Regel Systeem Monitor


Een van de Tata-fabrieken bevat 6 kritieke regellussen die de druk regelen. DotX kreeg de opdracht om deze in realtime te monitoren en actie te ondernemen als een of meer lussen prestatievermindering vertoonden, zoals slecht gedempte oscillaties, aandrijfproblemen en verzadiging. DotX heeft een interactieve, intelligente, op het web gebaseerde toepassing gecreëerd die op elk apparaat met internettoegang kan worden uitgevoerd, overal (pc, mobiele telefoon, enz.). De relevante lusgegevens worden elke 5 minuten geüpload naar een Azure-databaseomgeving. Eenmaal daar, worden de gegevens gecontroleerd op de gezondheid van de lus. Een van de controles betreft het ‘volgen van de actuator van de gevraagde positie’. We gebruiken de CUMSUM-methode in combinatie met een model van de reactie van de actuator op de vraag om een probleem te markeren, waarbij we het systeem hebben getraind op een jaar aan gegevens. Zodra de detectie is gemarkeerd, wordt een e-mailwaarschuwing verzonden naar een groep mensen, waaronder DotX. De onderstaande figuur laat zien hoe de toepassing eruitziet op een mobiele telefoon (waarbij het internetadres om veiligheidsredenen is gewijzigd). Het toont de procesvariabele (PV) en het ingestelde punt (SP) gedurende het afgelopen uur.



Ontwikkelink van een Spel

Stichting Leeuw vroeg aan DotX om een geoptimaliseerde versie van hun jaagsimulator te ontwikkelen. Deze simulator is een met kabels bediende manipulator die door een operator wordt aangestuurd. De operator ‘lok’ prooidieren om de manipulator te achtervolgen (met vlees). DotX heeft niet alleen nieuwe geoptimaliseerde besturingssoftware ‘op papier’ ontwikkeld, maar ook in de vorm van een spel. Een van de verbeteringen is de toepassing van ‘haptische feedback’. Dat betekent in dit geval dat de joystick tegenkracht geeft wanneer de manipulator een obstakel nadert.

Bijzonderheden: De spanning in de kabels wordt gegenereerd door een besturingsalgoritme dat bestaat uit twee delen. Het eerste deel berekent de gewenste spanningskrachten in drie loodrechte richtingen met behulp van 3 PID-regelaars (1 voor elke richting). Deze drie krachten worden vervolgens verwerkt via een spanningsverdelingsalgoritme in gesloten vorm, zoals beschreven in [1]. De haptische ondersteuning bestaat uit een terugduwkrachtveld rond vaste objecten (zoals muren en stenen in het gebied) dat wordt geschaald op basis van de tijd tot botsing, in de richting van de normaalvector die loodrecht staat op het botsende oppervlak.

https://www.instagram.com/p/BoqTWyJi5g2/?utm_source=ig_embed

[1] T. Lam et al, “Haptic interface in UAV tele-operation using force-stifness feedback”, 2009, IEEE.

Terug naar Projecten

Jaagsimulator

Stichting Leeuw asked DotX to develop an optimised version of their hunting-simulator. This simulator is a cable driven manipulator that is controlled by an operator. The operator ’teases’ prey animals to hunt the manipulator (with meat).

DotX has not only developed new optimized control software ‘on paper’, but also in the form of a game. One of the improvements is the application of ‘haptic feedback’. That means, in this case, that the joystick pushes back when the manipulator approaches an obstacel. The tension forces in the cables are generated by a control algorithm consisting of two parts. The first part calculates the desired tension forces in three perpendicular directions using 3 PID controllers (1 for each direction). These three forces are then processed through a tension distribution algorithm in closed-form as described in [1].

The haptic assistance consists of a push-back force field around fixed objects (like walls and stones in the area) that is scaled on the basis of time to collision, in the direction of the normal vector that is perpendicular to the colliding surface.

https://www.instagram.com/p/BoqTWyJi5g2/?utm_source=ig_embed

[1] T. Lam et al, “Haptic interface in UAV tele-operation using force-stifness feedback”, 2009, IEEE.

Visiesysteem

Het Camera Measurement System (CMS) is een hoogwaardig visionsysteem dat is gebouwd in samenwerking met Tebulo (www.tebulo.com). CMS kan nauwkeurig de 3D-coördinaten meten van zowel kleine als grote objecten.

Functionele beschrijving

Het CMS-systeem maakt gebruik van een laser (nummer 2) om een lijn (3) op een object (hier: de tennisbal) te projecteren. Vervolgens maakt het een foto met zijn camera (1).

De CMS-software detecteert vervolgens de punten van de laserlichtprojectie en berekent de exacte coördinaten van deze punten. Vervolgens wordt deze informatie verder verwerkt tot relevante gegevens. In het geval van een tennisbal kan CMS bijvoorbeeld de diameter meten.

Toepassingen

Toepassingen van het CMS-systeem omvatten:

  • Het meten van de locatie van het zwaartepunt van een stalen spoel
  • Bepaling van het aantal losse omwikkelingen van stalen spoelen
  • Telescopie (maten)
  • Banddikte
  • Bandprofiel

Specificaties

  • Nauwkeurigheid: +/- 0,5 mm
  • Meetafstanden van CMS tot object: 0,01 – 5,00 m
  • Software: gecodeerd in C++ Communicatie met externe hardware: Ethernet en Profibus

Windturbine: DotX Windturbine Controller

Dotx Wind Turbine Controller

De DotX Windturbinecontroller (DWTC) is een computerprogramma voor de boordcomputers van windturbines. Dit programma berekent continu de hoek van de bladen (tekening, nr. 3), het koppel van de generator (nr. 5) en de draaihoek (nr. 2). Hiermee kan het vermogensrendement worden gemaximaliseerd en de ontwerpbelasting worden geminimaliseerd.

Ontdek meer over onze windturbinecontroller door de demo hieronder te downloaden en uit te voeren op je Windows PC.

De download bevat FAST, een simulatieomgeving voor windturbines, een 5 MW NREL-windturbine (benchmarkturbine) en onze windturbinecontroller. Na het downloaden, raden we je aan om eerst de Quick Guide for Wind Turbine Controller Demo te lezen om je te helpen bij de installatie en uitvoering van de demo.

Wind Turbine Controller: KenmerkenGratisVolledige versie
Simuleer de DotX Windturbinecontroller op de NREL 5MW met FAST    
Snelle handleiding om de windturbinecontroller eenvoudig af te stemmen voor uw eigen windturbine    
Optimale snelheids- en vermogensregelaar    
Tower-Top Fore-Aft dempingsregelaar    
Slimme individuele Pitchregelaar    
Automatische optimalisatie van de vermogenscurve    
Windsterkteschatter voor de rotor    
ANSI-C volledige broncode    
 DownloadRequest Quote

Windturbine: Afstemmen van de Regelaar

De regelaar van windturbines evolueert snel en wordt steeds complexer. De eerste regelsystemen voor variabele snelheid van windturbines beheersten alleen de generatorsnelheid en het generatorvermogen. Ze hadden slechts 1 PID-regellus nodig (voor snelheidsregeling via pitch), een koppel-snelheidscurve van de generator en een fijne pitch-planning. Het afstemmen van het regelsysteem betekende dat slechts een paar parameters, zeg minder dan 5, moesten worden afgestemd.

Echter, moderne regelaars van windturbines kunnen gemakkelijk 8 of meer PID-lussen draaien in de regelaar van de windturbine, uitgebreid met notch-filters, lead-lag-filters en low-pass-filters, gericht op niet alleen snelheidsregeling, maar ook voor-achterwaartse acceleratieregeling (om bodembelastingen op de toren te verminderen) en regeling van bladbelastingen (om belastingen op de gondel en bladen te verminderen). Het afstemmen van al deze parameters (meer dan 200!) is niet meer zo eenvoudig, want tegenwoordig hebben we het over het afstemmen van honderden regelparameters. Bijvoorbeeld, het afstemmen van de PIDs voor de regellus van de generatorsnelheid in combinatie met de voor-achterwaartse lus is moeilijk: deze PIDs moeten niet alleen worden beoordeeld op demping en snelheid van reactie, maar ook op hun (grote!) effect op belastingen en pitch-activiteit.

Traditioneel stemden we het regelsysteem handmatig een keer af voor een specifieke configuratie van de windturbine en staken veel moeite in het minimaliseren van de belastingen terwijl we de vermogensafgifte maximaliseerden. Na de eerste (ontwerp van de windturbine) iteratie gingen onze klanten gewoon door met die instellingen terwijl ze de configuratie van de windturbine aanpasten, en pasten alleen de regelparameters aan indien nodig. Er is gewoonweg niet genoeg tijd voor afstemming. Het eindresultaat is een niet-optimaal ontwerp van de windturbine!

Om dit te veranderen, begonnen we te experimenteren met automatische afstemmingsmethoden. Het idee is relatief eenvoudig: probeer de manier waarop een regeltechnicus (zou moeten) werken te automatiseren. Eerst ontwikkelden we een algoritme dat regelparameters berekent op basis van een gespecificeerde bandbreedte van de gesloten lus (wb). Vervolgens zoeken we naar die wb-waarde die een kostenfunctie minimaliseert die (gewogen) belastingen versus vermogensafgifte bestraft. Bij deze laatste optimalisatie passen we gegevens toe die zijn gegenereerd uit belastingsimulaties op een (aero-elastisch) model.

Als voorbeeld, bekijk de grafieken hierboven. De bandbreedte werd gevarieerd (kruisjes) en voor elke waarde hebben we de toename/afname in vermogen en Ontwerp-Equivalente Belastingen (DELS) berekend, relatief aan een initiële afstemming. De ontwerper van de windturbine kan nu snel het effect van de afstemming beoordelen en beslissen tussen meer belastingvermindering met minder vermogensafgifte of andersom.

De besproken algoritmen zijn niet specifiek voor een bepaalde software voor windturbinebesturing en we hoeven niet op de hoogte te zijn van de details van uw besturingssoftware om dit te laten werken. Als u geïnteresseerd bent, neem dan alstublieft contact met ons op.

nl_NLDutch