Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Alternative Strategies for Engine Control
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control. Linköping University, Faculty of Science & Engineering.
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control. Linköping University, Faculty of Science & Engineering.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Alternativa reglerstrategier för motor-reglering (Swedish)
Abstract [en]

The existing powertrain control system in Volvo CE's vehicles consists of various types of physical quantities that are controlled. One of them is the engine speed. The purpose of this thesis is to investigate whether there are other control strategies suitable for engine speed control, than the existing one. Currently, the existing control system requires re-calibration of the control parameters if hardware in the vehicle is replaced. The current controller is a gain-scheduled PID controller with control parameters that varies over the operating range.

The aim has been to develop several different adaptive control strategies. Adaptive control methods are expected to adapt to the changes of the system that a replacement of hardware can bring. The performance and robustness of the developed controllers have been compared with the existing controller. The approach has been to implement the control strategies in Matlab/Simulink and simulate the process with existing engine software provided by Volvo CE. The next step was to test and verify the controllers in a real machine.

The focus in this thesis work has been on the adaptive control strategies MRAC (Model-Reference Adaptive Control) and L1 Adaptive Control. In the MRAC structure the desired performance is specified in terms of a reference model that the real system is supposed to follow. Each time an error is generated, by comparing actual and desired output, a suitable algorithm is used in order to obtain the control signal that can minimize the error. In addition, modeling errors and disturbances are estimated so that the controller can compensate for these. L1 Adaptive Control is an extension of the MRAC structure. The difference is that before the control signal is fed to the real system, it is low-pass filtered. This is done in order to prevent feeding high frequencies into the system.

The results show that adaptive control has potential to be used in engine speed control. Reference following and disturbance rejection is well handled and simulations have furthermore shown that the developed controllers can deal with changes in the hardware. One of the developed L1-controllers was implemented in a real machine with promising results.

Abstract [sv]

Det existerande styrsystemet i Volvo CE:s maskiner har till uppgift att styra och reglera flera olika fysikaliska storheter. En av dessa storheter är motorvarvtalet. Syftet med detta examensarbete är att undersöka alternativa reglerstrategier som kan användas för att styra motorvarvtalet. Problemet idag är att det nuvarande styrsystemet kräver omkalibrering av regulatorparametrar när befintlig hårdvara i maskinen behöver ersättas på grund av föråldring eller slitage. Den nuvarande regulatorn är en parameterstyrd PID-regulator där regulatorparametrarna beror av aktuell arbetspunkt.

Målet har varit att utveckla och prova flera olika adaptiva reglerstrategier. Dessa metoder förväntas kunna hantera förändringar och adaptera sig mot nya förhållanden och omständigheter som en hårdvaruförändring kan medföra. Prestanda och robusthet som de utvecklade regulatorerna erhåller har jämförts mot den existerande regulatorstrukturen. Tillvägagångssättet har varit att implementera reglerstrategierna i Matlab/Simulink samt simulera med tillhörande motormjukvara som Volvo CE tillhandahållit. I nästa fas skulle regulatorerna testas och verifieras i en riktig maskin.

Fokuset har under detta examensarbete riktats mot de två adaptiva reglerstrategierna Model-Reference Adaptive Control (MRAC) och L1 Adaptive Control. MRAC-strukturen bygger på att specificera prestandan genom en referens-modell som det riktiga systemet skall följa. Varje gång en avvikelse uppstår så beräknas en lämplig styrsignal genom att beakta och försöka minimera skillnaden mellan det riktiga systemet och den önskade referens-modellen. Till detta modelleras och skattas störningar som regulatorn skall kompensera för. Tekniken inom L1 Adaptive Control är en utvidgning av MRAC. Önskat beteende specificeras även för denna regulatorstruktur men största skillnaden är att innan styrsignalen matas in till systemet så lågpassfiltreras den. Detta görs i förebyggande syfte för att inte släppa in onödigt höga frekvenser in i systemet.

Resultaten visar att adaptiv reglering av motorvarvtalet har potential. Referensföljning och undertryckning av störningar hanteras väl och simuleringar har dessutom visat att de utvecklade regulatorerna kan hantera hårdvaruändringar. En av de utvecklade L1-regulatorerna implementerades i en riktig maskin och resultaten såg lovande ut.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 92 p.
Keyword [en]
Engine speed control, Adaptive control, MRAC, L1 Adaptive Control
National Category
Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-119470ISRN: LiTH-ISY-EX--15/4864--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-119470DiVA: diva2:823291
External cooperation
Volvo Construction Equipment
Subject / course
Automatic Control
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-06-22 Created: 2015-06-18 Last updated: 2015-06-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(10659 kB)614 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 10659 kBChecksum SHA-512
acb5996b48c9f26630e03c4dcb3be0a1218aa9a5493c4c3005eea32d32dc157690d020102ae2c8f752aa9914e7cb999cdeb8cc0a30c74bf3bbfd2ac7d7dcc77b
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Kahriman, EdinJovanovic, Srdjan
By organisation
Automatic ControlFaculty of Science & Engineering
Control Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 614 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 18154 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf