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Auteur Bin Lu
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Affiner la rechercheA Low-Cost Real-Time Hardware-in-the-Loop Testing Approach of Power Electronics Controls / Bin Lu in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°2 (Avril 2007)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°2 (Avril 2007) . - 919-931 p.
Titre : A Low-Cost Real-Time Hardware-in-the-Loop Testing Approach of Power Electronics Controls Titre original : Un matériel en temps réel à prix réduit dans l'approche de essai de boucle des commandes de l'électronique de puissance Type de document : texte imprimé Auteurs : Bin Lu, Auteur ; Xin Wu, Auteur ; Figueroa, Hernan ; Monti, Antonello, Auteur Article en page(s) : 919-931 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distributed simulation Field-programmable gate array (FPGA) Hardware-in-the-loop (HIL) Power electronics Real-time simulation (RTS) Virtual test bed (VTB) Simulation distribuée Rangée de porte programmable de champ Matériel dans la boucle Electronique de puissance Simulation en temps réel Banc d'essai virtuel Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : Hardware-in-the-loop (HIL) testing is increasingly recognized as an effective approach in the design of power electronics controls. A high-performance real-time simulation environment is necessary to obtain high-fidelity results in HIL simulations. This paper presents the detailed implementation of a very-low-cost multisolver hard real-time simulation environment, namely the real-time extension of the virtual test bed (VTB-RT). VTB-RT is implemented completely from open-source software and off-the-shelf hardware. Using VTB-RT, this paper proposes an efficient real-time HIL testing approach for control designs in power electronics applications. VTB-RT enables the natural coupling between the simulation environment and the hardware under test and, thus, makes virtual power exchange in HIL simulation possible. For validation purposes, the proposed real-time HIL testing approach is applied in two well-known power electronics application examples, namely a boost converter and an H-bridge inverter with their respective control systems, representing a very-low-cost and a relatively advanced hardware setup, respectively. The consistency of the experimental results with the theoretical results proves the applicability of VTB-RT and the proposed testing approach. Finally, the most recent research progresses in VTB-RT are summarized.
Le matériel dans la boucle (HIL) examinant est de plus en plus identifié comme une approche efficace dans la conception des commandes de l'électronique de puissance. Un environnement en temps réel de simulation de rendement élevé est nécessaire pour obtenir des résultats de fidélité élevée dans des simulations de HIL. Cet article présente l'exécution détaillée d'un environnement en temps réel dur de simulation de multisolver très à prix réduit, à savoir la prolongation en temps réel du banc d'essai virtuel (VTB-RT). VTB-RT est mis en application complètement du logiciel ouvert de source et du matériel disponible immédiatement. En utilisant VTB-RT, cet article propose une approche de essai efficace du temps réel HIL pour des conceptions de commande dans des applications de l'électronique de puissance. VTB-RT permet l'accouplement normal entre l'environnement de simulation et le matériel à l'essai et rend, ainsi, l'échange virtuel de puissance de la simulation de HIL possible. Pour la validation, l'approche de essai en temps réel proposée de HIL est appliquée dans deux exemples bien connus d'application de l'électronique de puissance, à savoir un convertisseur de poussée et un inverseur de H-pont avec leurs systèmes de commande respectifs, représentant un très-bas-coût et une installation relativement avançée de matériel, respectivement. L'uniformité des résultats expérimentaux avec les résultats théoriques prouve l'applicabilité de VTB-RT et de l'approche de essai proposée. En conclusion, la recherche la plus récente progresse dans VTB-RT sont récapitulées.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Électronique de puissance En ligne : binlu@ieee.org, xwu@ansoft.com, figueroh@engr.sc.edu, monti@engr.sc.edu [article] A Low-Cost Real-Time Hardware-in-the-Loop Testing Approach of Power Electronics Controls = Un matériel en temps réel à prix réduit dans l'approche de essai de boucle des commandes de l'électronique de puissance [texte imprimé] / Bin Lu, Auteur ; Xin Wu, Auteur ; Figueroa, Hernan ; Monti, Antonello, Auteur . - 919-931 p.
Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°2 (Avril 2007) . - 919-931 p.
Mots-clés : Distributed simulation Field-programmable gate array (FPGA) Hardware-in-the-loop (HIL) Power electronics Real-time simulation (RTS) Virtual test bed (VTB) Simulation distribuée Rangée de porte programmable de champ Matériel dans la boucle Electronique de puissance Simulation en temps réel Banc d'essai virtuel Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : Hardware-in-the-loop (HIL) testing is increasingly recognized as an effective approach in the design of power electronics controls. A high-performance real-time simulation environment is necessary to obtain high-fidelity results in HIL simulations. This paper presents the detailed implementation of a very-low-cost multisolver hard real-time simulation environment, namely the real-time extension of the virtual test bed (VTB-RT). VTB-RT is implemented completely from open-source software and off-the-shelf hardware. Using VTB-RT, this paper proposes an efficient real-time HIL testing approach for control designs in power electronics applications. VTB-RT enables the natural coupling between the simulation environment and the hardware under test and, thus, makes virtual power exchange in HIL simulation possible. For validation purposes, the proposed real-time HIL testing approach is applied in two well-known power electronics application examples, namely a boost converter and an H-bridge inverter with their respective control systems, representing a very-low-cost and a relatively advanced hardware setup, respectively. The consistency of the experimental results with the theoretical results proves the applicability of VTB-RT and the proposed testing approach. Finally, the most recent research progresses in VTB-RT are summarized.
Le matériel dans la boucle (HIL) examinant est de plus en plus identifié comme une approche efficace dans la conception des commandes de l'électronique de puissance. Un environnement en temps réel de simulation de rendement élevé est nécessaire pour obtenir des résultats de fidélité élevée dans des simulations de HIL. Cet article présente l'exécution détaillée d'un environnement en temps réel dur de simulation de multisolver très à prix réduit, à savoir la prolongation en temps réel du banc d'essai virtuel (VTB-RT). VTB-RT est mis en application complètement du logiciel ouvert de source et du matériel disponible immédiatement. En utilisant VTB-RT, cet article propose une approche de essai efficace du temps réel HIL pour des conceptions de commande dans des applications de l'électronique de puissance. VTB-RT permet l'accouplement normal entre l'environnement de simulation et le matériel à l'essai et rend, ainsi, l'échange virtuel de puissance de la simulation de HIL possible. Pour la validation, l'approche de essai en temps réel proposée de HIL est appliquée dans deux exemples bien connus d'application de l'électronique de puissance, à savoir un convertisseur de poussée et un inverseur de H-pont avec leurs systèmes de commande respectifs, représentant un très-bas-coût et une installation relativement avançée de matériel, respectivement. L'uniformité des résultats expérimentaux avec les résultats théoriques prouve l'applicabilité de VTB-RT et de l'approche de essai proposée. En conclusion, la recherche la plus récente progresse dans VTB-RT sont récapitulées.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Électronique de puissance En ligne : binlu@ieee.org, xwu@ansoft.com, figueroh@engr.sc.edu, monti@engr.sc.edu
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 11 (Novembre 2009) . - pp. 4651 - 4659
Titre : Online and remote motor energy monitoring and fault diagnostics using wireless sensor networks Type de document : texte imprimé Auteurs : Bin Lu, Auteur ; Gungor, Vehbi C., Auteur Article en page(s) : pp. 4651 - 4659 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Energy efficiency Fault diagnostics IEEE 202.15.4 Link-quality indicator (LQI) Motor current signature analysis (MCSA) Motor power signature analysis (MPSA) Remote monitoring Wireless sensor networks (WSNs) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper identifies the synergies between wireless sensor networks (WSNs) and nonintrusive electrical-signal-based motor signature analysis and proposes a scheme of applying WSNs in online and remote energy monitoring and fault diagnostics for industrial motor systems. The main scope is to provide a system overview where the nonintrusive nature of the electrical-signal-based motor signature analysis enables its applications in a WSN architecture. Special considerations in designing nonintrusive motor energy monitoring and fault diagnostic methods in such systems are discussed. This paper also provides detailed analyses to address the real-world challenges in designing and deploying WSNs in practice, including wireless-link-quality dynamics, noise and interference, and environmental impact on communication range and reliability. The overall system feasibility is investigated through a series of laboratory experiments and field tests. First, the concept of a remote and online energy monitoring and fault diagnostic system is demonstrated using a simplified star-type IEEE 802.15.4 compliant WSN in the laboratory. Two well-established nonintrusive motor diagnostic algorithms are intentionally used to prove the feasibility. Next, the challenges of applying the proposed WSN scheme in real industrial environments are analyzed experimentally using field test results. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5191094 [article] Online and remote motor energy monitoring and fault diagnostics using wireless sensor networks [texte imprimé] / Bin Lu, Auteur ; Gungor, Vehbi C., Auteur . - pp. 4651 - 4659.
Génie électrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 11 (Novembre 2009) . - pp. 4651 - 4659
Mots-clés : Energy efficiency Fault diagnostics IEEE 202.15.4 Link-quality indicator (LQI) Motor current signature analysis (MCSA) Motor power signature analysis (MPSA) Remote monitoring Wireless sensor networks (WSNs) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper identifies the synergies between wireless sensor networks (WSNs) and nonintrusive electrical-signal-based motor signature analysis and proposes a scheme of applying WSNs in online and remote energy monitoring and fault diagnostics for industrial motor systems. The main scope is to provide a system overview where the nonintrusive nature of the electrical-signal-based motor signature analysis enables its applications in a WSN architecture. Special considerations in designing nonintrusive motor energy monitoring and fault diagnostic methods in such systems are discussed. This paper also provides detailed analyses to address the real-world challenges in designing and deploying WSNs in practice, including wireless-link-quality dynamics, noise and interference, and environmental impact on communication range and reliability. The overall system feasibility is investigated through a series of laboratory experiments and field tests. First, the concept of a remote and online energy monitoring and fault diagnostic system is demonstrated using a simplified star-type IEEE 802.15.4 compliant WSN in the laboratory. Two well-established nonintrusive motor diagnostic algorithms are intentionally used to prove the feasibility. Next, the challenges of applying the proposed WSN scheme in real industrial environments are analyzed experimentally using field test results. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5191094
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 10 (Octobre 2010) . - pp. 3557 - 3564
Titre : Opportunities and challenges of wireless sensor networks in smart grid Type de document : texte imprimé Auteurs : Gungor, Vehbi C., Auteur ; Bin Lu, Auteur ; Hancke, Gerhard P., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 3557 - 3564 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : CC2420, Diagnostics, IEEE 802.15.4, Link-quality indicator (LQI) Monitoring Received signal strength indicator (RSSI) Smart grid Wireless sensor networks (WSNs) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : The collaborative and low-cost nature of wireless sensor networks (WSNs) brings significant advantages over traditional communication technologies used in today's electric power systems. Recently, WSNs have been widely recognized as a promising technology that can enhance various aspects of today's electric power systems, including generation, delivery, and utilization, making them a vital component of the next-generation electric power system, the smart grid. However, harsh and complex electric-power-system environments pose great challenges in the reliability of WSN communications in smart-grid applications. This paper starts with an overview of the application of WSNs for electric power systems along with their opportunities and challenges and opens up future work in many unexploited research areas in diverse smart-grid applications. Then, it presents a comprehensive experimental study on the statistical characterization of the wireless channel in different electric-power-system environments, including a 500-kV substation, an industrial power control room, and an underground network transformer vault. Field tests have been performed on IEEE 802.15.4-compliant wireless sensor nodes in real-world power delivery and distribution systems to measure background noise, channel characteristics, and attenuation in the 2.4-GHz frequency band. Overall, the empirical measurements and experimental results provide valuable insights about IEEE 802.15.4-compliant sensor network platforms and guide design decisions and tradeoffs for WSN-based smart-grid applications. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5406152 [article] Opportunities and challenges of wireless sensor networks in smart grid [texte imprimé] / Gungor, Vehbi C., Auteur ; Bin Lu, Auteur ; Hancke, Gerhard P., Auteur . - 2011 . - pp. 3557 - 3564.
Génie électrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 10 (Octobre 2010) . - pp. 3557 - 3564
Mots-clés : CC2420, Diagnostics, IEEE 802.15.4, Link-quality indicator (LQI) Monitoring Received signal strength indicator (RSSI) Smart grid Wireless sensor networks (WSNs) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : The collaborative and low-cost nature of wireless sensor networks (WSNs) brings significant advantages over traditional communication technologies used in today's electric power systems. Recently, WSNs have been widely recognized as a promising technology that can enhance various aspects of today's electric power systems, including generation, delivery, and utilization, making them a vital component of the next-generation electric power system, the smart grid. However, harsh and complex electric-power-system environments pose great challenges in the reliability of WSN communications in smart-grid applications. This paper starts with an overview of the application of WSNs for electric power systems along with their opportunities and challenges and opens up future work in many unexploited research areas in diverse smart-grid applications. Then, it presents a comprehensive experimental study on the statistical characterization of the wireless channel in different electric-power-system environments, including a 500-kV substation, an industrial power control room, and an underground network transformer vault. Field tests have been performed on IEEE 802.15.4-compliant wireless sensor nodes in real-world power delivery and distribution systems to measure background noise, channel characteristics, and attenuation in the 2.4-GHz frequency band. Overall, the empirical measurements and experimental results provide valuable insights about IEEE 802.15.4-compliant sensor network platforms and guide design decisions and tradeoffs for WSN-based smart-grid applications. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5406152
