کنترل سرعت موتور bldc با استفاده از روش کنترل مدل پیش بین فازی
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
- نویسنده حمیدرضا هادیان
- استاد راهنما زهرا رحمانی چراتی بهروز رضایی ابوالفضل رنجبرنوعی
- سال انتشار 1393
چکیده
امروزه استفاده از موتور های dc در صنعت، به شکل وسیعی رایج شده است. موتور های dc متداول، ویژگی های جالبی نظیر کارآیی بالا و مشخصه گشتاور – سرعت خطی دارند و همچنین به سادگی قابل کنترل هستند. ولی با این حال، عیب اساسی موتور های dc نیاز آنها به تعمیرات دوره ای است. جاروبک های کموتاتور مکانیکی پس از مدتی فرسوده شده و نیاز به جایگزینی دارند. کموتاتور های مکانیکی اثرات نامطلوب دیگری نیز دارند مانند جرقه زدن، نویز صوتی و جدا شدن ذرات کربن از جاروبک ها. موتور های dc بدون جاروبک در بسیاری از موارد می توانند جایگزین موتور های dc شوند. موتور های dc بدون جاروبک (bldc) برخلاف نامشان در واقع یک نوع موتور سنکرون با آهنربای دائم هستند. این نوع موتور ها با ولتاژ dc راه اندازی می شوند اما کموتاسیون جریان در آنها با سوئیچ های نیمه هادی انجام می شود. موتور های bldc که اخیرا به طور چشمگیری در صنعت و همچنین در روبات ها، ماهواره ها و کاربرد های نظامی استفاده می شود، دارای مزیت های زیادی نسبت به موتور های dc متداول هستند که بعضی از آنها عبارتند از پاسخ دینامیکی سریع، کارایی بالا(بازده بالا)، عمر عملکرد بالا، مشخصه گشتاور- سرعت بهتر، رنج سرعت بالاتر، نسبت گشتاور- وزن بالاتر، عملکرد بدون نویز. برای کنترل دقیق سرعت موتور bldc در سرعت زیاد و با کارآیی بسیار خوب، به مدل دقیق موتور نیازمندیم. در نتیجه طراحی کنترل کننده نقش مهمی در کارایی سیستم کنترل سرعت موتور bldc دارد.کنترل کننده های کلاسیک، علی الخصوص pi کاربرد وسیعی در کنترل سرعت موتور های bldc دارا هستند، اما این کنترل کننده ها با توجه به مشخصات غیر خطی موتور و یا عملکرد در شرایط حضور اختلال و تغییر بار، عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهند. این نوع کنترل کننده ها در سرعت های زیاد، دارای پاسخ دینامیکی کندی هستندو به دلیل وابستگی به پارامتر های مدل، نیازمند تغییر و تنظیم مجدد پارامتر های کنترلی می باشند. همچنین امروزه صنعت به دقت، کار آمدی و اجرای انعطاف پذیر طرح ها نیازمند است، و همواره نیاز به توسعه تکنولوژی های نو برای مدلسازی پروسه ها، بهینه سازی ها و کنترل پروسه های صنعتی با کارآمدی بالا به عنوان یک چالش مطرح هست. راه حل های کنترلی مدرن متنوعی برای رسیدن به این اهداف پیشنهاد شده است که یکی از آنها روش کنترل مدل پیش بین است. روش کنترل مدل پیش بین، استراتژی کنترلی برای رفتار آینده سیستم است که راه حل های مطلوب را با توجه به یک تابع هزینه مشخص برای تنظیم سیستم های خطی و غیر خطی دارای محدودیت، ارائه می دهد. از طرفی در مکانیزم تولید گشتاور و برای داشتن گشتاور ثابت در موتور، تحریک فازها و ایجاد جریان در آنها می باید سنکرون با وضعیت روتور انجام شود. لذا دانستن اطلاعات وضعیت زاویه ای روتور، یک امر اساسی برای کنترل درایو موتور bldc است. برای موتورهای bldc نوع ذوزنقه ای ، عموماً از سنسورهای اثر هال برای تعیین وضعیت زاویه ای روتور استفاده می شود. برای درایوهای با عملکرد بالا، از اینکودرهای نوری و یا resolver ها استفاده می شود که دقت بالایی دارند. با این وجود، استفاده از سنسورهای وضعیت مکانیکی در کاربردهای عملی با مشکلاتی همراه است. استفاده از سنسورهای الکترومکانیکی نه تنها هزینه و پیچیدگی سخت افزاری درایو را افزایش می دهد بلکه باعث کاهش استحکام و قابلیت اطمینان آن نیز می شود. از طرف دیگر، برای استفاده از قابلیتهای سرعت بالای موتور، در طراحی موتور سعی بر آن است که طول محور روتور کوتاه باشد، در نتیجه تعبیه سنسور سرعت بر روی شافت موتور مشکل بوده و لذا وجود اینکودر بر روی شافت موتور باعث ایجاد محدودیت در سرعتهای بالا می شود. در کاربردهای تراکشن و خودروهای برقی، جانمایی سنسور سرعت نیز چندان راحت نیست. شرایط کاری کثیف، حرارت و وجود ارتعاشات مکانیکی زیاد با توجه به حساسیت سنسورهای وضعیت، سبب بروز مسائل عدیده می شوند. همچنین کابلهای ارتباطی سنسورها با سیستم کنترل درایو، علاوه بر داشتن مسائل جانمایی و هزینه های مربوطه، به راحتی تحت تأثیر میدانهای الکترومغناطیسی قرار گرفته و مشکلات ثانویه ای ایجاد می کنند. بنابراین توصیه نمی شود که از سنسورهای وضعیت مکانیکی در کاربردهایی که از نظر فضا، محدود و غیرقابل دسترس بوده، و یا قیمت تمام شده مهم بوده و یا اینکه قابلیت بالای اطمینان سیستم مورد نظر است، استفاده شود. مشکلات فوق سبب گردیده است تا محققین رو به روشهای تخمین وضعیت روتور بیاورند و تحقیقات متعددی نیز انجام گرفته است. ذکر این نکته هم ضروری است که در کاربرد خودرو، علاوه بر مشکلات فوق، استفاده توامان از سنسورهای وضعیت و روشهای کنترل بدون سنسور باعث افزایش قابلیت اطمینان درایو خودرو می شود. روشهای مختلفی برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور bldc ارائه شده اند که در این پایان نامه از سیستم های هوشمند کنترلی بهره می بریم. از آنجا که رویکرد جدید مهندسی کنترل در دنیا به سمت سیستم های هوشمند است، بهره گیری از مفاهیم و ابزارهای فازی در این روش، با توجه به تفسیر تقریبی مشاهدات و تعیین فرامین تقریبی، بستر مناسبی را برای کنترل هوشمند سرعت موتور bldc در شرایط بار متغیر و حضور اختلال بوجود می آورد.
منابع مشابه
کنترل سرعت موتور BLDC با کنترل کننده عاطفی BELBIC
چکیده: این مقاله یک کنترل کننده عاطفی، برای درایو موتور بدون جاروبک جریان مستقیم (BLDC) ارائه میدهد. این کنترل کننده به عنوان کنترل کننده هوشمند مبتنی بر یادگیری عاطفی (BELBIC) معروف است. استفاده از این کنترل کننده، مبتنی بر مکانیسم پردازش عاطفی در مغز است. این کنترل کننده هوشمند، از دستگاه لیمبیک مغز پستانداران، بخصوص بخش آمیگدال در آن، الهام گرفته شده است. این سیستم کنترل بر روی درایو موتور ...
متن کاملطراحی درایو موتور بدون سنسور BLDC با استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور
در این مقاله برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور بدون سنسور BLDC از روش نسبت توابع شار خط به خط، استفاده شده است. این روش، نسبت به سایر روشهایی که برای تخمین موقعیت روتور مورد ارزیابی قرار میگیرند، حجم نرمافزار و سختافزار کمی داشته و لذا پیاده سازی آن آسان و هزینه ساخت نیز کمتر است. همچنین این روش در بازه وسیعی از سرعت کارایی مناسبی دارد و تخمین وضعیت روتور مستقل از سرعت و فرکانس روتور می...
متن کاملطراحی درایو موتور بدون سنسور BLDC با استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور
در این مقاله برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور بدون سنسور BLDC از روش نسبت توابع شار خط به خط، استفاده شده است. این روش، نسبت به سایر روشهایی که برای تخمین موقعیت روتور مورد ارزیابی قرار میگیرند، حجم نرمافزار و سختافزار کمی داشته و لذا پیاده سازی آن آسان و هزینه ساخت نیز کمتر است. همچنین این روش در بازه وسیعی از سرعت کارایی مناسبی دارد و تخمین وضعیت روتور مستقل از سرعت و فرکانس روتور می...
متن کاملکنترل سرعت موتور القایی با استفاده از کنترل پیش بین
فیلتر کالمن توسعه یافته به عنوان یکی از روشهای موفقیت آمیز تخمین حالات و پارامترها و سیستم های غیرخطی مطرح می باشد. در این پایان نامه فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین سرعت موتور القایی جهت کنترل برداری غیرمستقیم مورد استفاده قرار گرفته است. برای کاهش زمان محاسبات از فیلتر کالمن توسعه یافته با کاهش مرتبه برای تخمین مولفه های شار روتور و سرعت روتور استفاده شده است. حالات برای یک گام جلوتر پیش ب...
15 صفحه اولکنترل سرعت موتور القایی با استفاده از روش کنترل پیشبین گشتاور
مدل کنترل پیشبین با تکیه بر مدل پویای روندها، اغلب مدلهای خطی هستند که توسط شناسایی سیستم به دست میآیند. استفاده از مدل کنترل پیشبین گشتاو ر واقعیتی است که اجازه میدهد تا بازه زمانی جاری با نگه داشتن زمانهای آینده در محاسبه، بهینهسازی شود. در این مقاله عملکرد گذرای روش کنترل پیشبین گشتاور بر اساس کنترل پسماند غیرخطی، در برابر روش کنترل مستقیم گشتاور ارائه شده است. سپس مقایسهای از نظر ا...
متن کاملکنترل موتور BLDC با استفاده از کنترلکننده PID مرتبه کسری بهینه شده با الگوریتم رقابت استعماری
In this paper a new method for speed control of BLDC motors is proposed. In this method, fractional order PID (FOPID) is used for control of BLDC motor. In order to determine the parameters of FOPID controller imperialist competitive algorithm (ICA) is employed for its high speed and accurate for solve of optimization problems. In order to verify the performance of proposed controller, some sim...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023