Zastosowanie zmodyfikowanego rozmytego filtru Kalmana w sterowaniu adaptacyjnym układu dwumasowego

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem zmodyfikowanego algorytmu rozmytego filtru Kalmana w adaptacyjnej strukturze sterowania układu dwumasowego. Modyfikacja algorytmu polegała na wprowadzeniu dynamicznej adaptacji wybranych współczynników macierzy kowariancji zakłóceń zmiennych stanu. W celu jej wprowadzenia zaprojektowano omówiony w artykule system rozmyty. Proces adaptacji przeprowadzany był w trybie on-line na podstawie dwóch sygnałów zawierających informację o stanie sterowanego obiektu. Opracowany algorytm testowano w badaniach symulacyjnych i eksperymentalnych w zamkniętej strukturze regulacji. Wyniki badań wskazują na uzyskanie znaczącej poprawy jakości estymacji zmiennych stanu i parametru rozważanego układu w porównaniu do klasycznego algorytmu rozszerzonego filtru Kalmana.

---

In this paper issues related to an application of the modified fuzzy Kalman filter in an adaptive control structure of the two-mass system are presented. A proposed modification of the Kalman filter consists in introducing an adaptation of selected coefficients of the covariance matrix. For this purpose a fuzzy system has been designed. The on-line adaptation of the coefficients is based on two signals containing information about a state of the controlled system. The proposed algorithm has been tested by simulation and experiment in a closed-loop control structure. In comparison to the classical extended Kalman filter, the research has shown a significant improvement of the estimation quality of all state variables and a parameter that are related to the considered motor drive system.