Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Doktorska disertacija obravnava problem emulacij baterijskih paketov za uporabo v razvoju komponent za električna vozila (EV). Predstavljeni so vsi potrebni segmenti, od izbire in identifikacije modelov baterij, ki so primerni za izvajanje v realnem času, razvoja ustreznega pretvornika za emulacijo do razvoja emulacijskega algoritma. Predlagan emulacijski algoritem temelji na kaskadni strukturi, notranjo regulacijo tvorijo ločene regulacijske zanke vejnih tokov na osnovi drsnega režima. Zanke se izvajajo s konstantno stikalno frekvenco, mogoča je implementacija na digitalnih signalnih krmilnikih (DSP). Zaradi uporabe ocene motenj, dobljenih z diskretnimi opazovalniki motenj, je zagotovljeno sledenje drsni ravnini brez efekta drhtenja (angl. chattering). Tokovni regulatorji si delijo skupno referenco toka, zagotovljena je enakost tokov in dinamik, kar omogoča redukcijo sistema več vej pretvornika na sistem 2. reda. Zunanjo regulacijo zagotavlja napetostni regulator, ki ima vključen model emulirane baterije, kar omogoča replikacijo obnašanja baterije v frekvenčnem področju modela. Predkrmilje izhodnega toka v kombinaciji z opazovalnikom motnje, podobnim kot pri tokovni regulaciji, zmanjša vpliv bremena na obnašanje. Posebno je v nalogi obravnavan problem različnih bremen, predlagana so pravila nastavitve parametrov, ki zagotavljajo stabilnost pretvornika tudi ob priklopu bremen konstantne moči (CPL), ki so glavni porabniki v EV. Delovanje predlaganih algoritmov je potrjeno s simulacijami in z eksperimentalnim vezjem.
Ključne besede: električna vozila (EV), emulacije baterij, vodenje v drsnem režimu, opazovalnik motnje, predkrmiljenje izhodnega toka, bremena konstantne moči (CPL)
Objavljeno v DKUM: 01.10.2020; Ogledov: 1526; Prenosov: 180
Celotno besedilo (4,71 MB)

Opis: V disertaciji je predstavljen regulacijski algoritem za skalirano bilateralno vodenje, ki je načrtovan v virtualnem modalnem prostoru in izpeljan po postopku vodenja v drsnem režimu. Takšen algoritem zagotavlja delovanje brez drhtenja, robustnost na motnje sistema in omogoča enostavno implementacijo. Poleg tega omogoča tudi skalirano bilateralno teleoperiranje, kar je potrebno, kadar gospodar in suženj nista enaka mehanizma. Za delovanje potrebuje regulacijski algoritem informacijo o položaju gospodarja/sužnja in zunanjih silah, ki delujejo na sistem. Predlagana je uporaba analognih Hallovih senzorjev, ki so v današnjih časih že vgrajeni v ohišje nekaterih motorjev. S takšnimi senzorji je mogoče zagotoviti ustrezno informacijo o položaju in hitrosti. Predstavljeni so algoritmi za estimacijo položaja in hitrosti. Izvedena je implementacija regulacijskega algoritma na FPGA vezju. Za FPGA vezje je značilna velika računska moč in paralelno izvajanje procesov, zaradi česar je mogoče doseči visoke frekvence vodenja. To se je že izkazalo kot pogoj za vrhunske sisteme vodenja. Za takšne sisteme so potrebne visoke lomne frekvence implementiranih filtrov. Ti filtri so pravi-loma vključeni za filtriranje vhodnih signalov, za meritev hitrosti in v nekaterih primerih tudi za estimacijo zunanje sile. Visoke lomne frekvence so pogoj tudi za zmogljivo bilateralno teleoperiranje. Zaradi omejenih strojnih virov FPGA vezja je pri zahtevnih sistemih potrebno skrbno načrtovati konfiguracijo logičnega vezja. V nasprotnem primeru je lahko razpoložljiva količina strojnih virov premajhna. V disertaciji je predstavljena načrtovalska metodologija, ki omogoča optimizacijo strojnih virov FPGA vezja in časa izvedbe procesov. Poleg tega takšna načrtovalska metodologija omogoča kratek čas načrtovanja. Predlagana izvedba zmogljivega bilateralnega teleoperatorja, ki vključuje analogne Hallove senzorje in FPGA vezje, je eksperimentalno preizkušena. V ta namen je bil izdelan preprost eksperimentalni sistem. Eksperimenti vključujejo različne scenarije (prosto gibanje, dotik mehkega objekta in dotik trdega objekta) in različne vrednosti regulacijskih parametrov. Predlagana izvedba omogoča zmogljivo skalirano bilateralno teleoperiranje s kvalitetnim pre-nosom oddaljenega občutka dotika.
Ključne besede: Teleoperiranje, bilateralno vodenje, haptika, vodenje v drsnem režimu, FPGA, Hallovi senzorji, meritev položaja, estimacija hitrost, PLL, opazovalnik zunanje sile
Objavljeno v DKUM: 08.10.2013; Ogledov: 2803; Prenosov: 276
Celotno besedilo (9,68 MB)

Ključne besede: vodljivost, opazovalnost, prostor stanj, regulacija stanja, opazovalnik
Objavljeno v DKUM: 26.07.2007; Ogledov: 2839; Prenosov: 0