دانلود ترجمه مقاله ناظر مد لغزشی برای کنترل موتور سنکرون مغناطیس دائم

1. مقدمه 2. مدل سازی PMSM 3. طراحی ناظر مد لغزشی 4. نتایج شبیه سازی و تجزیه و تحلیل 5. نتایج تجربی و تجزیه و تحلیل 6. نتیجه گیری

چکیده – پدیدۀ چترینگ و پایداری محدود، برخی از اشکالات عمده ناظر مد لغزشی معمولی (SMO) به شمار آمده و موقعیت روتور و اطلاعات سرعت تخمینی سیستم را تحت تاثیر قرار می دهند. از اینرو در مطالعه حاضر برای بهبود عملکرد درایوهای موتور سنکرون مغناطیس دائم، بر اساس یک الگوریتم کنترل SMO بهبود یافته، یک طرح کنترل بدون سنسور ارائه شده است. همچنین به منظور کاهش چترینگ، یک تابع چندبخشی جدید با تنوع لایه مرزی پویا طراحی و در SMO ادغام شده است. علاوه بر این، به منظور کاهش تاخیر فاز و تضعیف دامنه ناشی از فیلترهای پایین گذر، از یک قانون تطبیقی نیز استفاده شده است. همچنین بر اساس مقدار نیروی ضدمحرکه، از یک حلقه قفل فاز برای دستیابی به اطلاعات زاویه ای و سرعت روتور استفاده می شود. علاوه بر این به منظور اعتبارسنجی اثربخشی SMO معمولی و SMO بهبود یافته، آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های مقایسه‌ای نیز صورت گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که، SMO بهبود یافته از قابلیت تضعیف مسائل چترینگ و افزایش قابلیت پارازیت گیری سیستم برخوردار می باشد. مقدمه: PMSM دارای قدمت 200 ساله است. با توسعه مواد مغناطیس دائم، بهبود فناوری کنترل موتور و پیشرفت دستگاه‌های الکترونیکی،PMSM با سرعت فزاینده ای توسعه یافت. همچنین، PMSM به دلیل برخورداری از ویژگی های مطلوبی نظیر چگالی توان بالا، کارایی بالا، دینامیک سریع و ساختار مقاوم، توجه محققان در حوزه صنعت را به خود معطوف نموده است [3]. علاوه بر این، تقاضای رو به رشد در بازار برای PMSM با کارایی بالا، که به دلیل افزایش قابلیت اطمینان و ثبات عملیاتی آن است، PMSM را به نقطه کانونی تحقیقات در جامعه علمی تبدیل نموده است. امروزه، کنترل مستقیم گشتاور (DTC) و کنترل برداری (VC) دو فناوری اصلی کنترل PMSM به شمار می آیند. در کل می توان اینگونه عنوان نمود که، PMSM برای دستیابی به گشتاور ثابت بر اساس موقعیت روتور کنترل می شود. با این وجود، سنسور موقعیت نسبت به دما و لرزش حساس بوده و در برخی کاربردهای خاص، امکان نصب و استفاده را امکان ناپذیر و دشوار می کند. از اینرو برای کنترل موتور، یک روش کنترل بدون سنسور طراحی شده است. امروزه فناوری کنترل بدون سنسور در سیستم کنترل PMSM به یک حوزه تحقیقاتی مهم تبدیل شده است. در این روش برای محاسبه اطلاعات موقعیت و سرعت روتور، از سیگنال‌های ولتاژ و جریان موتور استفاده می شود. همچنین بر اساس فناوری کنترل بدون سنسور، می توان PMSM را به دو دسته طبقه بندی نمود: یکی برای عملکرد در دامنه سرعت متوسط و بالا و دیگری در دامنه سرعت پایین [6]. در دامنه سرعت متوسط و بالا، برای محاسبه اطلاعات موقعیت و سرعت روتور از روش مدل موج بنیادی توسط مقادیر ضدمحرکه (نیروی محرکه الکتریکی معکوس) یا شار استفاده می‌شود. این روش معمولا شامل تخمین اندوکتانس، مدل مرجع تطبیقی، فیلتر کالمن توسعه یافته، ناظر مد لغزشی است. با کاهش سرعت موتور، نسبت سیگنال به نویز سیگنال ضدمحرکه نیز کاهش یافته و سیستم تحت تاثیر عوامل خارجی قرار می گیرد. از اینرو برای تخمین موقعیت و سرعت موتور، روش تزریق سیگنال فرکانس بالا برای شرایط سرعت پایین با استفاده از تحدب قطب موتور مناسب‌تر می باشد.

The major drawbacks of the conventional sliding mode observer (SMO) are chattering phenomena and limited robustness. These drawbacks affect the estimated rotor position and speed information of the system. To improve the performance of permanent magnet synchronous motor drives, a sensorless control scheme based on an improved SMO control algorithm is proposed in this paper. A new segmented function with dynamic boundary layer variation is designed and integrated into SMO to reduce the chattering. An adaptive law is adopted to alleviate the phase lag and amplitude attenuation caused by low-pass filters. Based on the back electromotive force value, a phase locked loop is utilized to obtain rotor angular and speed information. Comparative experiments and simulations were conducted to validate the effectiveness of both the conventional SMO and the improved SMO. The results show that the improved SMO can weaken the chattering problem and enhances the system’s anti-interference ability. Introduction: The PMSM has a history spanning 200 years. With the development of the permanent magnet materials, the improvements of the motor control technology and the advancements of the electronic devices, the PMSM entered an area of rapid development [1, 2]. The PMSM attracts attention in the industrial domain thanks to its favorable characteristics, such as high power density, high efficiency, fast dynamics, and rugged structure [3]. The growing demand in the market for high-performance PMSM, driven by the enhancement of its operational reliability and stability, has made it a focal point of research in the scientific community. Direct torque control (DTC) [4] and vector control (VC) [5] are currently the two primary PMSM control technologies. In general, the PMSM is controlled to achieve constant torque based on the rotor position. However, the position sensor is sensitive to temperature and vibration, which makes it impossible to install and apply in some special applications. Therefore, a sensorless control method has been developed for control of the motor. Sensorless control technology becomes an important research area within the PMSM control system, employing motor voltage and current signals to calculate rotor position and speed information. It can be classified into two categories based on sensorless control technology: one suitable for medium and high-speed operation, and the other for lowspeed conditions [6]. In the medium and high-speed domain, the fundamental wave model method is used to calculates rotor position and speed information by back-EMF or flux values. The method mainly including inductance estimation, model reference adaptive, extended Kalman filter, sliding mode observer. When the motor speed decreases, the signal- to-noise ratio of the back-EMF signal decreases, and the system is susceptible to external factors. Therefore, the high-frequency signal injection method is more appropriate for low-speed conditions, utilizing motor pole convexity for rotor position and speed estimation.

ترجمه این مقاله در 31 صفحه آماده شده و در ادامه نیز صفحه 7 آن به عنوان نمونه قرار داده شده است که با خرید این محصول می توانید، فایل WORD و PDF آن را دریافت نمایید.