Projekt HYPSTAIR obravnava razvoj, verifikacijo in validacijo komponent serijskega hibridnega pogonskega sistema za majhna letala. Serijski hibridni pogonski koncept predstavlja trenutno najboljši sistem glede na izkoristek goriva in dosežene preletene razdalje pri lahkih letalih. Sistem je obravnavan kot testna platforma električnega letala, z električnim generatorjem na krovu, ki se uporablja za povečanje dosega letala, ko je to potrebno (prazne baterije). Zaradi omejitve shranjevanja energije v ustreznih baterijah je potrebno razširiti sistem z ICE generatorjem (motor z notranjim zgorevanjem), ki zagotavlja dovolj učinkovito proizvodnjo električne energije potrebne za letenje. V projektu je obravnavano konceptualno načrtovanje vseh komponent hibridnega pogona in sicer generatorja, motorja, usmernika, razsmernika, baterije in upravljalske enote. Pri načrtovanju pogonskega sklopa bo poseben poudarek posvečen varnostnim konceptom (safety integration level). V okviru projekta bo tudi razvit namenski vmesnik človek stroj, ki bo omogočil enostavno upravljanje celotnega pogonskega sklopa. Zaradi varnostnih zahtev bo pogonski sistem zgrajen z redundanco. Vse komponente sistema bodo na ustrezen način preskušene in certificiranje. Zaradi pomanjkanja ustreznih standardov bodo v vse postopke vključene evropske inštitucije (EASA), ki bodo sodelovale pri nastajanju standardov na področju hibridnih pogonskih sistemov za lahka letala.
F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso
COBISS.SI-ID: 17749782Načrtovanje postopkov vodenja in algoritme za kompleksne procese lažje opišemo oz. okarakteriziramo s pojavom diskretnih dogodkov kot z diferencialnimi enačbami, izpeljanimi na osnovi fizikalnih zakonov. Takšna zasnova je namenjena bolj za opis procesov v simbolni obliki kot pa v številski obliki. Končni cilj je združitev računalniških konceptov s postopki vodenja z namenom, da bi razvili pomembno teorijo za vodenje močnostnih pretvornikov, procesnih krmilnikov, vgrajenih sistemov in pogonskih sistemov gibanja. Takšno projektiranje izboljšuje kakovost strojnoprogramske opreme v kratkem času razvoja. Načrtovalec mora le navesti akcije, dogodke in prehode v smislu enostavnih nalog in tabel. V splošnem je tako načrtovanje zelo strukturirano in učinkovito, programske naloge zlahka razumljive in diagnostika napak se enostavno vključi v strukturo programa. Izvedljivost tega pristopa je uporabljena na primeru avtomatskih drsnih vrat. Predstavljen je modularni avtomat stanj, sistem »dogodek - pogoji - zvršni sistem«, generiranje gibanja, nadzor gibanja z estimacijo bremena in primer sistema z digitalnim signalnim procesorjem. Podrobno so obdelane omejitve in lastnosti vsake tehnike in predstavljena je tabela stanj z zmožnostjo predstavitve vzporednih asinhronih sekvenčnih procesov. Rezultati tega dela so nastali v sodelovanju z mladim raziskovalcem iz industrije in bodo uporabljeni v praksi.
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 16519958V disertaciji je predstavljen regulacijski algoritem za skalirano bilateralno vodenje, ki je načrtovan v virtualnem modalnem prostoru in izpeljan po postopku vodenja v drsnem režimu. Takšen algoritem zagotavlja delovanje brez drhtenja, robustnost na motnje sistema in omogoča enostavno implementacijo. Poleg tega omogoča tudi skalirano bilateralno teleoperiranje, kar je potrebno,kadar gospodar in suženj nista enaka mehanizma. Za delovanje potrebuje regulacijski algoritem informacijo o položaju gospodarja/sužnja in zunanjih silah, ki delujejo na sistem. Predlagana je uporaba analognih Hallovih senzorjev, ki so v današnjih časih že vgrajeni v ohišje nekaterih motorjev. S takšnimi senzorji je mogoče zagotoviti ustrezno informacijo o položaju in hitrosti. Predstavljeni so algoritmi za estimacijo položaja in hitrosti. Izvedena je implementacija regulacijskega algoritma na FPGA vezju. Za FPGA vezje je značilna velika računska moč in paralelno izvajanje procesov,zaradi česar je mogoče doseči visoke frekvence vodenja. To se je že izkazalo kot pogoj za vrhunske sisteme vodenja. Za takšne sisteme so potrebne visoke lomne frekvence implementiranih filtrov. Ti filtri so praviloma vključeni za filtriranje vhodnih signalov, za meritev hitrosti in v nekaterih primerih tudi za estimacijo zunanje sile. Visoke lomne frekvence so pogoj tudi za zmogljivo bilateralno teleoperiranje. Zaradi omejenih strojnih virov FPGA vezja je pri zahtevnih sistemih potrebno skrbno načrtovati konfiguracijo logičnega vezja. V nasprotnem primeru je lahko razpoložljiva količina strojnih virov premajhna. V disertaciji je predstavljena načrtovalska metodologija, ki omogoča optimizacijo strojnih virov FPGA vezja in časa izvedbe procesov. Poleg tega takšna načrtovalska metodologija omogoča kratek čas načrtovanja. Predlagana izvedba zmogljivega bilateralnega teleoperatorja, ki vključuje analogne Hallove senzorje in FPGA vezje, je eksperimentalno preizkušena. V ta namen je bil izdelan preprost eksperimentalni sistem. Eksperimenti vključujejo različne scenarije (prosto gibanje, dotik mehkega objekta in dotik trdega objekta) in različne vrednosti regulacijskih parametrov. Predlagana izvedba omogoča zmogljivo skalirano bilateralno teleoperiranje s kvalitetnim prenosom oddaljenega občutka dotika.
F.04 Dvig tehnološke ravni
COBISS.SI-ID: 269260288Na osnovi predhodno izdelane simulacije je bil narejen funkcionalni prototip varilnega aparata za Varstroj Lendava, pod imenom VARMIG 600 T44 Synergy, ki je imel sekundarno regulacijo varilnega toka preko trifaznega polno krmiljenega tiristorskega mosta. Krmilje je bilo izvedeno z mikroprocesorsko enoto, ki omogoča tudi shranjevanje ustrezne tehnološke baze za varilne programe.
F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka
COBISS.SI-ID: 12321563Študija opisuje implementacijo hibridne strategije vodenja, ki je uporabljena za vodenje sinhronskih izmeničnih motorjev s trajnimi magneti (PMSM, BLAC). Hibridno vodenje je splošen pristop za preklopno vodene hibridne sisteme (HS). Ta razred HS vključuje zvezni proces, ki ga vodi diskretni krmilnik s končnim številom stanj. Globalna stabilnost sistema je prikazana z uporabo funkcije Lyapunova. Le ta vključuje element, ki kaznuje večanje energije regulacijskega pogreška navora in statorskega toka, kar izboljšuje stabilnost delovanja. Zaprtozančni sistem, ki uporablja predlagano vodenje, daje dobre odzive v primeru prehodnih pojavov. Razvit je bil nov logični regulator toka (navora) z FPGA, ki temelji na teoriji Lyapunova. Sledenje referencam hitrosti in navora (toka) je prikazano s simulacijskimi in eksperimentalnimi rezultati.
F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj
COBISS.SI-ID: 15281430