Model predictive speed control with optimal torque constraints handling of drive systems with elastic transmission

机译：具有弹性传递的驱动系统具有最佳扭矩约束的模型预测速度控制

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The main challenge in control of modern industrial drive systems with elastic coupling is the ability to fulfill the inherent safety and physical constraints of the drive for a large variety of operating conditions and load disturbances. This paper presents a methodology for handling drive's input and shaft torque constraints in an optimal and effective way while guaranteeing desired speed response characteristics. The presented strategy is based on an explicit form of Model Predictive Control (MPC) which is computationally more suited for systems with demanding sampling rates. This paper demonstrates that the classical cascade control scheme with a MPC speed controller is unable to ensure the fulfillment of the drive's torque constraints leading to significant loss in the closed-loop performance. We propose to incorporate the inner torque loop control synthesis problem into the design of the outer speed controller thus yielding a single-loop MPC control law. The proposed explicit MPC controller is evaluated through simulation demonstrating feasibility and high effectiveness.

机译：通过弹性联轴器控制现代工业驱动系统的主要挑战是，对于各种运行条件和负载干扰，如何满足驱动器固有的安全性和物理约束。本文提出了一种在确保所需的速度响应特性的同时，以最佳有效的方式处理驱动器的输入和轴扭矩约束的方法。所提出的策略基于显式形式的模型预测控制（MPC），该模型在计算上更适合于要求采样率的系统。本文证明，带有MPC速度控制器的经典级联控制方案无法确保满足驱动器的转矩约束，从而导致闭环性能显着下降。我们建议将内部转矩回路控制综合问题纳入外部速度控制器的设计中，从而得出单回路MPC控制律。通过仿真评估了所提出的显式MPC控制器，证明了其可行性和高效性。

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来源
《IEEE International Electric Machines and Drives Conference;IEMDC '09》|2009年|p.251-258|共8页
会议地点 Miami FL(US)
作者
Cychowski M.; Szabat K.;
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作者单位

Dept. of Electron. Eng., Cork Inst. of Technol., Cork;

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会议组织
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类电机;
关键词
cascade control; closed loop systems; elasticity; electric drives; optimal control; predictive control; shafts; torque control; velocity control; cascade control scheme; closed-loop performance; drive system; elastic coupling; elastic transmission; inner torque loop control synthesis; load disturbance; model predictive speed control; optimal torque constraint; single-loop MPC control law; speed response characteristics;

机译：级联控制;闭环系统;弹性;电驱动;最优控制;预测控制;轴;转矩控制;速度控制;级联控制方案;闭环性能;驱动系统;弹性联轴器;弹性传动;内转矩环控制综合;负载扰动;模型预测速度控制;最优转矩约束;单环MPC控制律;速度响应特性;

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