Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed Morteza Saghaian nejad esfahani,Farid Sheikholeslam
سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما) فرید شیخ الاسلام (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Masoud Namazi Esfahani
محمدمسعود نمازی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Speed Control of Switched Reluctance Motor Drive Considering Torque Ripple Minimization Using Nonlinear Energy-Based Control
In recent years, there is a growing concern about the use of switched reluctance motor. Robustness, high efficiency, low cost, high speed, simple structure, easy to maintain, high controllability, high torque to inertia ratio, simple power converter circuits with reduced number of switches and smaller dimension of the motor, are unique features of this machine. However, high torque ripple and acoustic noise are most disadvantages of the motor and torque ripple minimization of switched reluctance motor drives is a major subject based on these drives’ extensive use in the industry In this thesis, first a nonlinear adaptive sliding mode speed control of switched reluctance motor in the presence of parameter variations, load uncertainty and external disturbances for the purpose of torque ripple reduction and steady state characteristic improvement is presented. To achieve this goal, theoretical analyses of mathematical modeling and computer simulations with MATLAB/Simulink have been performed. Simulation of the drive system requires models for the SRM drive subsystems and their interconnections. The magnetization characteristics of this machine are achieved. In this model, currents produced by the nonlinear function which is implemented as a lookup table. The electromagnetic torques produced by the stator phases are provided by the nonlinear function implemented as a lookup table. The torques produced by all stator phases are then summed up to provide the total torque on the rotor shaft. These characteristics data of the 4kw, 8/6 switched reluctance motor for a finite set of currents and rotor position are implemented in the lookup tables of model. In the method mentioned above, for the control strategies of the switched reluctance motor it is assumed that its parameters are known exactly or the unknown parameters can be identified by the adaptive technique. However the parameters of the SRM are not exactly known and always vary with current and position. Actually, control is difficult to implement owing to its complex algorithm when considering the structural information of switched reluctance motor in design. Improving the applicability of the SRM on the basis of the simplified model and taking the structural characteristics into account is a significant step in designing the controller of the switched reluctance motor. Hence, by using a well known cascaded torque control structure and taking the machine physical structure characteristics into account, the proposed composite passivity-based adaptive sliding algorithm derived from the view point of energy dissipation, control stability and algorithm robustness. A nonlinear dynamic model is developed and decompos.. Keywords: Switched Reluctance Motor (SRM), Torque Ripple Minimization, Passivity-based control, Feedback Dissipative Hamiltonian Realization
در این پایان نامه، محور اصلی کار، طراحی الگوریتم مناسب کنترل سرعت درایو موتور سوئیچ رلکتانس با تاکید بر کاهش ریپل گشتاور می‌باشد. ابتدا با بررسی مزایا و مشکلات ماشین‌های سوئیچ رلکتانس به بیان اصول عملکرد، مدل‌سازی و کنترل آن‌ها می‌پردازیم. جهت حصول به دقت بیشتر تلاش می شود که یک شناخت مناسب از رفتار دینامیکی و غیر خطی عملکرد موتور حاصل شود و سپس مدل مناسبی برای استفاده در تحلیل و شبیه‌سازی که اثرات غیر خطی و اشباع را نیز در نظر می گیرد استخراج شود. به همین منظور یک SRM 6/8، KW4 با مشخصه های اندازه گیری شده ی عملی، مدل‌سازی شده است. سپس با استفاده از مدل غیر خطی موتور یک روش مود لغزشی وفقی مناسب که در آن برای کاهش Chattering در سیگنال کنترل اصلاحاتی نسبت به روش کنترل مود لغزشی معمولی انجام گرفته است، برای کنترل سرعت موتورهای سوئیچ رلکتانس با در نظر گرفتن نامعینی‌های متغیر با زمان و دارای کران نامعلوم برای کاهش ریپل گشتاور و بهبود مشخصات حالت ماندگار موتور مورد مطالعه پیشنهاد شده است. کنترل کننده ی پیشنهادی، رد یابی سرعت مرجع با دقت بسیار خوب را ممکن می سازد. مقاوم بودن کنترل کننده به تغییرات پارامتر ها و همچنین در نظر گرفتن اغتشاشات گشتاور بار به عنوان نامعینی متغیر با زمان با کران نامعلوم توسط شبیه‌سازی و نتایج عملی نشان داده شده است. در ادامه برای بهبود مشخصات دینامیکی و حالت ماندگار سیستم درایو و کاهش هر چه بیشتر ریپل گشتاور و سرعت، از ساختار کنترل غیر مستقیم گشتاور به صورت کسکود استفاده شده است و در آن، سیستم کنترل حلقه-بسته به حلقه‌های سرعت (حلقه بیرونی) و جریان (حلقه داخلی) تقسیم شده است. در این رویکرد علاوه بر طراحی کنترل کننده‌ی سرعت، طراحی کنترل کننده‌ی با عملکرد مناسب برای کنترل مطلوب حلقه جریان به عنوان حلقه‌ی داخلی نقش اساسی بر عهده دارد. به همین منظور با استفاده از روش‌های تحلیل مقیاس زمانی، مدل دینامیکی موتور سوئیچ رلکتانس به زیر سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی که به ترتیب دارای دینامیک کند و سریع هستند تقسیم خواهد شد. سپس با اثبات پسیو بودن زیر سیستم‌ها، هر دو زیر سیستم از طریق فیدبک منفی به هم متصل شده و یک سیستم کلی پسیو را تشکیل خواهند داد. آنگاه با استفاده از مدل‌سازی مبتنی بر انرژی مانند تئوری سیستم‌های همیلتونین کنترل شده از طریق درگاه (PCHS)، زیر سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی پسیو به دست آمده، به صورت مدل PCHS نوشته خواهند شد. در نهایت با استفاده از مدل‌های به دست آمده و به کار گیری روش‌های کنترلی سیستم‌های پسیو مبتنی بر انرژی (PBC)، به طراحی الگوریتم کنترل جریان خواهیم پرداخت. پیش از نتیجه گیری و پیشنهادات، نتایج عملی پیاده‌سازی روش‌های کنترلی پیشنهادی با استفاده از پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال (DSP) با مدل TMS320F2812 ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی هر فصل با استفاده از SIMULINK ارائه می‌گردد. کلمات کلیدی: 1- موتور سوئیچ رلکتانس 2-کنترل غیر خطی مود لغزشی وفقی 3-کاهش ریپل گشتاور 4-کنترل سیستم‌های پسیو مبتنی بر انرژی 5- پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال (DSP)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی