21071

۲۱۰۷۱

كنترل سرعت موتورسويچ رلوكتانس با استفاده از كنترل كننده هوشمند مد لغزشي براي كاهش ريپل گشتاور

كارشناسي ارشد

كنترل

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۳/۲۹

دكتر محمد فرخي

دكتر داوود عرب خابوري

برق

در اين پژوهش با استفاده از كنترل‌كننده مد لغزشي هوشمند، كنترل سرعت و كاهش ريپل گشتاور موتور سويچ‌رلوكتانس در دو ساختار متفاوت انجام شده‌است. براي مدل خطي اين موتور، كنترل‌كننده مد- لغزشي مرتبه اول طراحي مي‌گردد. سپس، با تعريف تابع هزينه‌اي به¬صورت ديناميكي از سطح لغزش كنترل‌كننده لغزشي، مساله كنترلي مد لغزشي به مساله بهينه‌سازي در فضاي جستجوي سيگنال كنترلي تبديل مي¬شود. با حل مساله بهينه‌سازي مقيد به‌صورت برخط، سيگنال ‌كنترلي حاصل¬شده كه فاقد چترينگ بوده و شرط لغزش را نيز برآورده مي‌كند. براي حل بي¬درنگ مساله بهينه¬سازي از شبكه‌هاي عصبي بازگشتي مبتني برنظريه تصوير كمك گرفته¬شده است. از اين‌رو، مي¬بايست مساله بهينه¬سازي به¬صورت قابل اعمال به اين شبكه، تغيير شكل داده¬شود. استفاده از اينگونه شبكه‌ها امكان پياده¬سازي الگوريتم‌كنترلي را با حداقل بار محاسباتي فرآهم مي‌كند. براي كاهش ريپل گشتاور دوساختار متفاوت ارايه شده است. استفاده از حلقه داخلي جريان و جلوگيري از تغييرات جريان دركنترل‌كننده سرعت. در روش اول، چيدمان آبشاري حلقه‌هاي كنترلي كاهش ريپل گشتاور را نتيجه‌ مي‌دهد كه در آن كنترل‌كننده بهينه لغزشي سرعت مبتني برمدل مكانيكي سيستم طراحي¬شده و مقدارمطلوب حلقه داخلي را توليد مي‌كند. در روش دوم، با استفاده از تنها يك حلقه كنترلي، كنترل سرعت و كاهش‌ ريپل گشتاور به¬دست‌آورده آمده است. در اين روش، تغييرات جريان كه دليل ايجاد گشتاور هستند، را به¬صورت يك عبارت در سطح لغزش كنترل‌كننده سرعت درنظرگرفته مي‌شود. در اين صورت با فرآهم¬آمدن شرط لغزش، سطح لغزش به مقدار مطلوب خود همگرا شده است. اين مقدار مطلوب شامل كاهش¬يافتن تغييرات جريان و به تبع‌ آن كاهش ريپل گشتاور است. به-صورت شبيه‌سازي و عملي، روش‌هاي پيشنهادي با روش‌هاي موجود مقايسه¬شده است. نتايج حاصله حاكي از اثربخش بودن روش‌پيشنهادي در بيشتر موارد آزمايشي است.

1398/06/30

Speed control and torque ripple reduction of Switched Reluctance Motor using intelligent sliding-mode controller

9/20/2020 12:00:00 AM

In this research, using intelligent optimal sliding-mode controller, speed control and torque ripple reduction have been performed for switch-reluctance motor in two different structures. For the linear model of this motor, a first-order sliding-mode controller is designed. Then, by defining the cost function as a derivation of the sliding surface, the sliding-mode control problem is transformed into an optimization problem in the search space of the control signal. By online solving the constrained optimization problem, the control signal has no chattering and satisfies the sliding condition as well. To solve the real-time optimization problem, projection recurrent neural network is used. Therefore, the optimization problem must be transformed as applicable to this network. Using such networks enables implementation of the control algorithm with minimal computational burdens. To reduce the torque ripple, two different structures have been proposed: using the inner current loop and preventing current changes in the speed controller loop. In the first method, the cascaded control loops reduce the torque ripple and the optimal sliding-mode controller is designed based on the system mechanical model, which provides the desired set-point for the inner loop. In the second method, using only one control loop, the speed control, and the torque ripple reduction are obtained. In this method, the fluctuations of the current that cause the torque ripple, are taken as a term in the sliding surface of the speed controller. If the sliding condition is satisfied, then the sliding surface will converge to its desired level. This desired set-point includes reducing the current changes and consequently reducing the torque ripple. In simulation and experiments, the proposed methods are compared with the existing methods in the literature. The results showed that the proposed method is effective in most experimental cases.