Changeset 1454 for applications/dual

Show
Ignore:
Timestamp:
04/26/12 00:25:16 (12 years ago)
Author:
vahalam
Message:
 
Location:
applications/dual/vahala/DP
Files:
3 modified

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • applications/dual/vahala/DP/dp_clanky.bib

    r1446 r1454  
    211211doi={10.1109/ACC.1999.782390},  
    212212ISSN={},} 
     213 
     214@book{Astrom2008, 
     215  title={Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers}, 
     216  author={{\AA}str{\"o}m, K.J. and Murray, R.M.}, 
     217  isbn={978-0-691-13576-2}, 
     218  lccn={2007061033}, 
     219  year={2008}, 
     220  publisher={Princeton University Press} 
     221} 
  • applications/dual/vahala/DP/prac_verz.lyx

    r1453 r1454  
    140140 Ze skupiny všech těchto strojů se však zaměřuje pouze na jejich specifickou 
    141141 podskupinu obsahující permanentní magnety. 
    142  Je tomu tak proto, že oproti synchronním strojům s buzením vykazují synchronní 
    143  stroje s permanentními magnety celou řadu výhod, teší se stále větší oblibě 
    144  a nacházejí mnoho aplikací v praxi  
     142 Je tomu tak proto, že oproti synchronním strojům s elektrickým buzením 
     143 vykazují synchronní stroje s permanentními magnety celou řadu výhod, teší 
     144 se stále větší oblibě a nacházejí mnoho aplikací v praxi  
    145145\begin_inset CommandInset citation 
    146146LatexCommand cite 
     
    215215 
    216216\begin_layout Plain Layout 
    217  
    218 \emph on 
    219 Ilustrativní obrázek konstrukce PMSM: Vnější kruh představuje stator se 
    220  zuby, na kterých je navinuto statorové vinutí (v obrázku není zobrazeno). 
     217Ilustrativní nákres konstrukce PMSM: Vnější kruh představuje stator se zuby, 
     218 na kterých je navinuto statorové vinutí (v obrázku není zobrazeno). 
    221219 Vnitřní kruh reprezentuje rotor, na jehož povrchu jsou umístěny permanentní 
    222220 magnety s barevně rozlišenými póly. 
     221\emph on 
     222 
    223223\begin_inset CommandInset label 
    224224LatexCommand label 
     
    246246 lze motor umístit přímo dovnitř kola vozidla, dalším příkladem je pak přímý 
    247247 pohon bubnu automatické pračky. 
    248  Existují i však další konstrukce PMSM, například s otočným statorem i rotorem. 
     248 Existují však i další konstrukce PMSM, například s otočným statorem i rotorem. 
    249249\end_layout 
    250250 
     
    268268), kde jsou permanentní magnety umístěny uvnitř rotoru. 
    269269 Tyto stroje mají nepatrně odlišné vlastnosti, které ale mají významný vliv 
    270  při návrhu řízení těchto strojů, detailněji bude rozebráno dále v textu. 
     270 při návrhu řízení těchto strojů, detailněji bude rozebrána tato problematika 
     271 dále v textu. 
    271272 Pod PMSM se ještě někdy zahrnují reluktanční motory, které jsou založeny 
    272273 na poněkud odlišném principu a nebudeme se jimi v textu zabývat. 
     
    278279 
    279280\begin_layout Standard 
    280 Specifická konstrukce PMSM stručně popsaná výše má oproti asynchronním strojům 
    281  a synchronním strojům s budícím vinutím celou řadu výhod. 
    282  Má samozřejmě i své nevýhody. 
     281Specifická konstrukce PMSM, stručně popsaná výše, má oproti asynchronním 
     282 strojům a synchronním strojům s budícím vinutím celou řadu výhod, existují 
     283 samozřejmě i některé nevýhody. 
    283284 Následující přehlded základních odlišností od ostatních střídavých strojů 
    284285 čerpá ze zdrojů  
     
    315316 
    316317\begin_layout Itemize 
    317 není třeba 
    318 \emph on 
    319   
    320 \emph default 
    321 složitě přivádět 
    322 \emph on 
    323   
    324 \emph default 
    325 napájení 
    326 \emph on 
    327   
    328 \emph default 
    329 na rotor 
    330 \end_layout 
    331  
    332 \begin_layout Itemize 
    333318nedojde k poruše na rotorovém vinutí 
    334319\end_layout 
     
    429414 pro jeho řízení a simulovat jeho chování je nutné jej vhodným způsobem 
    430415 popsat. 
    431  Za tímto účelem bude v této části popsán model tohoto zařízení v podobě 
    432  diferenciálních a případně diferenčních rovnic zachycující jeho chování. 
     416 Za tímto účelem bude následovat popis modelu tohoto zařízení v podobě diferenci 
     417álních a případně diferenčních rovnic zachycující jeho chování. 
    433418\end_layout 
    434419 
     
    459444 
    460445\begin_layout Plain Layout 
    461  
    462 \emph on 
    463446Souřadné systémy používané pro popis PMSM znázorněné na zjednodušeném modelu: 
    464447 na statorové části jsou umístěny pouze tři cívky reprezentující statorová 
    465448 vinutí jednotlivých fází a jako rotor pak slouží jediný permanentní magnet. 
     449  
     450\begin_inset Formula $a-b-c$ 
     451\end_inset 
     452 
     453 ve směru os vinutí jednotlivých fází,  
     454\begin_inset Formula $\alpha-\beta$ 
     455\end_inset 
     456 
     457 statorová ortogonální soustava a  
     458\begin_inset Formula $d-q$ 
     459\end_inset 
     460 
     461 rotorová ortogonální soustava. 
     462\emph on 
     463 
    466464\begin_inset CommandInset label 
    467465LatexCommand label 
     
    486484K popisu PMSM se užívá dvou kvalitativně zcela rozdílných typů fyzikálních 
    487485 veličin. 
    488  Jedná se o veličiny mechanické jako poloha (úhel natočení rotoru) a otáčky 
    489  (rychlost otáčení), dále pak lze uvažovat zátěžný moment nebo tření. 
    490  Další uvažované veličiny jsou elektrické, především elektrické proudy a 
    491  napětí, a dále indukčnosti a rezistance. 
     486 V prvním případě se jedná o veličiny mechanické jako poloha (úhel natočení 
     487 rotoru) a otáčky (rychlost otáčení), dále pak zátěžný moment nebo tření. 
     488 Druhým uvažovaným typem jsou veličiny elektrické, především elektrické 
     489 proudy a napětí, a dále indukčnosti a rezistance. 
    492490\end_layout 
    493491 
    494492\begin_layout Standard 
    495493Elektrické veličiny se nejčastěji uvažují v jednom ze tří souřadných systémů 
    496  vyobrazených na obrázku  
     494 znázorněných na obrázku  
    497495\begin_inset CommandInset ref 
    498496LatexCommand ref 
     
    570568 
    571569\begin_layout Standard 
    572 Žádná z výše zmiňovaných souřadných soustav není univerzálně nejlepší. 
     570Žádnou z výše zmiňovaných souřadných soustav nelze označit za univerzálně 
     571 nejlepší. 
    573572 Pro každý účel se nejlépe hodí jen některá z nich a proto je důležité umět 
    574573 mezi nimi přecházet, tedy převádět jednotlivé veličiny. 
     
    758757\end_inset 
    759758 
    760  
    761 \end_layout 
    762  
    763 \begin_layout Standard 
    764759Inverzní transformace je  
    765760\begin_inset Formula  
     
    782777\end_layout 
    783778 
     779\begin_layout Standard 
     780Alternativně bude v textu použito i komplexního zápisu souřadných soustav 
     781  
     782\begin_inset Formula $\alpha-\beta$ 
     783\end_inset 
     784 
     785 a  
     786\begin_inset Formula $d-q$ 
     787\end_inset 
     788 
     789. 
     790 Transformace mezi nimi pak bude zapisována jako násobení  
     791\begin_inset Formula $e^{j\phi}$ 
     792\end_inset 
     793 
     794 pro transformaci z  
     795\begin_inset Formula $d-q$ 
     796\end_inset 
     797 
     798 do  
     799\begin_inset Formula $\alpha-\beta$ 
     800\end_inset 
     801 
     802, respektive  
     803\begin_inset Formula $e^{-j\phi}$ 
     804\end_inset 
     805 
     806 pro transformaci opačnou. 
     807\end_layout 
     808 
    784809\begin_layout Subsection 
    785810Model PMSM 
     
    10531078 
    10541079. 
    1055  Protože se jedná o mechanickou veličinu, budeme vycházet ze základních 
    1056  zákonů mechaniky. 
    1057  Nejdříve užijeme vztahu pro točivý moment ( 
    1058 \emph on 
    1059 torque 
    1060 \emph default 
    1061 )  
     1080  
     1081\end_layout 
     1082 
     1083\begin_layout Standard 
     1084Protože se jedná o mechanickou veličinu, budeme vycházet ze základních zákonů 
     1085 mechaniky. 
     1086 Nejdříve užijeme vztahu pro točivý moment  
    10621087\begin_inset Formula $T$ 
    10631088\end_inset 
     
    10761101\end_inset 
    10771102 
    1078  značí moment hybnosti ( 
    1079 \emph on 
    1080 angular momentum 
    1081 \emph default 
    1082 ). 
     1103 značí moment hybnosti. 
    10831104 Pro ten dále platí  
    10841105\begin_inset Formula $l=J\omega_{mech}$ 
     
    10891110\end_inset 
    10901111 
    1091  označuje moment setrvačnosti ( 
    1092 \emph on 
    1093 moment of inertia 
    1094 \emph default 
    1095 ) a předpokládáme ho jako známou konstantu,  
     1112 označuje moment setrvačnosti a předpokládáme ho jako známou konstantu, 
     1113  
    10961114\begin_inset Formula $\omega_{mech}$ 
    10971115\end_inset 
     
    15571575\end_inset 
    15581576 
    1559 ) a jejím rozepsání zlvášť na reálnou a imaginární služku rotorové souřadné 
     1577) a jejím rozepsání zlvášť na reálnou a imaginární složku rotorové souřadné 
    15601578 soustavy  
    15611579\begin_inset Formula $r$ 
     
    16111629\end_inset 
    16121630 
    1613 ), tyto rovnice však již mají poměrně dosti komplikovaný zápis. 
     1631), tyto rovnice však již mají relativně dosti komplikovaný zápis. 
    16141632\end_layout 
    16151633 
     
    17181736\end_inset 
    17191737 
    1720 ), užití převodního vztahu pro otáčky ( 
     1738), užití převodního vztahu ( 
    17211739\begin_inset CommandInset ref 
    17221740LatexCommand ref 
     
    18581876 Toto diskretizační schéma je sice méně přesné, ale oproti tomu je jednoduché 
    18591877 na výpočet a tedy odstatečně rychlé. 
    1860  Diskretizační časový krok je totiž volen s ohledem na reálný systém, kde 
    1861  odpovídá vzorkovací frekvenci použitých senzorů. 
     1878 Diskretizační časový krok je volen s ohledem na reálný systém, kde odpovídá 
     1879 vzorkovací frekvenci použitých senzorů. 
    18621880 To je obvykle velmi krátký časový okamžik (řádově sto mikrosekund) a chyba 
    18631881 v důsledku diskretizace Eulerovou metodou tedy není velká. 
     
    19411959Prvním krokem při návrhu řízení motoru je obvykle zvládnutí řízení stroje 
    19421960 bez zátěže. 
    1943  Z tohoto důvodu je často uvažován nulový zátěžný moment a proto pro něj 
    1944  budou obvykle uvedeny rovnice zvlášť. 
     1961 Z tohoto důvodu je často uvažován nulový zátěžný moment a proto pro budou 
     1962 obvykle uvedeny rovnice bez něj. 
    19451963\end_layout 
    19461964 
     
    19611979\end_inset 
    19621980 
    1963 )a užijeme zmiňované Eulerovy metody. 
     1981) a užijeme zmiňované Eulerovy metody. 
    19641982 Derivaci tedy nahradíme konečnou diferencí 
    19651983\begin_inset Formula  
     
    20692087\begin{eqnarray*} 
    20702088\frac{d}{dt}\left(i_{d}\cos\vartheta-i_{q}\sin\vartheta\right) & = & \frac{di_{d}}{dt}\cos\vartheta-\frac{di_{q}}{dt}\sin\vartheta-i_{d}\omega\sin\vartheta-i_{q}\omega\cos\vartheta,\\ 
    2071 \frac{d}{dt}\left(i_{d}\sin\vartheta+i_{q}\cos\vartheta\right) & = & \frac{di_{d}}{dt}\sin\vartheta+\frac{di_{q}}{dt}\cos\vartheta+i_{d}\omega\cos\vartheta-i_{q}\omega\sin\vartheta 
     2089\frac{d}{dt}\left(i_{d}\sin\vartheta+i_{q}\cos\vartheta\right) & = & \frac{di_{d}}{dt}\sin\vartheta+\frac{di_{q}}{dt}\cos\vartheta+i_{d}\omega\cos\vartheta-i_{q}\omega\sin\vartheta. 
    20722090\end{eqnarray*} 
    20732091 
    20742092\end_inset 
    20752093 
    2076 a nyní zřejmě získáme diferenciální rovnici pro  
     2094Nyní zřejmě získáme diferenciální rovnici pro  
    20772095\begin_inset Formula $i_{d}$ 
    20782096\end_inset 
     
    22342252\end_inset 
    22352253 
    2236 )a diskretizaci provedeme opět stejným způsobem pomocí Eulerovy metody. 
     2254) a diskretizaci provedeme opět stejným způsobem pomocí Eulerovy metody. 
    22372255 Popis PMSM pomocí diferenčních rovnic v souřadné soustavě  
    22382256\begin_inset Formula $d-q$ 
     
    22582276\end_inset 
    22592277 
    2260 Přičemž zátěžný moment  
     2278Zátěžný moment  
    22612279\begin_inset Formula $T_{L}$ 
    22622280\end_inset 
     
    23502368 
    23512369\begin_layout Standard 
     2370 
     2371\series bold 
    23522372Nepřesnost rovnic popisujících reálný stroj: 
    23532373\end_layout 
     
    23712391 
    23722392\begin_layout Standard 
     2393 
     2394\series bold 
    23732395Vliv užití reálných zařízení: 
    23742396\end_layout 
     
    24012423 
    24022424\begin_layout Standard 
     2425 
     2426\series bold 
    24032427V důsledku bezsenzorového návrhu pak dále přibývá neznalost: 
    24042428\end_layout 
     
    24542478 Tento problém je však zcela zásadní, protože se jedná o otáčení stroje 
    24552479 na opačnou stranu. 
    2456  Pro správný běh stroje je tedy třeba odhadovat polohu  
     2480 Pro správný běh stroje je tedy třeba vhodně odhadovat polohu  
    24572481\begin_inset Formula $\vartheta$ 
    24582482\end_inset 
     
    24622486\end_inset 
    24632487 
     2488 nebo alternativně znaménko otáček  
     2489\begin_inset Formula $\mathrm{sign}\,\omega$ 
     2490\end_inset 
     2491 
    24642492. 
    24652493\end_layout 
     
    24722500Seznam výše popsaných vlivů způsobujících nepřesnost uvažovaného modelu 
    24732501 stroje se pokusíme zahrnout pod vhodný model šumu. 
    2474  Skutečný šum, který by se vyskytoval na reálném stroji, lze očekávat velmi 
     2502 Skutečný šum, který se vyskytuje na reálném stroji, lze očekávat velmi 
    24752503 komplikovaný a jeho popis není ani prakticky realizovatelný. 
    24762504 Výhodnější tedy je uvažovat některý z klasických modelů šumu a jeho parametry 
     
    24822510V tomto textu bude uvažován model aditivního vzájemně nezávislého bílého 
    24832511 Gaussovského šumu. 
    2484  Jedná se sice o relativně jednoduchý model šumu, ale jeho výhodou je, že 
    2485  pro něj existuje celá řada efektivních algoritmů. 
     2512 Jedná se o relativně jednoduchý model šumu, ale jeho výhodou je, že pro 
     2513 něj existuje celá řada efektivních algoritmů. 
    24862514 Střední hodnota pro šum bude uvažována nulová a kovarianční matice je nutno 
    24872515 vhodně zvolit s ohledem na výše popsané neurčitosti. 
     
    25172545 Druhý typ šumu bude reprezentovat chybu měření a bude mít přímý vliv na 
    25182546 měřené veličiny. 
     2547\end_layout 
     2548 
     2549\begin_layout Subsubsection 
     2550Stochastický model systému 
     2551\end_layout 
     2552 
     2553\begin_layout Standard 
     2554PMSM tedy budeme dále uvažovat jako stochastický diskrétní systém popsaný 
     2555 rovnicemi 
     2556\begin_inset Formula  
     2557\begin{eqnarray*} 
     2558x_{t+1} & = & f\left(x_{t},u_{t}\right)+w_{t},\\ 
     2559y_{t} & = & h\left(x_{t}\right)+v_{t}, 
     2560\end{eqnarray*} 
     2561 
     2562\end_inset 
     2563 
     2564pro  
     2565\begin_inset Formula $t=1,\ldots,T$ 
     2566\end_inset 
     2567 
     2568, kde  
     2569\begin_inset Formula $x_{t}$ 
     2570\end_inset 
     2571 
     2572 je vektor stavu,  
     2573\begin_inset Formula $u_{t}$ 
     2574\end_inset 
     2575 
     2576 vektor řízení,  
     2577\begin_inset Formula $y_{t}$ 
     2578\end_inset 
     2579 
     2580 vektor pozorování (měření) a vektory  
     2581\begin_inset Formula $v_{t}$ 
     2582\end_inset 
     2583 
     2584 a  
     2585\begin_inset Formula $w_{t}$ 
     2586\end_inset 
     2587 
     2588 představují na sobě vzájemně nezávislý aditivní bílý Gaussovský šum s nulovou 
     2589 střední hodnotou a kovariančními maticemi  
     2590\begin_inset Formula $R_{t}$ 
     2591\end_inset 
     2592 
     2593 a  
     2594\begin_inset Formula $Q_{t}$ 
     2595\end_inset 
     2596 
     2597 v tomto pořadí. 
     2598 Funkce  
     2599\begin_inset Formula $f$ 
     2600\end_inset 
     2601 
     2602 představuje vývoj systému daný například rovnicemi ( 
     2603\begin_inset CommandInset ref 
     2604LatexCommand ref 
     2605reference "eq:diskretni-system-albe-ls" 
     2606 
     2607\end_inset 
     2608 
     2609), ( 
     2610\begin_inset CommandInset ref 
     2611LatexCommand ref 
     2612reference "eq:diskretni-system-dq-ls" 
     2613 
     2614\end_inset 
     2615 
     2616) nebo ( 
     2617\begin_inset CommandInset ref 
     2618LatexCommand ref 
     2619reference "eq:diskretni-system-dq-ldq" 
     2620 
     2621\end_inset 
     2622 
     2623) a  
     2624\begin_inset Formula $h$ 
     2625\end_inset 
     2626 
     2627 je známou funkcí měření. 
     2628  
    25192629\end_layout 
    25202630 
     
    27262836 tok synchronně a tedy ze znalosti statorového toku lze vypočítat, na základě 
    27272837 rovnic stroje, úhel rotorového toku, tedy polohu hřídele. 
    2728  Problém tohoto přístupu je především v citlivosti na chyby a (především 
    2729  teplotní) změny rezistance statoru. 
     2838 Problém tohoto přístupu je především v citlivosti na šum a (především teplotní) 
     2839 změny rezistance statoru. 
    27302840 Dále metoda funguje špatně při nízkých otáčkách. 
    27312841\end_layout 
     
    27362846 
    27372847\begin_layout Standard 
    2738 Jedná se především o rozšíření konceptu zpětné elektromotorické síly na 
    2739  IPMSM, kde navíc vystupují rozdílné indukčnosti. 
    2740  Umožňuje tedy užití metod pro SMPMSM založených na EMF i pro IPMSM. 
     2848V tomto případě se jedná pouze o rozšíření konceptu zpětné elektromotorické 
     2849 síly na IPMSM, kde vystupují rozdílné indukčnosti. 
     2850 Stručně řečeno tedy umožňuje snadnou aplikaci metod vyvinutých pro SMPMSM 
     2851 založených na zpětné elektromotorické síle i pro IPMSM. 
    27412852\end_layout 
    27422853 
     
    27942905 Dalšími nevýhodami jsou vyšší výpočetní a časová náročnost. 
    27952906 Detailnímu popisu algoritmu rozšířeného Kalmanova filtru a jeho následné 
    2796  aplikaci na PMSM bude věnována zvláštní pozornost dále v textu (část  
     2907 aplikaci na PMSM bude věnována zvláštní pozornost dále v textu, viz odstavec 
     2908  
    27972909\begin_inset CommandInset ref 
    27982910LatexCommand ref 
     
    28012913\end_inset 
    28022914 
    2803 ) a ( 
    2804 \series bold 
    2805 odkaz 
    2806 \series default 
    2807 ). 
     2915 a část  
     2916\begin_inset CommandInset ref 
     2917LatexCommand ref 
     2918reference "sec:EKF-implementace-matice" 
     2919 
     2920\end_inset 
     2921 
     2922. 
    28082923\end_layout 
    28092924 
     
    28192934 natočení stroje. 
    28202935 Tato chyba je pak obvykle minimalizována PI regulátorem. 
    2821  Příkladem je využití napěťového modelu a proudového modelu k určení chyby 
    2822  magnetického toku, ze které je určena rychlost. 
     2936 Příkladem je využití napěťového a proudového modelu k určení chyby magnetického 
     2937 toku, ze které je následně stanovena rychlost. 
    28232938 Jinou možností je užít jako jeden z modelů samotný PMSM. 
    28242939 Nevýhodou této metody je silná závislost na přesnosti parametrů stroje, 
     
    28322947\begin_layout Standard 
    28332948Návrh pro případ známé velikosti toku permanentních magnetů. 
    2834  Výhodou je zvládnutí kompenzace konstantní posun napětí, avšaj má problémy 
     2949 Výhodou je zvládnutí kompenzace konstantního posun napětí, avšaj má problémy 
    28352950 při nízkých otáčkách. 
    28362951\end_layout 
     
    28802995 
    28812996 (saliency) především u IPMSM, případně na lokálních anizotropiích v důsledku 
    2882  saturace magnetickým tokem typicky pro SMPMSM. 
     2997 saturace magnetickým tokem typickými pro SMPMSM. 
    28832998 Detailněji se základní metodou injetkáže zabývají v  
    28842999\begin_inset CommandInset citation 
     
    29173032key "PCB1,PCK1" 
    29183033 
    2919 \end_inset 
    2920  
    2921 . 
    2922   
    2923 \end_layout 
    2924  
    2925 \begin_layout Standard 
    2926 Přídavný injektovaný signál je označován jako  
    2927 \begin_inset Quotes gld 
    2928 \end_inset 
    2929  
    2930 nosný 
    2931 \begin_inset Quotes grd 
    2932 \end_inset 
    2933  
    2934  a je periodický o dané frekvenci vzhledem k času nebo prostoru. 
    2935  Nosný signál je modulován aktuální prostorovou orientací anizotropií stroje 
    2936  a následně je signál extrahován z výstupu stroje a demodulován. 
    2937  Tím postupem je obecně získávána hodnota úhlu natočení. 
    2938   
    2939 \end_layout 
    2940  
    2941 \begin_layout Standard 
    2942 Výhodné je injektovat do  
    2943 \begin_inset Formula $d$ 
    2944 \end_inset 
    2945  
    2946  osy, kde nedochází k rušení momentu. 
    2947  Dále injektáží do  
    2948 \begin_inset Formula $d$ 
    2949 \end_inset 
    2950  
    2951  osy lze užít saturace tokem pro motory s nevýraznými výstupky, což však 
    2952  není vhodné pro aplikace při silném zatížení. 
    2953  Další možností je injektovat ve statorových souřadnicích  
    2954 \begin_inset Formula $\alpha-\beta$ 
    29553034\end_inset 
    29563035 
     
    29843063\end_layout 
    29853064 
     3065\begin_layout Standard 
     3066Přiblížení základního principu funkce injektážních metod je uvedeno dále 
     3067 v textu v odstavci  
     3068\begin_inset CommandInset ref 
     3069LatexCommand ref 
     3070reference "sub:Priblizeni-metody-vysokofrekvenc" 
     3071 
     3072\end_inset 
     3073 
     3074. 
     3075\end_layout 
     3076 
    29863077\begin_layout Subsubsection 
    29873078Injektáž velmi vysokých frekvencí 
     
    29963087\end_inset 
    29973088 
    2998  nedetekuje anizotropie v důsledku saturace případně anizotropie samotného 
    2999  rotoru rotoru. 
     3089 nedetekuje anizotropie v důsledku saturace případně anizotropie rotoru. 
    30003090 Místo toho je založena na neideálních vlastnostech (anizotropiích) samotných 
    30013091 permanentních magnetů. 
     
    30423132 Je založena na měření proudové odezvy vyvolané přepínáním invertoru s pulzně-ší 
    30433133řkovou modulací (PWM) a užitím těchto proudů k výpočtu polohy rotoru. 
    3044  Výhodou je jednoduchý výpočet a dále, že není třeba rovnic pro motor a 
    3045  tedy metoda je necitlivá na změnu/nepřesné hodnoty parametrů. 
     3134 Výhodou je jednoduchý výpočet a dále to, že není třeba rovnic pro motor 
     3135 a tedy je metoda necitlivá na změnu a nepřesné hodnoty parametrů. 
    30463136 Oproti tomu je však citlivá na chyby toku, které způsobují špatný odhad. 
    3047  Další nevýhodou této metody je rušení proudů v ustáleném stavu. 
     3137 Další nevýhodou je rušení proudů v ustáleném stavu. 
    30483138\end_layout 
    30493139 
     
    30723162Postup je založen na sycení a změně indukčnosti statoru s pozicí magnetů 
    30733163 na rotoru. 
    3074  Za klidu jsou do statorových fází aplikovány napěťové pulzy a z proudů 
    3075  je následně vupočítána informace o poloze. 
     3164 Za klidu stroje jsou do statorových fází aplikovány napěťové pulzy a z 
     3165 proudů je následně vupočítána informace o poloze. 
    30763166 Příkladem může být technika představená v  
    30773167\begin_inset CommandInset citation 
     
    31033193Počáteční poloha je získávána z odezvy na injektovaný proudový nebo napěťový 
    31043194 vysokofrekvenční signál. 
     3195 Jedná se o podobný přístup jako vysokofrekvenční injektáže. 
    31053196\end_layout 
    31063197 
     
    31873278 pří vyšších otáčkách dobře a pro nízké selhávají. 
    31883279 Je tedy nasnadě oba typy metod vhodným způsobem zkombinovat a získat tak 
    3189  způsob jak odhadovat stavových veličin v celém rozsahu rychlostí stroje. 
     3280 způsob jak odhadovat stavové veličiny v celém rozsahu rychlostí stroje. 
    31903281 Základní idea tedy je pří nízkých otáčkách využívat odhadů z injektáží 
    31913282 a při zvýšení otáček injektáže vypnout, aby nezpůsobovali rušení a dále 
     
    33013392\begin_inset CommandInset citation 
    33023393LatexCommand cite 
    3303 key "Fernandes2010,Hammel2010" 
     3394key "Hammel2010,Fernandes2010" 
    33043395 
    33053396\end_inset 
     
    35583649\end_inset 
    35593650 
    3560 , kdy se v podstatě jedná o integraci, dále provedeme zjednodušení výsledných 
    3561  vztahů pomocí základních goniometrických vzorců a užijeme označení  
     3651, kdy se v podstatě jedná o integraci. 
     3652 Dále provedeme zjednodušení výsledných vztahů pomocí základních goniometrických 
     3653 vzorců a užijeme označení  
    35623654\begin_inset Formula $\theta=\vartheta-\hat{\vartheta}$ 
    35633655\end_inset 
     
    39434035 Pro mnoho regulátorů je obvyklé uvažovat jako referenční hodnotu nulu, 
    39444036 příkladem může být PI regulátor nebo standartní lineárně kvadratický regulátor. 
    3945  Požadavek řízení na nulové hodnoty je pak třeba vhodně ošetřit. 
     4037 Požadavek řízení na nenulové hodnoty je pak třeba vhodně ošetřit. 
    39464038 Příklad takového postupu představuje úprava lineárně kvadratického řízení 
    39474039 pro PMSM v části  
     
    41974289 složka však dodává lepší stabilitu a schopnost odstranit konstatní regulační 
    41984290 odchylku. 
    4199  Cenou za to je pomalejší konvergence. 
    4200  ( 
    4201 \series bold 
    4202 citace 
    4203 \series default 
    4204 ) 
     4291 Cenou za to je pomalejší konvergence  
     4292\begin_inset CommandInset citation 
     4293LatexCommand cite 
     4294key "Astrom2008" 
     4295 
     4296\end_inset 
     4297 
     4298. 
    42054299\end_layout 
    42064300 
     
    42134307\begin_inset CommandInset citation 
    42144308LatexCommand cite 
    4215 key "shfpmsmct2007,Peroutka2009" 
     4309key "Peroutka2009,shfpmsmct2007" 
    42164310 
    42174311\end_inset 
     
    44494543 Tato kapitola však bude obsahovat i popis klasických technik pro řízení 
    44504544 a odhadování, které jsou často užívány v této práci. 
    4451  Jedná se zejména o algoritmu rozšířeného Kalmanova filtru a lineárně kvadratick 
    4452 ý regulátor. 
     4545 Jedná se zejména o algoritmus rozšířeného Kalmanova filtru a lineárně kvadratic 
     4546ký regulátor. 
    44534547\end_layout 
    44544548 
     
    44684562 na základě jejich charakteristických vlastností do několika skupin. 
    44694563 Toto rozdělení je obzvláště výhodné při práci se suboptimálními metodami. 
    4470  Rozčlenění je provedeno na základě dostupnosti pozorováním (měřením) stavu 
     4564 Rozčlenění je provedeno na základě dostupnosti pozorování (měření) stavu 
    44714565 systému pro návrh řídícího zásahu a vychází z  
    44724566\begin_inset CommandInset citation 
     
    44914585 nevyhodnocuje jejich skutečný dopad, výsledky často nejsou dostačující 
    44924586 pro náročnější aplikace. 
    4493  Příkladem užití s PMSM může být skalární volt/herz řízení, viz odstavec 
     4587 Příkladem užití může být skalární volt/herz řízení pro PMSM, viz odstavec 
    44944588  
    44954589\begin_inset CommandInset ref 
     
    46644758\emph default 
    46654759 (CE). 
    4666  Oproti tomu duální řízení předpokládá stavové veličiny jako náhodné veličiny 
    4667  a uchovává si o nich statistickou informaci. 
     4760 Oproti tomu duální řízení obvykle předpokládá stavové veličiny jako náhodné 
     4761 veličiny a uchovává si o nich statistickou informaci. 
    46684762 Příkladem může být, že odhad z estimátoru uvažujeme ve tvaru střední hodnoty 
    46694763 a variance dané veličiny a předpokládáme, že skutečná hodnota se nachazí 
     
    49615055 počtu proměnných. 
    49625056 Tuto funkci je navíc třeba uchovávat mezi jednotlivými časovými kroky v 
    4963  její plné reprezentaci jako funkce, ne pouze její hodnotu. 
     5057 její plné reprezentaci jako funkce, ne pouze její hodnotu ve vybraném bodě. 
    49645058  
    49655059\begin_inset CommandInset citation 
     
    57355829\end_inset 
    57365830 
    5737 ) zjednodušit do tvaru 
     5831) zjednodušit na tvar 
    57385832\begin_inset Formula  
    57395833\begin{eqnarray} 
     
    57715865, výpočtu aposteriorní kovarianční matice Kalmanova filtru  
    57725866\begin_inset Formula $P_{t}=J_{t}^{-1}$ 
     5867\end_inset 
     5868 
     5869, viz  
     5870\begin_inset CommandInset citation 
     5871LatexCommand cite 
     5872key "TichavskyPCRB" 
     5873 
    57735874\end_inset 
    57745875 
     
    58185919\begin_layout Standard 
    58195920Zobecnění Kalmanova filtru představuje rozšířený Kalmanův filtr uvedený 
    5820  v následujícím odstavci, zobecnění LQ regulátoru pak bude provedeno v odstavci 
    5821  následujícím pomocí vhodné linearizace systému. 
     5921 v následujícím odstavci, zobecnění LQ regulátoru pak bude provedeno v dalším 
     5922 odstavci pomocí vhodné linearizace systému. 
    58225923\end_layout 
    58235924 
     
    59476048 
    59486049 matici derivací  
    5949 \begin_inset Formula $\left(C_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial x_{j}}\left(\overline{\hat{x}}_{t},0\right)$ 
     6050\begin_inset Formula $\left(C_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial x_{j}}\left(\tilde{x}_{t},0\right)$ 
    59506051\end_inset 
    59516052 
     
    59556056 
    59566057 představuje aproximaci stavu vypočtenou z odhadu bez šumu  
    5957 \begin_inset Formula $\tilde{x}_{t}=f\left(\overline{\hat{x}}_{t},u_{t-1},0\right)$ 
     6058\begin_inset Formula $\tilde{x}_{t}=f\left(\hat{x}_{t-1},u_{t-1},0\right)$ 
    59586059\end_inset 
    59596060 
     
    62186319. 
    62196320 Tento algoritmus má lepší numerické vlastnosti, umožňuje snadnější výpočet 
    6220  maticové inverze (inverze pouze trojúhelníkové matice) a lze pomocí něj 
    6221  implementovat i složitější kvadratickou ztrátovou funkci (nejen dva členy 
    6222  pro penalizaci stavu a vstupů). 
     6321 maticové inverze (invertována pouze trojúhelníková matice) a lze pomocí 
     6322 něj implementovat i složitější kvadratickou ztrátovou funkci (nejen dva 
     6323 členy pro penalizaci stavu a vstupů). 
    62236324\end_layout 
    62246325 
     
    63206421u_{t}\\ 
    63216422x_{t} 
    6322 \end{array}\right) 
     6423\end{array}\right), 
    63236424\] 
    63246425 
    63256426\end_inset 
    63266427 
    6327 a dále využijeme vlastnosti  
     6428kde využijeme vlastnosti  
    63286429\begin_inset Formula $Q_{Z}^{T}Q_{Z}=I$ 
    63296430\end_inset 
     
    64026503 
    64036504\begin_layout Standard 
    6404 Tato kapitola je věnována spojení předchozích dvou, tedy stručně řečeno 
    6405  aplikaci vybraných algoritmů popsaných v kapitole o teorii řízení na konkrétní 
    6406  systém PMSM uvedený v první kapitole. 
     6505Tato kapitola je věnována spojení předchozích dvou, tedy aplikaci vybraných 
     6506 algoritmů popsaných v kapitole o teorii řízení na konkrétní systém, PMSM, 
     6507 uvedený v první kapitole. 
    64076508 Nejdříve budou uvedeny konkrétní matice používané pro rozšířený Kalmanův 
    64086509 filtr a následně i pro výpočet aposteriorních Cramer-Raových mezí. 
     
    64526553\begin_layout Standard 
    64536554Dále je uvažován PMSM v bezsenzorovém návrhu, to znamená, že mechanické 
    6454  veličiny jako poloha a otáčky nejsou měřeny. 
     6555 veličiny poloha a otáčky nejsou měřeny. 
    64556556 Měřenými veličinami jsou pouze proudy v osách  
    64566557\begin_inset Formula $\alpha-\beta$ 
     
    65326633 
    65336634\begin_layout Standard 
    6534 V této práci byl jako pozorovatel používán zejména rozšířený Kalmanův filtr. 
     6635V této práci byl jako pozorovatel používán rozšířený Kalmanův filtr. 
    65356636 Budeme-li vycházet z popisu PMSM pomocí rovnic ( 
    65366637\begin_inset CommandInset ref 
     
    67766877 
    67776878 a  
    6778 \begin_inset Formula $\left(C_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial x_{j}}\left(\overline{\hat{x}}_{t},0\right)$ 
     6879\begin_inset Formula $\left(C_{t}\right)_{ij}=\frac{\partial h_{i}}{\partial x_{j}}\left(\tilde{x}_{t},0\right)$ 
    67796880\end_inset 
    67806881 
     
    68516952\end_inset 
    68526953 
    6853  do stavu a rovnou je definovat jako měření, tedy 
     6954 do stavu a definovat je přímo jako měření, tedy 
    68546955\begin_inset Formula  
    68556956\begin{eqnarray*} 
     
    69387039 
    69397040 je postup zcela analogický, jen výchozí rovnice jsou jiné. 
    6940  V praxi jsou však rovnice relativně složité a proto nejsou uvedeny přímo 
     7041 V praxi jsou však rovnice poměrně složité a proto nejsou uvedeny přímo 
    69417042 zde v textu, lze je však nalézt v příloze. 
    69427043\end_layout 
    69437044 
    69447045\begin_layout Standard 
    6945 Redukovaný model pro různé indukčnosti již v textu ani v příloze uveden 
    6946  není, ale jeho případné odvození je možno relativně snadno provést jako 
    6947  zjednodušení modelu plného. 
    6948   
    6949 \series bold 
    6950 (možná přidat i redukovaný -- je v PCRB) 
     7046Matice pro redukovaný model při uvažování různých indukčností jsou pak opět 
     7047 uvedeny v příloze. 
    69517048\end_layout 
    69527049 
     
    70387135 je vyjádřena jako úhel (v radiánech), má smysl ji uvažovat pouze v intervalu 
    70397136  
    7040 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
    7041 \end_inset 
    7042  
    7043  (případně s vyloučením jedné z krajních hodnot). 
     7137\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
     7138\end_inset 
     7139 
     7140. 
    70447141 V modelu pro výpočet PCRB je však  
    70457142\begin_inset Formula $\vartheta$ 
     
    70587155 
    70597156 rovnoměrně rozdělena v intervalu  
    7060 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
     7157\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
    70617158\end_inset 
    70627159 
     
    70717168 
    70727169 jen do velikosti variance rovnoměrného rozdělení na intervalu  
    7073 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
     7170\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
    70747171\end_inset 
    70757172 
     
    70797176 
    70807177. 
    7081  Nad touto hranicí nemá smysl PCRB  
     7178 Nad touto hranicí nemá smysl mez  
    70827179\begin_inset Formula $\vartheta$ 
    70837180\end_inset 
     
    72067303 Správný postup by vyžadoval odvodit vztahy pro skutečnou, tedy negaussovskou, 
    72077304 hustotu úhlu natočení. 
    7208  To je však poměrně náročný úkol, především z důvodu, že skutečná hustota 
    7209  úhlu natočení není ani přesně známa a proto se dále v textu omezíme na 
    7210  přístup využívající ořez normální hustoty. 
     7305 To je však poměrně náročná úloha, především z důvodu, že skutečná hustota 
     7306 úhlu natočení není ani přesně známa. 
     7307 Proto se dále v textu omezíme na přístup využívající ořez normální hustoty. 
    72117308\end_layout 
    72127309 
     
    75767673\end_inset 
    75777674 
    7578  pak již řídíme na nulovou hodnotu. 
     7675 pak již regulujeme na nulovou hodnotu. 
    75797676 Tuto substituci, která závisí na  
    75807677\begin_inset Formula $\overline{\omega}$ 
     
    77067803 
    77077804 byl řešen experimentálně a bude mu věnována pozornost v části zabývající 
    7708  se experimenty ( 
    7709 \series bold 
    7710 odkaz 
    7711 \series default 
    7712 ). 
     7805 se experimenty, viz odstavec  
     7806\begin_inset CommandInset ref 
     7807LatexCommand ref 
     7808reference "sub:LQ-regulator-volba-param" 
     7809 
     7810\end_inset 
     7811 
     7812. 
    77137813\end_layout 
    77147814 
     
    77257825 přidáním dalšího členu do ztrátové funkce. 
    77267826 Tento člen budeme volit opět kvadratický a to ve tvaru  
    7727 \begin_inset Formula $\left(u_{t}-u_{t-1}\right)^{T}S_{t}\left(u_{t}-u_{t-1}\right)$ 
    7728 \end_inset 
    7729  
    7730 . 
     7827\begin_inset Formula  
     7828\[ 
     7829\left(u_{t}-u_{t-1}\right)^{T}S_{t}\left(u_{t}-u_{t-1}\right). 
     7830\] 
     7831 
     7832\end_inset 
     7833 
    77317834 Penalizační matice  
    77327835\begin_inset Formula $S_{t}$ 
    77337836\end_inset 
    77347837 
    7735  budem opět, jako matice  
     7838 bude podobně jako matice  
    77367839\begin_inset Formula $R_{t}$ 
    77377840\end_inset 
    77387841 
    7739 , nalezena experimentálně, detailněji viz ( 
    7740 \series bold 
    7741 odkaz 
    7742 \series default 
    7743 ). 
    7744  Takovýto člen ale ve standartní ztrátové funkci LQ řízení nevystupuje a 
    7745  jeho přidání již není tak snadné. 
     7842, nalezena experimentálně, detailněji viz odstavec  
     7843\begin_inset CommandInset ref 
     7844LatexCommand ref 
     7845reference "sub:LQ-regulator-volba-param" 
     7846 
     7847\end_inset 
     7848 
     7849. 
     7850  
     7851\end_layout 
     7852 
     7853\begin_layout Standard 
     7854Zmiňovaný člen ale ve standartní ztrátové funkci LQ regulátoru nevystupuje 
     7855 a jeho přidání již není tak snadné. 
    77467856 Při implementaci takto modifikovaného algoritmu je třeba vycházet z návrhu 
    77477857 LQ algoritmu, založeného na maticovém QR rozkladu, viz odstavec  
     
    78367946 
    78377947 dále pracujeme s vektorem  
    7838 \begin_inset Formula $\left(\begin{array}{c} 
     7948\begin_inset Formula $\tilde{x}_{t}=\left(\begin{array}{c} 
    78397949u_{t-1}\\ 
    78407950x_{t} 
     
    79178027 
    79188028\begin_layout Standard 
    7919 Volmě tedy rozdílnou časově nezávislou penalizaci řízení v osách  
     8029Volme tedy rozdílnou časově nezávislou penalizaci řízení v osách  
    79208030\begin_inset Formula $d-q$ 
    79218031\end_inset 
     
    80018111\end_inset 
    80028112 
    8003  vypočteme jako 
     8113 je vypočten jako 
    80048114\begin_inset Formula  
    80058115\begin{eqnarray*} 
     
    80278137\end_inset 
    80288138 
    8029  vypočtená v bodě  
     8139 v bodě  
    80308140\begin_inset Formula $x_{0}$ 
    80318141\end_inset 
     
    81428252\end_inset 
    81438253 
    8144  platí  
     8254 přibližně platí  
    81458255\begin_inset Formula $\overline{\omega}_{t+1}\approx d\overline{\omega}_{t}$ 
    81468256\end_inset 
     
    82608370 má, obdobně jako matice pro EKF v tomto případě, relativně komplikovaný 
    82618371 zápis. 
    8262  Z tohoto důvodu nebude opět uvedena zde v textu, ale je zařazena až do 
    8263  přílohy. 
     8372 Z tohoto důvodu opět nebude uvedena zde v textu, ale je zařazena do přílohy. 
    82648373 Navíc je zde změna i v matici  
    82658374\begin_inset Formula $B_{t}$ 
     
    84678576 lineární a lze opět použít lineárně kvadratický algoritmus. 
    84688577 Členy  
    8469 \begin_inset Formula $\pm b\omega_{t}\begin{array}{c} 
    8470 \sin\\ 
    8471 \cos 
    8472 \end{array}\vartheta_{t}$ 
    8473 \end_inset 
    8474  
     8578\begin_inset Formula $b\omega_{t}\sin\vartheta_{t}$ 
     8579\end_inset 
     8580 
     8581 a  
     8582\family roman 
     8583\series medium 
     8584\shape up 
     8585\size normal 
     8586\emph off 
     8587\bar no 
     8588\strikeout off 
     8589\uuline off 
     8590\uwave off 
     8591\noun off 
     8592\color none 
     8593\lang english 
     8594 
     8595\begin_inset Formula $-b\omega_{t}\cos\vartheta_{t}$ 
     8596\end_inset 
     8597 
     8598 
     8599\family default 
     8600\series default 
     8601\shape default 
     8602\size default 
     8603\emph default 
     8604\bar default 
     8605\strikeout default 
     8606\uuline default 
     8607\uwave default 
     8608\noun default 
     8609\color inherit 
     8610\lang czech 
    84758611 zde pak vystupují jako konstanty a projeví se jako korekce vynásobená konstanto 
    84768612u  
     
    85088644 
    85098645. 
    8510  Dále je třeba upozornit na důležitý detail. 
     8646  
     8647\end_layout 
     8648 
     8649\begin_layout Standard 
     8650Dále je třeba upozornit na důležitý detail. 
    85118651 Na první pohled by se mohlo zdát, že jsme z rovnic kompletně odstranili 
    85128652 závislost na úhlu natočení  
     
    85258665\end_inset 
    85268666 
    8527  je samozřejmě třeba provést transformaci ( 
     8667 je třeba provést transformaci ( 
    85288668\begin_inset CommandInset ref 
    85298669LatexCommand ref 
     
    91299269\end_inset 
    91309270 
    9131  prováděno pomocí symbolický výpočtů v programu Matlab, výsledek je pak 
    9132  uveden v příloze ( 
    9133 \series bold 
    9134 zatím teda není 
    9135 \series default 
    9136 ). 
     9271 na matici  
     9272\begin_inset Formula $\overline{A}_{hyp}$ 
     9273\end_inset 
     9274 
     9275 prováděno numericky, tedy konstantní člen  
     9276\begin_inset Formula $\gamma=f\left(\xi_{0}\right)-A_{hyp}\xi_{0}$ 
     9277\end_inset 
     9278 
     9279 byl vždy vypočítán pro každý čas  
     9280\begin_inset Formula $t$ 
     9281\end_inset 
     9282 
     9283. 
    91379284 Protože uvažujeme redukovaný model je třeba dále užít zřetězení dvou LQ 
    91389285 regulátorů, podobně jako v případě bez hyperstavu v odstavci  
     
    92929439 
    92939440. 
    9294  Pro LQ regulátor je matici opět třeba rozšířit o konstantní člen, který 
    9295  byl počítán symbolicky a je možné jej nalézt v příloze ( 
    9296 \series bold 
    9297 zatím teda ne 
    9298 \series default 
    9299 ). 
     9441 Pro LQ regulátor je matici třeba rozšířit o konstantní člen  
     9442\begin_inset Formula $\gamma=f\left(\xi_{0}\right)-A_{hyp}\xi_{0}$ 
     9443\end_inset 
     9444 
     9445, který byl opět počítán numericky pro každý čas  
     9446\begin_inset Formula $t$ 
     9447\end_inset 
     9448 
     9449. 
    93009450 Výhodou je opět dostupnost odhadu kovarianční matice  
    93019451\begin_inset Formula $P$ 
     
    93189468 
    93199469\begin_layout Standard 
    9320 Dalším z implementovaných algoritmů je jednoduchý návrh založený na  
     9470Dalším z implementovaných algoritmů je jednoduchý duální návrh založený 
     9471 na  
    93219472\emph on 
    93229473bikriteriální metodě 
     
    96119762 
    96129763\begin_layout Standard 
    9613 Vzhledem k tomu, že předchozí dvě verze bikriteriální metody byly založeny 
    9614  na myšlence, že optimální buzení je takové, které zvyšuje otáčky. 
     9764Předchozí dvě verze bikriteriální metody byly založeny na myšlence, že optimální 
     9765 buzení je takové, které zvyšuje otáčky. 
    96159766 Velikosti otáček je totiž úměrná zpětná elektromotorická síla, ze které 
    96169767 jsou následně odhadovány hodnoty neměřených stavových veličin. 
     
    96339784 Hodnoty těchto variancí byly získávány užitím redukované verze rozšířeného 
    96349785 Kalmanova filtru, který byl napočítáván pro každý možný budící zásah zvlášť. 
    9635  Množina budících zásahů byla uvažována závislá na parametru  
     9786 Množina budících zásahů byla konkrétně uvažována závislá na parametru  
    96369787\begin_inset Formula $\varepsilon$ 
    96379788\end_inset 
     
    990510056\end_inset 
    990610057 
     10058 v  
     10059\begin_inset Formula $\overline{R}$ 
     10060\end_inset 
     10061 
    990710062 pak představuje nulový blok vhodné velikosti. 
    990810063\end_layout 
     
    1004810203 kvalitu řízení a jednotlivé algoritmy budou mezi sebou porovnány z různých 
    1004910204 hledisek. 
    10050  Na závěr bude rozebrána jejich vhodnost pro různé aplikace. 
     10205 Na závěr bude rozebrána jejich vhodnost pro praktické aplikace. 
    1005110206\end_layout 
    1005210207 
     
    1014410299\end_inset 
    1014510300 
    10146 , naprostá většina provedených simulací v tomto textu je však tohoto typu. 
     10301, naprostá většina provedených simulací v tomto textu je tohoto typu. 
    1014710302\end_layout 
    1014810303 
     
    1061910774 napětí pomocí po částech lineární aproximace volt-ampérové charakteristiky. 
    1062010775 O tento úbytek je následně zvýšena hodnota požadovaného řídícího napětí. 
    10621  Nevýhodami takového přístupu je, že taková kompenzace není zpětnovazební 
     10776 Nevýhodami takového přístupu je, že užívaná kompenzace není zpětnovazební 
    1062210777 a dále je v podstatě nastavena na kompenzaci simulátoru a pro reálný stroj 
    1062310778 by bylo třeba vytvořit kompenzaci novou. 
     
    1073510890 je závislý na délce časového horizontu. 
    1073610891 Dále v textu tedy bude uvažováno normované verze takového součtu, která 
    10737  odpovídá průměrné kvadratické chybě za jeden časový krok. 
     10892 odpovídá střední kvadratické chybě za jeden časový krok. 
    1073810893\end_layout 
    1073910894 
     
    1074810903\begin_layout Standard 
    1074910904Časový horizont pro porovnání použitých metod bude obvykle volen v délce 
    10750  15 
    10751 \begin_inset Formula $s$ 
    10752 \end_inset 
    10753  
    10754 , případně pro posouzení počátečního chování systému kratší. 
     10905 15 s, případně pro posouzení počátečního chování systému kratší. 
    1075510906 Jako referenční signál bude sloužit několik testovacích profilů, v textu 
    1075610907 budou dále označovány jako: 
     
    1081410965\end_inset 
    1081510966 
    10816 , kde je znázorněn pro amplitudu  
    10817 \begin_inset Formula $10$ 
    10818 \end_inset 
    10819  
    10820 . 
     10967, kde je uvažována amplituda 10. 
    1082110968\end_layout 
    1082210969 
     
    1084210989 
    1084310990\begin_layout Plain Layout 
    10844  
     10991Příklad profilů požadovaných otáček na časovém horizontu 15 s s amplitudou 
     10992  
     10993\begin_inset Formula $10\:\mathrm{rad}/\mathrm{s}$ 
     10994\end_inset 
     10995 
     10996: nahoře trojúhleníkový a dole lichoběžníkový profil 
    1084510997\emph on 
    10846 Příklad profilů požadovaných otáček na časovém horizontu  
    10847 \begin_inset Formula $15\:\mathrm{s}$ 
    10848 \end_inset 
    10849  
    10850  s amplitudou  
    10851 \begin_inset Formula $10\:\mathrm{rad}/\mathrm{s}$ 
    10852 \end_inset 
    10853  
    10854 : nahoře trojúhleníkový a dole lichoběžníkový profil 
     10998. 
    1085510999\begin_inset CommandInset label 
    1085611000LatexCommand label 
     
    1090311047 
    1090411048 byl popsán lineárně kvadratickéhý regulátor pro PMSM. 
    10905  Některé jeho parametry však nebyly specifikovány a navíc je možná celá 
    10906  řada implementací například dle volby ztrátové funkce nebo souřadného systému. 
     11049 Některé jeho parametry však nebyly specifikovány. 
     11050 Navíc je možná celá řada implementací například dle volby ztrátové funkce 
     11051 nebo souřadného systému. 
    1090711052 V následujících odstavcích budou porovnány různé verze LQ regulátoru a 
    1090811053 bude z nich vybrán vhodný zástupce, který bude tuto  
     
    1093611081). 
    1093711082 Právě hodnoty této matice byly voleny experimentálně tak, aby bylo dosaženo 
    10938  co nejlepšího výsledného řízení ve smyslu minimální průměrné kvadratické 
     11083 co nejlepšího výsledného řízení ve smyslu minimální střední kvadratické 
    1093911084 chyby. 
    10940  Matice  
     11085 Volba jednotlivých prvků matice  
     11086\begin_inset Formula $R$ 
     11087\end_inset 
     11088 
     11089 však nemá smysl sama o sobě a je třeba je volit relativně vzhledem k velikosti 
     11090 prvků matice  
     11091\begin_inset Formula $Q$ 
     11092\end_inset 
     11093 
     11094. 
     11095 Ta má pouze jeden nenulový prvek  
     11096\begin_inset Formula $q$ 
     11097\end_inset 
     11098 
     11099, který byl pro jednoduchost volen  
     11100\begin_inset Formula $1$ 
     11101\end_inset 
     11102 
     11103. 
     11104  
     11105\end_layout 
     11106 
     11107\begin_layout Standard 
     11108Matice  
    1094111109\begin_inset Formula $R$ 
    1094211110\end_inset 
     
    1097911147. 
    1098011148 Pro různé dvojice těchto prvků byly provedeny experimenty a vyhodnocena 
    10981  velikost průměrné kvadratické chyby. 
     11149 velikost střední kvadratické chyby. 
    1098211150 Jako příklad budou uvedeny dva takové experimenty: První na  
    1098311151\emph on 
     
    1106511233\end_inset 
    1106611234 
    11067  na velikost průměrné kvadratické chyby. 
     11235 na velikost střední kvadratické chyby. 
    1106811236 Vlevo je zachycen výsledek jednoduchého modelu při užití referenčního profilu 
    1106911237 vysoké otáčky -- lichoběžník a vpravo pak výsledek ze simulátoru s profilem 
     
    1107311241\end_inset 
    1107411242 
    11075  reprezentuje průměrnou kvadratickou chybu. 
     11243 reprezentuje střední kvadratickou chybu. 
    1107611244\begin_inset CommandInset label 
    1107711245LatexCommand label 
     
    1110211270\end_inset 
    1110311271 
    11104 , se kterými bylo dosaženo nejlepších výsledků ve smyslu minimální průměrné 
     11272, se kterými bylo dosaženo nejlepších výsledků ve smyslu minimální střední 
    1110511273 chyby, jsou v souřadné soustavě  
    1110611274\begin_inset Formula $d-q$ 
     
    1117111339Testování jednotlivých možností probíhalo na simulátoru i za použití jednoduchéh 
    1117211340o modelu pro různá nastavení a referenční profily. 
    11173  Opět byla vyhodnocována průměrná kvadratická chyba, protože však tento 
    11174  ukazatel není vhodný pro srovnání za různých simulačních podmínek a na 
    11175  různých profilech, byly pouze zaznamenávány počty, kolikrát každá z možností 
    11176  penalizace dosáhla nejmenší chyby. 
     11341 Opět byla vyhodnocována střední kvadratická chyba, protože však tento ukazatel 
     11342 není vhodný pro srovnání za různých simulačních podmínek a na různých profilech 
     11343, byly pouze zaznamenávány počty, kolikrát každá z možností penalizace dosáhla 
     11344 nejmenší chyby. 
    1117711345 Na grafu obrázek jsou pak tyto hodnoty zachyceny. 
    1117811346 Jako nejvýhodnější se ukázalo využití pouze penalizace přírůstků. 
     
    1119811366\begin_layout Plain Layout 
    1119911367Vliv rozdílné penalizace řídícího zásahu. 
    11200  Na grafu jsou zachyceny počty, kdy daná kategorie dosáhla nejnižší průměrné 
     11368 Na grafu jsou zachyceny počty, kdy daná kategorie dosáhla nejnižší střední 
    1120111369 chyby za různých experimentálních podmínek. 
    1120211370 Význam kategorií je následující: 1 -- penalizace pouze hodnot napětí; 2 
     
    1124311411\end_inset 
    1124411412 
    11245  a oba tyto případech zde budou uvažovány pro experimentální porovnání. 
     11413 a oba tyto případy zde budou uvažovány pro experimentální porovnání. 
    1124611414\end_layout 
    1124711415 
     
    1125211420 
    1125311421 jsou rovnice popisující PMSM lineární až na smíšené členy obsahující součin 
    11254  proudu a otáček a v případě zanedbání těchto členů by rovnice byly lineární 
    11255  zcela. 
     11422 proudu a otáček. 
     11423 V případě zanedbání těchto členů by rovnice byly lineární zcela. 
    1125611424 To by přineslo značnou výhodu, protože by bylo možno celý algoritmus LQ 
    1125711425 regulátoru předpočítat a výpočet řícícího zásahu značně usnadnit. 
     
    1135411522 označován v tomto odstavci. 
    1135511523 Jednotlivé výše zmiňované metody pro řízení PMSM byly opět porovnávány 
    11356  především na základě dosažených průměrných kvadratických chyb, tyto hodnoty 
     11524 především na základě dosažených středních kvadratických chyb, tyto hodnoty 
    1135711525 při užití simulátoru jsou uvedeny v tabulce  
    1135811526\begin_inset CommandInset ref 
     
    1197312141 
    1197412142\begin_layout Plain Layout 
    11975 Hodnoty průměrné kvadratické chyby dosažené na simulátoru pro jednotlivé 
     12143Hodnoty střední kvadratické chyby dosažené na simulátoru pro jednotlivé 
    1197612144 uvažované algoritmy při různých profilech referenčních otáček. 
    1197712145  
     
    1203412202 Oproti tomu metody řízení založené na LQ regulátoru tímto nedostatkem netrpí 
    1203512203 a dokáží pracovat i s malou amplitudou referenčních otáček. 
    12036  Tento výsledek, tedy rozdíl algoritmu ( 
     12204 Tento výsledek, tedy rozdíl mezi ( 
    1203712205\begin_inset Formula $PI$ 
    1203812206\end_inset 
    1203912207 
    12040 ) a obecně nějakého ( 
     12208) a obecně nějakým ( 
    1204112209\begin_inset Formula $LQ$ 
    1204212210\end_inset 
    1204312211 
    12044 ) je zachycen na grafech obrázek  
     12212) algoritmem je zachycen na grafech v obrázku  
    1204512213\begin_inset CommandInset ref 
    1204612214LatexCommand ref 
     
    1226312431vysoké otáčky 
    1226412432\emph default 
    12265  jsou zachyceny na grafech obrázku  
     12433 jsou zachyceny na grafech v obrázku  
    1226612434\begin_inset CommandInset ref 
    1226712435LatexCommand ref 
     
    1229512463 
    1229612464), ostatní použité algoritmy si pro vysoké hodnoty otáček počínají relativně 
    12297  dobře při srovnání na základě průměrné kvadratické chyby celkem vyrovněně. 
     12465 dobře při srovnání na základě střední kvadratické chyby celkem vyrovnaně. 
    1229812466 Hodnoty této chyby shrnuje tabulka  
    1229912467\begin_inset CommandInset ref 
     
    1247312641 
    1247412642\begin_layout Standard 
    12475 Na základě dosažených hodnot průměrného kvadrátu chyby byl nakonec jako 
     12643Na základě dosažených hodnot střední kvadratické chyby byl nakonec jako 
    1247612644 nejvhodnější zástupce vektorového řízení s lineárně kvadratickým regulátorem 
    1247712645 vybrán algoritmus ( 
     
    1264912817\end_inset 
    1265012818 
    12651 , byla v provedených experimentech volena  
    12652 \begin_inset Formula $5V$ 
    12653 \end_inset 
    12654  
    12655 . 
     12819, byla v provedených experimentech volena 5 V. 
    1265612820\end_layout 
    1265712821 
     
    1269412858 
    1269512859\begin_layout Standard 
    12696 Hodnoty průměrné kvadratické chyby pro jednotlivé verze bikriteriální metody 
     12860Hodnoty střední kvadratické chyby pro jednotlivé verze bikriteriální metody 
    1269712861 na různých profilech referenčních otáček jsou zachyceny na obrázku  
    1269812862\begin_inset CommandInset ref 
     
    1279212956 
    1279312957\begin_layout Plain Layout 
    12794 Hodnoty průměrné kvadratické chyby pro jednotlivé verze (viz legenda) bikriteriá 
    12795 lní metody, při současném užití vektorového řízení s a) PI nebo b) LQ regulátory. 
     12958Hodnoty střední kvadratické chyby pro jednotlivé verze (viz legenda) bikriteriál 
     12959ní metody, při současném užití vektorového řízení s a) PI nebo b) LQ regulátory. 
    1279612960 V grafech označuje  
    1279712961\begin_inset Formula $\delta$ 
    1279812962\end_inset 
    1279912963 
    12800  průměrnou kvadratickou chybu. 
     12964 střední kvadratickou chybu. 
    1280112965 Referenční profily otáček jsou následující: 1 -- nulový; 2 -- nízké otáčky 
    1280212966 trojúhelníky; 3 -- nízké otáčky lichoběžníky; 4 -- průchody nulou trojúhelníky; 
     
    1284913013 
    1285013014\begin_layout Standard 
    12851 Hodnoty průměrné kvadratické chyby jsou zachyceny na obrázku  
     13015Hodnoty střední kvadratické chyby jsou zachyceny na obrázku  
    1285213016\begin_inset CommandInset ref 
    1285313017LatexCommand ref 
     
    1286413028, ale je způsobováno značné rušení při dosahování požadavku na otáčky a 
    1286513029 výsledné řízení je nedostačující. 
    12866  Lepší výsledky byly získány přidáváním konstanty k řízení v ose 
     13030 Lepší výsledky byly získány přidáváním konstanty k řízení v ose  
    1286713031\begin_inset Formula $d$ 
    1286813032\end_inset 
     
    1289313057 Kvalita jimi poskytovaného řízení byla opět experimentálně ověřena pomocí 
    1289413058 simulátoru PMSM. 
    12895  Srovnání bylo provedeno především na základě dosažených průměrných kvadratickýc 
    12896 h chyb na jeden časový krok a tyto hodnoty jsou zaznamenány v grafu na obrázku 
     13059 Srovnání bylo provedeno především na základě dosažených středních kvadratických 
     13060 chyb na jeden časový krok a tyto hodnoty jsou zaznamenány v grafu na obrázku 
    1289713061  
    1289813062\begin_inset CommandInset ref 
     
    1294913113 
    1295013114\begin_layout Plain Layout 
    12951 Hodnoty průměrné kvadratické chyby algoritmu využívajícího hyperstav pro 
     13115Hodnoty střední kvadratické chyby algoritmu využívajícího hyperstav pro 
    1295213116 plný a redukovaný model PMSM. 
    1295313117 V grafech označuje  
     
    1295513119\end_inset 
    1295613120 
    12957  průměrnou kvadratickou chybu. 
     13121 střední kvadratickou chybu. 
    1295813122 Referenční profily otáček jsou následující: 1 -- nulový; 2 -- nízké otáčky 
    1295913123 trojúhelníky; 3 -- nízké otáčky lichoběžníky; 4 -- průchody nulou trojúhelníky; 
     
    1300913173\end_inset 
    1301013174 
    13011  je v tomto smyslu daleko lepší, protože jejich velikost můžeme získat právě 
    13012  ze zpětné elektromotorické síly. 
    13013  V nulových otáčkách navíc tato veličina není nepozorovatelná, ale nulová. 
     13175 je v tomto smyslu daleko lepší, protože její velikost odpovídá velikosti 
     13176 zpětné elektromotorické síly. 
     13177 V nulových otáčkách tedy tato veličina není nepozorovatelná, ale nulová. 
    1301413178\end_layout 
    1301513179 
     
    1320113365\begin_layout Subsection 
    1320213366Výsledky dosažené pomocí PCRB 
     13367\begin_inset CommandInset label 
     13368LatexCommand label 
     13369name "sub:Výsledky-dosažené-pomocí-pcrb" 
     13370 
     13371\end_inset 
     13372 
     13373 
    1320313374\end_layout 
    1320413375 
     
    1325613427 stále roste, teoreticky až ke své krajní hodnotě odpovídající varianci 
    1325713428 uniformního rozdělení na intervalu  
    13258 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
     13429\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
    1325913430\end_inset 
    1326013431 
     
    1344213613 Vliv přidaného signálu byl zkoumán zejména na profilu nulových otáček, 
    1344313614 kdy je nejvíce patrný. 
    13444  Pro výpočet PCRB byl uvažován vysokofrekvenční signál o amplitudě  
    13445 \begin_inset Formula $5V$ 
    13446 \end_inset 
    13447  
    13448  a frekvenci  
    13449 \begin_inset Formula $1000Hz$ 
    13450 \end_inset 
    13451  
    13452 . 
     13615 Pro výpočet PCRB byl uvažován vysokofrekvenční signál o amplitudě 5 V a 
     13616 frekvenci 1000 Hz. 
    1345313617 Narozdíl od běžných injektážních metod však tento signál nebyl nijak vyhodnocov 
    1345413618án a byl pouze zkoumán jeho vliv na pozorovatelnost stavu, konkrétně PCRB 
     
    1380513969 kompromis mezi optimálním řízením a buzením. 
    1380613970 Nachází-li se v nulových otáčkach a je-li požadovaná hodnota otáček také 
    13807  nulová, jako v uvažovaném případě, není pravděpodobně třeba příliš velké 
     13971 nulová, jako v uvažovaném případě, není pravděpodobně třeba příliš velkého 
    1380813972 buzení. 
    1380913973\end_layout 
     
    1387714041 
    1387814042 je náhodnou veličinou s rovnoměrným rozdělením na intervalu  
    13879 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
     14043\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
    1388014044\end_inset 
    1388114045 
     
    1388714051 
    1388814052. 
    13889  Realizaci jedné nebo druhé varianty není možno okamžitě poznat z modelu 
     14053  
     14054\end_layout 
     14055 
     14056\begin_layout Standard 
     14057Realizaci jedné nebo druhé varianty není možno okamžitě poznat z modelu 
    1389014058 stroje a jejich rozpoznání je třeba řešit jinak. 
    1389114059 Jednou možností je užití metod popsaných v odstavci  
     
    1390314071 stroji a z této neshody mezi strojem a modelem již lze poznat, že došlo 
    1390414072 ke špatnému odhadu. 
    13905  Problémem zmiňovaného přístupu je však právě delší časový okamžik nezbytný 
    13906  k detekci této chyby. 
     14073 Problémem zmiňovaného přístupu je právě delší časový okamžik nezbytný k 
     14074 detekci této chyby. 
    1390714075  
    1390814076\end_layout 
     
    1391114079Z důvodů zmiňovaných komplikací bude tedy dále v textu předpokládán počáteční 
    1391214080 úhel natočení pouze v intervalu  
    13913 \begin_inset Formula $\left\langle -\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
     14081\begin_inset Formula $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
    1391414082\end_inset 
    1391514083 
     
    1393614104průchody nulou 
    1393714105\emph default 
    13938  v časovém horizontu  
    13939 \begin_inset Formula $1s$ 
    13940 \end_inset 
    13941  
    13942 . 
     14106 v časovém horizontu 1 s. 
    1394314107 Důvodem pro volbu tohoto profilu bylo, že profily s nižšími otáčkami způsobují 
    1394414108 značné komplikace některým algoritmům, zejména založeným na PI regulátorech 
     
    1395014114 
    1395114115 byla volena náhodně z intervalu  
    13952 \begin_inset Formula $\left\langle -\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
     14116\begin_inset Formula $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
    1395314117\end_inset 
    1395414118 
     
    1396914133 
    1397014134\begin_layout Standard 
    13971 Jednotlivé porovnávané algoritmy byly porovnávány na základě průměrné kvadratick 
    13972 é chyby (průměrná na jeden časový krok i pro jednotlivé realizace počáteční 
    13973  polohy  
     14135Jednotlivé algoritmy byly porovnávány na základě střední kvadratické chyby 
     14136 (střední pro jeden časový krok i pro jednotlivé realizace počáteční polohy 
     14137  
    1397414138\begin_inset Formula $\vartheta_{0}$ 
    1397514139\end_inset 
     
    1403514199. 
    1403614200 V důsledku toho pak dosahuje relativně vyšší průměrné kvadratické chyby, 
    14037  ale tento jev lze také pozorovat na obrázku  
     14201 tento jev lze také pozorovat na obrázku  
    1403814202\begin_inset CommandInset ref 
    1403914203LatexCommand ref 
     
    1409314257 
    1409414258\begin_layout Plain Layout 
    14095 a) průměrná kvadratická chyba 
     14259a) střední kvadratická chyba 
    1409614260\end_layout 
    1409714261 
     
    1422414388\begin_layout Plain Layout 
    1422514389Vliv počáteční polohy na rozjezd stroje při užítí různých algoritmů. 
    14226  a) přehled dosažených průměrných kvadratických chyb ( 
     14390 a) přehled dosažených středních kvadratických chyb ( 
    1422714391\begin_inset Formula $\delta$ 
    1422814392\end_inset 
     
    1427814442 
    1427914443 byla opět volena náhodně z intervalu  
    14280 \begin_inset Formula $\left\langle -\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
     14444\begin_inset Formula $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right\rangle $ 
    1428114445\end_inset 
    1428214446 
     
    1434114505 Je však důležité věnovat pozornost i dosažené chybě při řízení na nulové 
    1434214506 požadované otáčky. 
    14343  Tato chyba je zde opět reprezentována jako průměrná kvadratická chyba skutečnýc 
    14344 h a požadovaných otáček a její hodnoty jsou pro jednotlivé algoritmy zaneseny 
     14507 Tato chyba je zde opět reprezentována jako střední kvadratická chyba skutečných 
     14508 a požadovaných otáček a její hodnoty jsou pro jednotlivé algoritmy zaneseny 
    1434514509 v grafu na obrázku  
    1434614510\begin_inset CommandInset ref 
     
    1442014584 
    1442114585\begin_layout Plain Layout 
    14422 a) průměrná kvadratická chyba 
     14586a) střední kvadratická chyba 
    1442314587\end_layout 
    1442414588 
     
    1455214716Vliv počáteční polohy na setrvání stroje v nulových otáčkách při užítí různých 
    1455314717 algoritmů. 
    14554  a) přehled dosažených průměrných kvadratických chyb ( 
     14718 a) přehled dosažených středních kvadratických chyb ( 
    1455514719\begin_inset Formula $\delta$ 
    1455614720\end_inset 
     
    1460414768\emph default 
    1460514769. 
    14606  Jednotlivé algoritmy byly porovnány na základě průměrných kvadratických 
     14770 Jednotlivé algoritmy byly porovnány na základě středních kvadratických 
    1460714771 chyb, jejich hodnoty jsou pak zaneseny v grafu na obrázku  
    1460814772\begin_inset CommandInset ref 
     
    1463014794\begin_layout Standard 
    1463114795Především lze opět pozorovat již zmiňovanou neaktivitu vektorového PI řízení, 
    14632  kdy na profilu nízkých otáček s amplitudou  
    14633 \begin_inset Formula $1rad/s$ 
    14634 \end_inset 
    14635  
    14636  vůbec nedojde k roztočení stroje a v důsledku toho pak dohází k relativně 
    14637  větší průměrné kvadratické chybě. 
     14796 kdy na profilu nízkých otáček s amplitudou 1 rad/s vůbec nedojde k roztočení 
     14797 stroje a v důsledku toho pak dohází k relativně větší střední kvadratické 
     14798 chybě. 
    1463814799  
    1463914800\end_layout 
     
    1464814809 Regulátor totiž přidává výrazné budící zásahy pouze při dosažení nulových 
    1464914810 otáček, tedy když dojde k nepozorovatelnosti systému. 
    14650  Tyto budící zásahy jsou však relativně velké vzhledem k amplitude otáček, 
     14811 Tyto budící zásahy jsou však relativně velké vzhledem k amplitudě otáček, 
    1465114812 což by mohlo být překážkou pro praktickou aplikaci algoritmu. 
    1465214813\end_layout 
     
    1465914820\emph default 
    1466014821. 
    14661  Všechny tyto algoritmy také dosáhly relativně nízké průměrné kvadratické 
     14822 Všechny tyto algoritmy také dosáhly relativně nízké střední kvadratické 
    1466214823 chyby pro trojúhelníkový i lichoběžníkový profil. 
    1466314824 Jako nejlepší z nich a i celkově se ukazuje jednoduchý injektážní návrh, 
    1466414825 rozdíl oproti algortimu založeném na hyperstavu je však malý. 
    14665  Nízké ztráty pak dosahuje i samostatné vektorové LQ řízení. 
     14826 Nízké chyby pak dosahuje i samostatné vektorové LQ řízení. 
    1466614827  
    1466714828\begin_inset Float figure 
     
    1490815069 
    1490915070\begin_layout Plain Layout 
    14910 Dosažené hodnoty průměrných kvadratických ztrát  
     15071Dosažené hodnoty středních kvadratických chyb  
    1491115072\begin_inset Formula $\delta$ 
    1491215073\end_inset 
     
    1497815139 
    1497915140\begin_layout Standard 
    14980 Jednotlivé algoritmy pak byly porovnávány na základě dosažených průměrných 
     15141Jednotlivé algoritmy pak byly porovnávány na základě dosažených středních 
    1498115142 kvadratických chyb, jejichž hodnoty jsou uvedeny v grafu  
    1498215143\begin_inset CommandInset ref 
     
    1521915380 
    1522015381\begin_layout Standard 
    15221 Konečně bude podrobněji popsáno i chování jednotlivých algoritmů ve vysokých 
    15222  otáčkách. 
    15223  Pro simulace bylo užito trojúhelníkového i lichoběžníkového profilu referenčníc 
    15224 h otáček  
     15382Následuje podrobnější popis chování jednotlivých algoritmů ve vysokých otáčkách. 
     15383 Pro simulace bylo užito trojúhelníkového i lichoběžníkového referenčního 
     15384 profilu  
    1522515385\emph on 
    1522615386vysoké otáčky 
     
    1532515485 
    1532615486\begin_layout Standard 
    15327 Porovnání pro jednotlivé algoritmy na základě dosažených průměrných kvadratickýc 
    15328 h chyb pak představuje graf na obrázku  
     15487Porovnání pro jednotlivé algoritmy na základě dosažených středních kvadratických 
     15488 chyb pak představuje graf na obrázku  
    1532915489\begin_inset CommandInset ref 
    1533015490LatexCommand ref 
     
    1580315963 obvykle řešen užitím hybridních injektážních algoritmů. 
    1580415964  
     15965\end_layout 
     15966 
     15967\begin_layout Standard 
     15968Zajímavou vlastností injektáží je, že na ně lze pohlížet jako na duální 
     15969 metodu. 
     15970 Opatrnou část reprezentuje použitý řídící algoritmus, obvykle vektorové 
     15971 řízení. 
     15972 Budící část je pak zastoupena přídavným vysokofrekvenčním signálem. 
     15973 Zde je ale třeba zdůraznit výsledky analýzy systému pomocí aposteriorních 
     15974 Cramer-Raových mezí, viz odstavec  
     15975\begin_inset CommandInset ref 
     15976LatexCommand ref 
     15977reference "sub:Výsledky-dosažené-pomocí-pcrb" 
     15978 
     15979\end_inset 
     15980 
     15981. 
     15982 Na jejich základě lze totiž zlepšení pozorovatelnosti systému vyhodnotit 
     15983 jako relativně nejmenší z používaných metod. 
     15984 Oproti tomu ale implementovaná metoda podává velmi dobré výsledky co se 
     15985 týče odhadů stavových veličin se špatnou pozorovatelností. 
     15986 Pozitivní vliv na výsledky injektážních metod tedy nelze hledat pouze v 
     15987 přidání budícího signálu, ale především je důležité i jeho vyhodnocování 
     15988 pomocí metod analýzy signálu. 
    1580515989\end_layout 
    1580615990 
     
    1593516119 Nebo ekvivalentně vyvinutí metody, která zvládne odhadovat polohu v celém 
    1593616120 intervalu  
    15937 \begin_inset Formula $\left\langle -\pi,\pi\right\rangle $ 
     16121\begin_inset Formula $\left(-\pi,\pi\right\rangle $ 
    1593816122\end_inset 
    1593916123 
     
    1594316127\begin_layout Chapter* 
    1594416128Závěr 
     16129\end_layout 
     16130 
     16131\begin_layout Standard 
     16132Hlavním záměrem této práce bylo zkoumání možosti užití duálního řízení pro 
     16133 regulaci synchronního stroje s permanentními magnety v bezsenzorovém návrhu. 
     16134 V textu je nejdříve přiblížen samotný PMSM, dále jeho matematický popis 
     16135 a běžně užívané postupy pro odhadování a řízení tohoto systému. 
     16136 Následuje kapitola věnovaná řídícím algoritmům s důrazem na řízení duální. 
     16137 Další části textu už jsou zaměřeny na aplikaci konkrétních algoritmů na 
     16138 systém synchronního stroje s permanentními magnety a jejich porovnání a 
     16139 vyhodnocení na základě simulací. 
     16140  
     16141\end_layout 
     16142 
     16143\begin_layout Standard 
     16144Běžně užívané vektorové řízení založené na PI regulátorech a doplněné rozšířeným 
     16145 Kalmanovým filtrem jako pozorovatelem slouží za referenční, neduální, metodu. 
     16146 Tento základní algoritmus byl modifikován užitím lineárně kvadratického 
     16147 návrhu vektorového řízení. 
     16148 Lineárně kvadratický regulátor je sice výpočetně náročnější než PI regulátory, 
     16149 ale na základě simulací bylo ukázáno, že dosahuje lepších výsledků, především 
     16150 v problematických režimech jako nízké otáčky a průchody nulovými otáčkami. 
     16151 Zatím se však stále nejedná o duální metodu. 
     16152 Lineárně kvadratická verze vektorového řízení pak dále sloužila jako výchozí 
     16153 pro tvorbu složitějších algoritmů. 
     16154\end_layout 
     16155 
     16156\begin_layout Standard 
     16157Dále byly implementovány pokročilejší metody, které měly za cíl zvládnout 
     16158 dobrý běh stroje i v nízkých nebo nulových otáčkách při komplikacích způsobenýc 
     16159h špatnou pozorovatelností polohy stroje. 
     16160 Právě zlepšení pozorovatelnosti za účelem poskytnutí lepšího řízení je 
     16161 oblastí, kde by se měly s výhodou projevit duální algoritmy. 
     16162  
     16163\end_layout 
     16164 
     16165\begin_layout Standard 
     16166Za tímto účelem jsou nejběžněji využívány injektážní metody, případně metody 
     16167 hybridní, které kombinují injektáže s jiným typem pozorovatele ve vyšších 
     16168 otáčkách. 
     16169 Jako zástupce těchto metod byl implementován jednoduchý injektážní návrh, 
     16170 který kombinuje vysokofrekvenční injektáž s rozšířeným Kalmanovým filtrem 
     16171 a je dále doplněn lineárně kvadratickým vektorovým řízením. 
     16172 Narozdíl od hybridních metod však nedochází k omezování injektovaného signálu 
     16173 s rostoucími otáčkami. 
     16174 Pomocí tohoto algoritmu bylo dosaženo velmi dobrých výsledků, což je v 
     16175 souladu s velkým zájmem o injektážní, případně hybridní, metody v odborné 
     16176 literatuře a snaze o nasazení jejich v praxi. 
     16177 Největším nedostatkem injektážních metod jsou však jejich specifické požadavky 
     16178 na konstrukci stroje a tedy nemožnost nasazení na všechny dostupné typy 
     16179 PMSM. 
     16180\end_layout 
     16181 
     16182\begin_layout Standard 
     16183Následujícím testovaným duálním algoritmem bylo užití bikriteriální metody. 
     16184 Podstata tohoto přístupu spočívá ve stanovení dvou kriterií, pro opatrné 
     16185 řízení a optimální buzení, která jsou minimalizována zvlášť. 
     16186 Kvůli komplikacím s nalezením opatrného řízení bylo místo něj užito standardníh 
     16187o vektorového řízení založeného buď na LQ nebo PI regulátorech. 
     16188 Pro budící složku bylo zkoumáno několik možností o různé složitosti. 
     16189 Nakonec byla vybrána verze s LQ regulátorem a pěti současně běžícími EKF 
     16190 pro výběr minimální variance jako nejlepší zástupce bikriteriální metody. 
     16191 U tohoto algoritmu se podařilo experimentálně prokázat duální vlastnosti 
     16192 a celkově poskytoval relativně dobré výsledky. 
     16193 Větším problémem ale bylo chování při nízkých otáčkách, kdy budící zásahy 
     16194 způsobovaly výraznější chybu řízení. 
     16195 Pro méně náročné aplikace by však tento algoritmus mohl být dostačující. 
     16196\end_layout 
     16197 
     16198\begin_layout Standard 
     16199Posledním zkoumaným přístupem k duálnímu řízení byla aplikace hyperstavu. 
     16200 Jedná se v podstatě o rozšíření základního stavu systému o kovariance jednotliv 
     16201ých stavových veličin. 
     16202 V důsledku této úpravy je pak stručně řečeno možno pracovat kromě odhadu 
     16203 těchto veličin i s jejich přesností. 
     16204 Na systém popsaný hyperstavem byl dále použit EKF pro odhadování a LQ regulátor 
     16205 pro vektorové řízení, který navíc zahrnoval i vhodnou penalizaci kovariancí. 
     16206 Experimentálně bylo opět ověřeno, že se jedná o duální přístup a bylo dosaženo 
     16207 relativně velmi dobrých výsledků. 
     16208 Jednoduchý injektážní návrh sice poskytoval výsledky zpravidla lepší, avšak 
     16209 algoritmus s hyperstavem nevyžaduje žádné speciální vlastnosti stroje jako 
     16210 například anizotropie rotoru. 
     16211 Nevýhodou užití hyperstavu je ale poměrně větší výpočetní náročnost, která 
     16212 zatím brání jeho efektivnímu nasazení na skutečném zařízení. 
     16213\end_layout 
     16214 
     16215\begin_layout Standard 
     16216V této práci je předložena alternativa k běžně užívanému vektorovému řízení 
     16217 a je zde prezentován pohled na injektážní metody v rámci duálního řízení. 
     16218 Dále byly na PMSM v bezsenzorovém návrhu aplikovány dvě další duální metody 
     16219 s nimiž se podařilo dosáhnout poměrně velmi dobrých výsledků. 
     16220 Je zde samozřejmě prostor k dalšímu výzkumu a modifikacím, aby bylo možno 
     16221 efektivně nasadit prezentované algoritmy za jakýchkoliv podmínek. 
     16222 V každém případě ale lze konstatovat, že užití konceptu duálního řízení 
     16223 je dobrou cestu řešení problému bezsenzorového řízení synchronních strojů. 
     16224  
    1594516225\end_layout 
    1594616226 
     
    1596116241 
    1596216242\begin_layout Standard 
    15963 V příloze jsou zařazeny komplikovanější formální úpravy výrazů, které nejsou 
     16243\begin_inset ERT 
     16244status open 
     16245 
     16246\begin_layout Plain Layout 
     16247 
     16248 
     16249\backslash 
     16250pagenumbering{roman} 
     16251\end_layout 
     16252 
     16253\end_inset 
     16254 
     16255 
     16256\end_layout 
     16257 
     16258\begin_layout Standard 
     16259V příloze jsou zařazeny složitější formální úpravy výrazů, které nejsou 
    1596416260 zařazeny v hlavní části textu především z důvodu jejich komplikovaného 
    1596516261 zápisu. 
     
    1623216528\end_inset 
    1623316529 
     16530Matice  
     16531\begin_inset Formula $C$ 
     16532\end_inset 
     16533 
     16534 je stejná jako v případě stejných indukčností. 
     16535\end_layout 
     16536 
     16537\begin_layout Subsubsection 
     16538Redukovaný model 
     16539\end_layout 
     16540 
     16541\begin_layout Standard 
     16542V případě redukovaného modelu pro různé indukčnosti, jsou matice  
     16543\begin_inset Formula $A_{t}$ 
     16544\end_inset 
     16545 
     16546 a  
     16547\begin_inset Formula $C_{t}$ 
     16548\end_inset 
     16549 
     16550 pro užití v EKF ve tvaru 
     16551\begin_inset Formula  
     16552\begin{eqnarray*} 
     16553A_{t} & = & \left[\begin{array}{cc} 
     16554\frac{d\omega_{t+1}}{d\omega_{t}} & \frac{d\omega_{t+1}}{d\vartheta_{t}}\\ 
     16555\frac{d\vartheta_{t+1}}{d\omega_{t}} & \frac{d\vartheta_{t+1}}{d\vartheta_{t}} 
     16556\end{array}\right],\\ 
     16557C_{t} & = & \left[\begin{array}{cc} 
     16558\frac{di_{\alpha,t+1}}{d\omega_{t}} & \frac{di_{\alpha,t+1}}{d\vartheta_{t}}\\ 
     16559\frac{di_{\beta,t+1}}{d\omega_{t}} & \frac{di_{\beta,t+1}}{d\vartheta_{t}} 
     16560\end{array}\right]. 
     16561\end{eqnarray*} 
     16562 
     16563\end_inset 
     16564 
    1623416565 
    1623516566\end_layout 
     
    1635816689\end_layout 
    1635916690 
     16691\begin_layout Subsubsection 
     16692 
     16693\end_layout 
     16694 
    1636016695\begin_layout Standard 
    1636116696