layout Subsection 
     4792\begin_layout Section 
    48694793Lineářně kvadratické řízení 
    48704794\end_layout 
     
    50184942\end_layout 
    50194943 
    5020 \begin_layout Subsubsection 
     4944\begin_layout Subsection 
    50214945Implementace 
    50224946\end_layout 
     
    51325056 Dosažení požadovaných otáček lze pak zvládnout relativně snadno přidáním 
    51335057 nové stavové proměnné. 
    5134  Pro omezení na změnu řídících napětí v sousedních časových krocích  
     5058  
     5059\end_layout 
     5060 
     5061\begin_layout Standard 
     5062Někdy může být vhodné pro lineárně kvadratické řízení omezit změnu řídících 
     5063 napětí v sousedních časových krocích  
    51355064\begin_inset Formula $\left|u_{\alpha,\beta}(t+1)-u_{\alpha,\beta}(t)\right|$ 
    51365065\end_inset 
    51375066 
    5138  je potřeba provést drobnou modifikaci LQ algoritmu. 
     5067. 
     5068 Za tímto účelem je ale potřeba provést drobnou modifikaci LQ algoritmu. 
    51395069\end_layout 
    51405070 
     
    51845114 
    51855115\begin_layout Standard 
    5186 Všechny výše zmiňované metody pro řízení a estimaci obecně trpěly dvěma 
     5116Většina výše zmiňovaných metod pro řízení a estimaci obecně trpěla dvěma 
    51875117 nedostatky, které se snaží duální řízení odstranit. 
    51885118 Jednak zcela oddělily řídící a estimační část, které pak pracovaly nezávisle. 
    5189  I v případě injektáží, kdy byl přidáván vysokofrekvenční signál, byl tento 
    5190  signál přidáván stále bez ohledu na okolnosti. 
    5191  Jistý krok směrem k duálnímu přístupu lze pozorovat pouze u hybridních 
    5192  metod, které buď plynule, nebo jednorázově přepínají mezi dvěma modely. 
    5193  Jeden je určen pro dobrou estimaci a druhý pro nízké ztráty při řízení. 
    5194 \end_layout 
    5195  
    5196 \begin_layout Standard 
    5197 Dalším nedostatkem standartních metod je předpoklad, že odhad poskytnutý 
     5119 Dalším nedostatkem standartních metod je předpoklad, že odhad poskytnutý 
    51985120 estimátorem se rovná skutečné hodnotě stavové veličiny. 
    51995121 Tento přístup je označován jako  
     
    52205142 Je ale třeba mít na paměti, že duální řízení s sebou nese i značné nevýhody. 
    52215143 Jedná se především o značnou výpočetní náročnost. 
    5222  To je problematické zejména, když uvažujeme i výpočet v reálném čase. 
     5144 Ta je problematické zejména, když uvažujeme i výpočet v reálném čase. 
    52235145 Proto se v textu zaměříme hlavně na nejjednodušší algoritmy duálního řízení, 
    52245146 které by tento požadevek mohly naplnit. 
     
    52335155\begin_inset CommandInset citation 
    52345156LatexCommand cite 
    5235 key "DAU1" 
    5236  
    5237 \end_inset 
    5238  
    5239  definován jako řídící systém pracující za podmínek neurčitosti, který poskytuje 
    5240  požadovaný výkon díky změně svých parametrů a/nebo struktury. 
    5241  Tím je dosaženo snížení nejistoty a zlepšení chování řízeného systému. 
    5242  Nejistota je zahrnuta do řídící strategie vhodnou volbou řídícího signálu, 
    5243  který má následující dvě vlastnosti: 
     5157key "adaptDC2004" 
     5158 
     5159\end_inset 
     5160 
     5161 definován jako řídící systém pracující za podmínek neurčitosti představované 
     5162 neznámými parametry, případně strukturou systému. 
     5163 Snahou je snížení neurčitosti a plnění požadavků (sledování referenčního 
     5164 signálu) tak dobře, jako v systému bez neurčitosti. 
     5165 Neurčitost je snižována změnou hodnot parametrů a případně i struktury. 
     5166 Dále je neurčitost zahrnuta do řídící strategie vhodnou volbou řídícího 
     5167 signálu, který má následující dvě vlastnosti: 
    52445168\end_layout 
    52455169 
     
    52605184 
    52615185\begin_layout Standard 
    5262 Z tohoto přístupu plyne několik výhod: Je brána v úvahu přesnost estimace. 
     5186Z tohoto přístupu plyne několik výhod oproti neduálním řídícím systémům: 
     5187 Je brána v úvahu přesnost estimace. 
    52635188 Regulátor poskytuje optimální buzení pro urychlení estimace. 
    52645189 Čas adaptace je kratší a takto navržené řízení poskytuje hladší průběh 
     
    58255750 dále pak využívá více modelů, které se také v simulacích pro estimátory 
    58265751 ukázaly jako využitelné.) 
     5752\end_layout 
     5753 
     5754\begin_layout Subsection 
     5755Injektáže a duální řízení 
     5756\end_layout 
     5757 
     5758\begin_layout Standard 
     5759Na injektáže lze z jistého směru pohlížet také jako na duální řízení. 
     5760 Především v sobě kombinují obě žádoucí vlastnosti, opatrnost a buzení. 
     5761 Opatrnost je reprezentována konkrétním použitým regulátorem, který se snaží 
     5762 co nejlépe sledovat cíl řízení. 
     5763 Injektovaný signál pak představuje buzení, které napomáhá k určení parametrů 
     5764 stroje. 
     5765\end_layout 
     5766 
     5767\begin_layout Standard 
     5768V základním návrhu je přidáván vysokofrekvenční signál stále, bez ohledu 
     5769 na okolnosti a tedy tento návrh se příliš nesnaží o nalezení kompromisu 
     5770 mezi opatrným řízením a buzením. 
     5771 Velkou výhodou ale je, že to příliš nevadí, obzvláště při nízkých otáčkách, 
     5772 protože vysokofrekvenční signál má minimální vliv na samotný chod stroje. 
     5773 Současně ale poskytuje relativně dobrý odhad natočení rotoru, jehož kvalita 
     5774 nezávisí na otáčkách, ale pouze na rozdílu induktancí. 
     5775\end_layout 
     5776 
     5777\begin_layout Standard 
     5778Jistý krok směrem k hledání kompromisu mezi opatrností a buzením lze pozorovat 
     5779 u hybridních metod, které buď plynule, nebo jednorázově přepínají mezi 
     5780 dvěma modely, s injektáží a bez. 
     5781 Jeden je určen pro dobrou estimaci a druhý pro nízké ztráty při řízení. 
     5782 To vede k velkému zlepšení, protože přídavný signál je injektován, jen, 
     5783 když je opravdu potřeba. 
     5784\end_layout 
     5785 
     5786\begin_layout Standard 
     5787Hlavním problémem injektáží z hlediska duálního řízení je, že se jedná spíše 
     5788 o  
     5789\begin_inset Quotes gld 
     5790\end_inset 
     5791 
     5792ad hoc 
     5793\begin_inset Quotes grd 
     5794\end_inset 
     5795 
     5796 přístup, který byl navržen s využitím konkrétních vlastností PMSM a pro 
     5797 předem určený účel. 
     5798 Injektovaný vysokofrekvenční signál je užívaný jednak z důvodu menšího 
     5799 vlivu na chod samotného stroje. 
     5800 Další důvod pro jeho užití je relativně snadné zpracování a vyhodnocení 
     5801 pomocí metod analýzy signálu, které lze snadno implementovat hardwarově 
     5802 (filtry, detekce obálky, fázový závěs). 
     5803 Dalším problémem injektovaného signálu jsou pak jeho parametry, jako amplituda 
     5804 a frekvence, ty jsou zpravidla nalézány experimentálně. 
     5805\end_layout 
     5806 
     5807\begin_layout Standard 
     5808Je tedy na místě položit otázku, jestli takovýto přídavný signál může být 
     5809 optimálním buzením a nebo mu být alespoň v nějakém smyslu blízko? Odpovědět 
     5810 samozřejmě není snadné z důvodu praktické neřešitelnosti problému nalezení 
     5811 optimálního duálního řízení. 
     5812 Ve prospěch injektáží, a zejména hybridních metod, mluví výsledky praktických 
     5813 experimentů na skutečných motorech, proti nim pak zejména to, že byly navrhován 
     5814y bez ohledu na optimalitu a hledání kompromisu mezi opatrností a buzením. 
     5815 Nicméně se jedná o dobrý základ, který je vhodný k bližšímu prostudování 
     5816 při návrhu méně náročných metod duálního řízení. 
    58275817\end_layout 
    58285818 
     
    64746464R_{s} & = & 0.28;\\ 
    64756465L_{s} & = & 0.003465;\\ 
    6476 \Psi_{PM} & = & 0.1989;\\ 
     6466\psi_{pm} & = & 0.1989;\\ 
    64776467B & = & 0;\\ 
    64786468T_{L} & = & 0;\\ 
     
    64806470p_{p} & = & 4.0;\\ 
    64816471J & = & 0.04;\\ 
    6482 \Delta k & = & 0.000125. 
     6472\Delta t & = & 0.000125. 
    64836473\end{eqnarray*} 
    64846474 
  • applications/dual/VYZ/vyz_texty.bib

    r1339 r1363  
    6666   year = {2004} 
    6767} 
     68 
     69@TECHREPORT{ekf2006, 
     70    author = {G. Welch and G. Bishop}, 
     71    title = {An introduction to the Kalman filter}, 
     72    institution = {UNC-Chapel Hill}, 
     73    year = {2006} 
     74}