Điều khiển động lực cưỡng bức cho động cơ PMSM có dao động xoắn

Emerald - Tập 29 Số 1 - Trang 187-204 - 2010
Ján Vittek1, Peter Briš1, Pavol Makyš1, Marek Štulrajter1
1Faculty of Electrical Engineering, University of Žilina, Žilina, Slovakia

Tóm tắt

Mục đíchMục đích của bài báo này là thảo luận về thiết kế và xác minh một thuật toán điều khiển mới cho hệ thống truyền động sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) và khớp nối linh hoạt dựa trên "Điều khiển động lực cưỡng bức". Các quy luật điều khiển được xây dựng và thử nghiệm cho việc điều khiển góc rô tơ và tải, đạt được phản ứng bước vị trí không dao động với thời gian ổn định xác định.Thiết kế/phương pháp nghiên cứu"Điều khiển động lực cưỡng bức" là một kỹ thuật điều khiển mới dựa trên việc tuyến tính hóa phản hồi, buộc vị trí rô tơ hoặc tải theo vị trí yêu cầu với động lực khép kín được quy định. Cấu trúc điều khiển được đề xuất được phát triển qua hai bước: đầu tiên, tuyến tính hóa phản hồi được áp dụng cho tốc độ rô tơ và sau đó kỹ thuật tương tự được sử dụng cho vòng điều khiển vị trí.Phát hiệnBộ điều khiển được đề xuất có cấu trúc chuỗi, bao gồm một vòng điều khiển tốc độ bên trong, tuân thủ các nguyên tắc điều khiển véc tơ và vòng điều khiển vị trí bên ngoài được thiết kế để điều khiển góc rô tơ hoặc tải, tương ứng. Các ước lượng về mô men tải tác động lên động cơ và bên tải dưới dạng đầu vào của các thuật toán điều khiển được sản xuất trong các bộ quan sát và được sử dụng để bù đắp cho các nhiễu, mang lại một mức độ nhất định về độ ổn định. Các thí nghiệm ban đầu xác nhận rằng hệ thống đề xuất theo dõi động lực học khép kín lý tưởng với độ chính xác vừa phải.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Arellano‐Padilla, J., Asher, G.M. and Summer, M. (2002), “Robust fuzzy‐sliding mode position controller for motor drives operating variable loads”, Proceedings of the International Conference on EPE‐PEMC, Cavtat, CD‐Rom. Brock, S., Deskur, J. and Zawirski, K. (2000), “Robust speed and position control of PMSM using modified sliding mode method”, Proceedings of the International Conference on EPE‐PEMC, Kosice, Vol. 6, pp. 6‐29‐34. Comnat, V., Cernat, M., Moldoveanu, F. and Ungar, R. (1999), “Variable structure control of surface permanent magnet synchronous machine”, Proceedings of the International Conference on PCIM', Nürnberg, pp. 351‐6. Dodds, S.J. (2007), “Settling time formulae for the design of control systems with linear closed loop dynamics”, Proceedings of the International Conference on AC&T – Advances in Computing and Technology, University of East London, London. Dodds, S.J. and Szabat, K. (2006), “Forced dynamic control of electric drives with vibration modes in the mechanical load”, Proceedings of the International Conference on EPE‐PEMC, Portorož, CD‐Rom. Feiler, M., Westermaier, C. and Schroder, D. (2003), “Adaptive speed control of a two‐mass system”, Proceedings of the International Conference CCA'03 on IEEE Control Applications, Vol. 2, pp. 1112‐17. Isidori, A. (1995), Nonlinear Control Systems, Springer, London. Kara, T. and Eker, I. (2003), “Experimental nonlinear identification of a two mass system”, Proceedings of the International Conference CCA'03 on IEEE Control Applications, Vol. 1, pp. 66‐71. Korondi, P., Hashimoto, H. and Utkin, V.I. (1998), “Direct torsion control of flexible shaft in an observer‐based discrete sliding mode”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 45 No. 2, pp. 291‐6. Leonhard, W. (2001), Control of Electrical Drives, Springer, Berlin. Orlowska‐Kowalska, T. and Szabat, K. (2007), “Neural‐network application for mechanical variables estimation of a two‐mass drive system”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 54 No. 3, pp. 1352‐64. Ryvkin, S., Izosimov, D. and Palomar‐Lever, E. (2005), “Digital sliding mode based references limitation law for sensorless control of an electromechanical systems”, Journal of Physics, Vol. 23, pp. 192‐201. Villwock, S. and Pacas, M. (2008), “Application of Welch method for the identification of two‐ and three‐mass‐systems”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55 No. 1, pp. 457‐66. Vittek, J. and Dodds, S.J. (2003), Forced Dynamics Control of Electric Drives, EDIS, Publishing Centre of Žilina University, Žilina, available at: www.kves.uniza.sk (acces E‐learning). Vittek, J., Briš, P., Makyš, P., Štulrajter, M. and Vavruš, V. (2008), “Control of flexible drive with PMSM employing forced dynamics”, Proceedings of the International Conference on EPE‐PEMC, Poznan, CD‐Rom. Zhang, G. and Furusho, J. (2000), “Speed control of two‐inertia system by PI/PID control”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 47 No. 3, pp. 603‐9. Aguilar, O., Loukianov, A.G. and Canedo, J.M. (2002), “Observer‐based sliding mode control of synchronous motor”, Proceedings of the International Congress on IFAC, Automatic Control, Guadalajara, CD‐Rom. Brandstetter, P. (1999), AC Controlled Drives, Publishing Centre of VSB TU Ostrava, Ostrava. Krokavec, D. and Filasova, A. (2002), Optimal Stochastic Systems, Elfa Publishing Centre of TU Košice, Košice. Perdukova, D., Fedor, P. and Timko, J. (2004), “Modern methods of complex drives control”, Acta Technica CSAV, Vol. 49, pp. 31‐45. Timko, J. and Zilkova, J. (2002), Application of Neural Nets in Electric Drives, Calypso, Košice.