دانلود ترجمه مقاله تاثیر گسسته سازی بر دقت انتگرال گیری ناظرها با فیدبک پیوسته

1. مقدمه 2. مشخصات روش های انتگرال گیری گسسته زمانی 3. مدل سازی PMSM و طراحی ناظر مرتبه کامل برای PMSM 4. نتایج شبیه سازی 5. نتیجه گیری

چکیده – این مقاله در مورد مسئله انتگرال گیری معادلات ناظرهای حالت مربوط به جهت گیری میدان مستقیم (DFO) درایوهای موتور بحث می کند و تاثیر روش گسسته سازی استفاده شده برای دقت انتگرال گیری را مورد مطالعه قرار می دهد. در یک پیاده سازی معمول، انتگرال گیری گسسته زمانی با استفاده از روش گسسته سازی اویلر (قانون مستطیل مستقیم)- روش ساده است و انتگرال گیری دقیق است هنگامی که درایو در سرعت کم و متوسط کار می کند-انجام می شود. با این حال، با افزایش فرکانس، انگرال گیری کم دقت می شود، زیرا تقریب اویلر شروع به از دست دادن بیشتر و بیشتر مساحت زیر منحنی می شود. از نظرتئوری، این مسئله را می توان با افزایش فرکانس نمونه برداری رفع کرد؛ با این وجود، همیشه این کار را نمی توان انجام داد. ایده دیگل ، بکار گیری روش انتگرال گیری دقیقتر (اما از نظر محاسباتی شدیدتر) برای مثال، انتگرال گیری ذوزنقه ای(روش تاستین)، می باشد. این مقاله نشان می دهد که در فرکانس های بالا، تحت شرایط ایده آل، انتگرال گیری ذوزنقه ای عملکرد بهتری نسبت به روش اویلر دارد. با این وجود، در یک پیاده سازی واقعی، شرایط غیرایده آل هستند، زیرا سیگنال های اندازه گیری شده آفست های dc و ناکاملی را در جمله هایی که قرار است انتگرال گیری شوند، وارد می کنند- در نتیجه، انتگرال گیری خالص باید با فیلتر شبه پایین گذر جایگزین شود. تحت این شرایط، این مقاله روش های اویلر، تاستین و مستطیل پس رو را از دیدگاه دقت انتگرال گیری مقایسه می کند. ویژگی های مربوط به جهت گیری میدان مستقیم درایوهای موتور با ملاحظه ناظر مرتبه کامل برای PMSM مورد مطالعه قرار می گیرند- این ناظر با استفاده از سه روش ملاحظه شده گسسته سازی می شوند و نتایج مقایسه می شوند. در فرکانس بالا، هیچکدام از روش های انتگرال گیری نتایج کاملی به ما نمی دهند؛ روش اویلر یک شکل موج حاصل می کند که باعث از مقدار مورد انتظار جلوتر است درحالی که روش مستطیل روبه عقب ، یک شکل موج حاصل می کند که از آن عقب تر است. این مقاله با تعجب پی می برد که هنگامی فیلتر شبه پایین گذر استفاده شود، روش تاستین دقت قابل توجهی نسبت به دیگر روش ها ندارد- شکل موج بدست آمده از شکل موج انتظاری به اندازه یک زاویه مشابه با زاویه جلو افتادگی روش اویلر، عقب تر است. نشان داده می شود که دقت انتگرال گیری به فرکانس، زمان نمونه برداری،پهنای باند فیلتر و به روش انتگرال گیری استفاده شده بستگی دارد. کنترل درایو فرکانس بالای DFO نیاز به اصلاح اندازه/فاز تخمین ها دارد.

The paper discusses the problem of integrating the equations of state observers associated with direct field orientation (DFO) of motor drives and studies the influence of the discretization method used on the accuracy of integration. In a typical implementation, discrete-time integration is done using Euler's discretization method (forward rectangular rule) - the method is simple and integration is accurate when the drive operates at low and medium speed. However, as the frequency increases, the integration becomes inaccurate because the Euler approximation starts losing more and more area from under the curve. Theoretically, the problem could be alleviated by increasing the sampling frequency; however, this cannot always be done. Another idea would be to adopt a more accurate (but more computationally intensive) integration method, for example, trapezoidal integration (Tustin method). The paper shows that, at high frequency, under ideal conditions, trapezoidal integration performs better than the Euler method. In a real implementation, however, conditions are non-ideal since the measured signals bring dc offsets and imperfections into the terms to be integrated - as a result, pure integration must be replaced with quasi-low pass filtering. Under these conditions, the paper compares the Euler, Tustin and backward rectangular methods from the point of view of integration accuracy. The implications related to direct field orientation of motor drives are studied by considering a full-order observer for the PMSM - this is discretized using the three methods considered and the results are compared. At high frequency, neither integration method gives perfect results; the Euler method yields a waveform that leads the expected one while the backward rectangular method yield a waveforms that lags it. The paper finds that, surprisingly, when quasi-low pass filtering is used, the Tustin method is not significantly more accurate than the other ones - the waveform obtained lags the expected one by an angle comparable with the lead angle of the Euler method. It is shown that the integration accuracy depends on the frequency, sampling time, filter bandwidth and on the integration method used. Accurate high frequency drive DFO control would require correction of the magnitude/phase of the estimates.