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D. Erdogan, S. Jakubek, C. Hametner:
"Model Predictive Control and Disturbance Compensation for Engine Test Beds";
Talk: IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), Norway; 2020-11-09 - 2020-11-13; in: "IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA)", IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), (2020), ISBN: 978-1-7281-5168-7; 7 - 12.

Engine test beds play a big role in developing
and validating all sorts of drive systems. Utilizing them for
Hardware-in-the-Loop (HIL) tests enables parallel development
of components and therefore decreases the overall design process
time. The controllers for such tests need to be highly accurate
in order to justify emulation of real-world operations. When
combustion engines are considered, a common problem with
engine test beds are the periodic oscillations that are induced by
the combustion strokes. Ordinary controllers try to compensate
these oscillations and thereby, introduce additional, undesired
loads to the device under test (DUT). In this paper, a way to
overcome this problem is presented. A model predictive control
scheme uses information about future disturbances to regulate the
engine speed. The unknown combustion torque is estimated by a
parametric Kalman filter. Experimental results on a laboratory
setup prove the practicability of the proposed methods.

Motorenprüfstände spielen eine große Rolle bei der Entwicklung von
und die Validierung aller Arten von Antriebssystemen. Sie werden eingesetzt für
Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests ermöglichen parallele Entwicklung
von Komponenten und verringert somit den Gesamtentwurfsprozess
Zeit. Die Regler für solche Tests müssen hochgenau sein
um die Nachahmung von Operationen in der realen Welt zu rechtfertigen. Wenn
Verbrennungsmotoren in Betracht gezogen werden, ein häufiges Problem bei
Motorprüfstände sind die periodischen Schwingungen, die induziert werden durch
die Verbrennungshübe. Gewöhnliche Regler versuchen zu kompensieren
diese Schwingungen und führen dadurch zusätzliche, unerwünschte
Lasten auf den Prüfling (DUT). In diesem Papier wird eine Möglichkeit zur
dieses Problem zu überwinden, wird vorgestellt. Ein Modell der prädiktiven Steuerung
Schema verwendet Informationen über zukünftige Störungen zur Regulierung der
Motordrehzahl. Das unbekannte Verbrennungsmoment wird durch eine
parametrischer Kalman-Filter. Experimentelle Ergebnisse an einem Labor
Aufbau die Praktikabilität der vorgeschlagenen Methoden nachweisen.

Industrial drives, model predictive control, parametric Kalman filtering, test bed control

http://dx.doi.org/10.1109/ICIEA48937.2020.9248378

Project Head Christoph Hametner:
CDL Powertrain Control and Monitoring