Analiza wpływu struktury modelu i metod strojenia obserwatora w kontekście poprawy działania technik ADRC w środowiskach deterministycznych i stochastycznych
[ 1 ] Instytut Robotyki i Inteligencji Maszynowej, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Robotyki i Inteligencji Maszynowej, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Analysis of the Impact of Model Structure and Observer Tuning in the Context of Improving the Performance of ADRC Techniques in Deterministic and Stochastic Environments
polish
- ADRC
- układ stochastyczny
- filtr cząsteczkowy
- stół balansujący kulką
- wahadło reakcyjne
- ADRC
- stochastic system
- particle filter
- ball balancing table
- reaction pendulum
PL W rozprawie rozważono metodę regulacji z aktywną kompensacją zakłóceń ADRC. Zaproponowane zostały modyfikacje algorytmu pozwalające poprawić jakość regulacji dla pewnej klasy obiektów. Przedstawiono opis transmitancyjny układu. Algorytm został rozszerzony o rekursywną identyfikację parametrów. Zaproponowano algorytm wykorzystujący zamiennie metody estymacji stanu (filtr Kalmana, filtr cząsteczkowy) zamiast klasycznego ESO. Przedstawiona została metoda strojenia obserwatora stanu, bazująca na wzmocnieniach stanu ustalonego KF. Badania zostały przeprowadzone na modelach symulacyjnych oraz rzeczywistych obiektach - silniku prądu stałego, stole balansującym kulką i wahadle reakcyjnym. Zaproponowano zasady upraszczania rzędu przez pomijanie biegunów niedominujących. Zaimplementowano podejście adaptacyjne poprawiające jakość regulacji w warunkach niepewności parametrycznych. Zaobserwowano także poprawę zbieżności estymatora w warunkach występowania niepomijalnych szumów pomiarowych dzięki zastosowaniu obserwatora bazującego na filtracji Kalmana.
EN The dissertation considers an ADRC (Active Disturbance Rejection Control) algorithm. Modifications to the algorithm were proposed to improve control quality for a certain class of systems. A transfer function description of the system is presented. The algorithm was extended with recursive parameter identification. An algorithm was proposed that alternately uses state estimation methods (Kalman filter, particle filter) instead of the classical ESO. A method for tuning the state observer, based on steady-state Kalman filter gains, was presented. The studies were conducted on simulation models and real plants – a DC motor, a ball balancing table, and a reaction wheel pendulum. Simplification rules for reducing the system order by omitting non-dominant poles were proposed. An adaptive approach was implemented to improve control quality under parametric uncertainty conditions. Improvement in estimator convergence was also observed in the presence of non-negligible measurement noise due to the application of an observer based on Kalman filtering.
180
automation, electronics, electrical engineering and space technologies
public
Paweł Dworak
Szczecin, Polska
02.02.2025
polish
public
Jacek Kabziński
Łódź, Polska
08.01.2025
polish
public
Krzysztof Stebel
Gliwice, Polska
14.01.2025
polish
public
dissertation before defense
Poznań, Polska
29.04.2025