Adaptivní řízení elektromechanických aktuátorů s využitím dopředného kompenzátoru založeného na více-modelovém přístupu

Abstract

Tato dizertační práce se zabývá odvozením nového adaptivního dopředného kompenzátoru, který bude použit pro řízení elektromechanických aktuátorů používaných v automobilovém průmyslu. Jedná se o elektronickou škrticí klapku a EGR ventil. Představený adaptivní kompenzátor je odvozen od již existující metody více-modelového zpětnovazebního řízení. V této práci je uvedeno odvození této metody a simulační a experimentální ověření. Dále jsou v této práci představeny a shrnuty nejznámější filtry pro získávání derivací digitálního signálu, protože je dopředný kompenzátor vyžaduje pro svou funkci. Z těchto filtrů je vybrán jeden konkrétní, jehož koeficienty vedou při vhodném nastavení na celočíselné násobení a celočíselnou implementaci filtrace. Toho využijeme při implementaci tohoto filtru na FPGA, kde ukážeme, že tento filtr zabere mimimum zdrojů FPGA vůči implementaci filtrace pomocí aritmetiky s pevnou či plovoucí desetinnou čárkou.

This thesis deals with the derivation of novel adaptive feed forward compensator, which will be used for the control of the electromechanical actuators used in automotive industry. The electromechnical actuators are an electronic throttle valve and an EGR valve. The introduced adaptive compensator is derived from an existing multiple model feedback control method. This work describes the derivation of this method and simulation and experimental verification. In addition, the most well known digital filter differentiators are presented and summarized in this paper because the feed forward compensator needs them for its operation. From these filters, one specific is chosen, whoose coefficients for the specific setting leads to integer multiplication and an integer implementation of the filter. This will be used to implement this filter to the FPGA and then we prove, that this implementation saves a lot of FPGA resources compared to filters implemented using fixed or floating-point arithmetic.