ANALYSIS OF DELAY COMPENSATION METHODS IN HARDWARE-IN-THE-LOOP TESTS
Simulações computacionais são realizadas com o objetivo de se analisar o comportamento dinâmico de sistemas. Entretanto, alguns subcomponentes podem ser muito complexos, o que ocorre devido a não-linearidades e acoplamento de subsistemas. Neste cenário, um teste hardware-in-the-loop (HiL) pode ser realizado, o qual consiste na separação do sistema em dois subsistemas: um físico, contendo o componente complexo, e um numérico, a ser simulado. A parte numérica calcula a variável a ser imposta na parte física, como por exemplo um deslocamento. A parte física responde à entrada e sua resposta é medida e realimentada à parte numérica. Portanto, o teste HiL é um sistema de malha fechada em tempo real, o qual vem sendo utilizado na área automotiva para aplicações de freios ABS e suspensões semi-ativas. Para se fechar a malha, um sistema de transferência composto de atuadores e sensores é necessário. Como se trata de um sistema dinâmico, o mesmo não responde instantaneamente a um comando, levando a atrasos que degradam a resposta em malha fechada, podendo levar à instabilidade. Neste artigo, um teste HiL é realizado em um sistema massa-mola-amortecedor utilizando a mola como parte física. Métodos para compensar o atraso são apresentados, simulados e comparados experimentalmente.
ANALYSIS OF DELAY COMPENSATION METHODS IN HARDWARE-IN-THE-LOOP TESTS
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DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.82921281010
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Palavras-chave: hardware-in-the-loop, controle, dinâmica, atraso
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Keywords: hardware-in-the-loop, control, dynamics, delay
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Abstract:
Computer simulations are performed in order to analyze systems dynamic behavior. However, some subcomponents may be too complex to be modeled, which occurs due to nonlinearities and coupling of subsystems. In this scenario, a hardware-in-the-loop (HiL) test can be done, which consists of separating the system into two subsystems: a physical one, containing the complex component, and a numerical one, to be simulated. The numerical subsystem calculates the variable to be imposed on the hardware, such as a displacement. The hardware responds to the input and its response is measured and sent back to the numerical subsystem. Thus, the HiL test is a real-time closed-loop system, which has been used in the automotive area in applications such as anti-lock brake systems and semi-active suspensions. In order to close the loop, a transfer system composed of actuators and sensors is required. Since it is a dynamic system, the transfer system cannot respond instantaneously to a command, causing a time lag that deteriorates the closed-loop response and may lead to an unstable condition. In this paper, a HiL test is performed on a mass-spring-damper system using the spring as the hardware. Methods for delay compensation are presented, simulated and compared experimentally.
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Número de páginas: 15
- Eduardo Moraes Coraça
- Janito Vaqueiro Ferreira
