search query: @keyword Kalman-suodin / total: 15
results-list
reference: 1 / 15
« previous | next »
Author:Sainio, Joonas
Title:Backlash compensation in electric vehicle powertrain
Välyksen kompensointi sähköajoneuvon voimalinjassa
Publication type:Master's thesis
Publication year:2016
Pages:(12) + 109      Language:   eng
Department/School:Sähkötekniikan korkeakoulu
Main subject:Teollisuusautomaation signaalinkäsittely ja säätötekniikka   (ETA3007)
Supervisor:Zenger, Kai
Instructor:Sinervo, Anssi
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201605122024
Location:P1 Ark Aalto  3818   | Archive
Keywords:backlash
Kalman filter
two-mass model
parameter identification
powertrain
electric vehicle
väläys
Kalman-suodin
kaksimassamalli
parametrinen identifiointi
voimalinja
sähköauto
Abstract (eng):Model-based backlash estimation and active compensation in electric vehicle powertrain were studied.
The powertrain was modelled as a two-mass system with a flexible shaft.
Physical model of the backlash was combined with the two-mass model.

Two discrete-time switched mode backlash estimators from literature were constructed in order to determine the size and position of the backlash in a powertrain.
Additionally, a modified discrete-time backlash estimator was designed for practical use.
The modification avoids datatype overflowing.

Grey-box modelling techniques were applied in order to fit the constructed powertrain model to a real powertrain of Fiat Doblo -electric vehicle.
The backlash gap size estimation was carried out successfully.
The backlash position angle estimation turned out to be highly dependent on the powertrain model accuracy.

Furthermore, two active backlash compensation methods were designed, tested and analyzed off-line.
The first compensation method was based on a custom control law.
This turned out to be a pure PD-controller.
The second method was based on a linear quadratic regulator (LQR).
Finally it was proven, that the LQR solution leads to exactly the same motion control law as the constructed custom control law.

The controlled system leads to significantly softer landing compared to uncontrolled backlash traverse.
However, a trade-off between soft landing and the response time of the system must be done.
Abstract (fin):Tässä diplomityössä tutkittiin välyksen estimointia ja aktiivista kompensointia sähköajoneuvon voimalinjassa.
Ajoneuvon voimalinja mallinnettiin joustavana kaksimassamallina.
Voimalinjamalliin yhdistettiin välyksen dynamiikkaa kuvaava fysikaalinen välysmalli.
Toteutetun kaksimassamallin parametrit identifioitiin Fiat Doblo -sähköajoneuvosta.

Työssä suunniteltiin ja toteutettiin kaksi välysestimaattoria perustuen Kalman-suotimen teoriaan.
Ensimmäinen estimaattori päättelee välyksen suuruuden voimalinjassa.
Toinen estimaattori seuraa välyskulmaa, kun välysalue ylitetään.
Näiden lisäksi suunniteltiin kolmas estimaattori käytännön toteutusta silmällä pitäen.
Tällä estimaattorilla vältytään tietotyyppien ylivuodoilta.

Välyksen koko estimoitiin Fiat Doblo -ajoneuvosta onnistuneesti.
Välyskulman estimointi osoittautui suurilta osin riippuvaiseksi voimalinjan mallin tarkkuudesta.

Välyksen kompensointiin kehitettiin kaksi aktiivista säädintä.
Ensimmäinen säädin perustui kustomoituun säätölakiin, joka lopulta osoittautui PD-säätimeksi.
Toinen säädin perustui optimaaliseen tilatakaisinkytkentään.
Lopulta osoitettiin, että molemmat tekniikat johtivat samaan säätölakiin.
Täten PD-säädintä voidaan pitää optimaalisena välyssäätimenä.

Kompensoitu systeemi johti merkittävästi hallitumpaan ja pehmeämpään välyksen ylitykseen.
Hallittu välyksen ylitys johtaa kumminkin kasvaneeseen systeemin vasteaikaan.
ED:2016-05-22
INSSI record number: 53578
+ add basket
« previous | next »
INSSI