کنترل فازی موتور القائی با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

طرح کلی سیستم کنترلی- کنترل فازی

بیان مقدمه و اهداف پروژه ( کنترل فازی موتور القائی )

کنترل فازی از دسته الگوریتم های هوشمندی می باشد که می تواند به بهبود وضعیت کنترلی سیستم از طریق تغییر عملکرد کنترلی با بهره گیری از قوانین بدست آمده از منطق فازی کمک کند. امروزه موتورهای القایی به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان، و هزینه پایین بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. کنترل موتورهای القایی را می‌توان در دو گروه طبقه‌بندی کرد: کنترل اسکالر و کنترل برداری. کنترل اسکالر مبتنی‌ بر معادلات موتور در حالت ماندگار بوده و تنها اندازه و فرکانس ولتاژ، جریان و شار پیوندی قابل کنترل هستند. بنابراین کنترل اسکالر موتورهای القایی تأثیری بر بردارهای فضایی در حالت گذرا ندارد.  از طرف دیگر، در کنترل برداری که مبتنی‌ بر روابطی است که در حالت دینامیکی نیز صادقند، نه تنها اندازه و فرکانس، بلکه موقعیت بردار فضایی ولتاژ، جریان و یا شار نیز قابل کنترل هستند.

طبقه بندی روش های کنترل موتور القائی min 300x182 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

طبقه بندی روش های کنترل موتورهای القایی

توضیحات کلی

روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) برای یک موتور القایی که توسط یک اینورتر منبع ولتاژ تغذیه می‌شود در شکل زیر نمایش داده ‌شده ‌است. این روش شامل دو کنترل کننده‌ی هیسترزیس می‌باشد. کنترل کننده‌ی شار استاتور بازه زمانی اعمال بردارهای اکتیو را مشخص می‌کند تا شار استاتور در امتداد مسیر مورد نظر حرکت کند، و کنترل کننده‌ی گشتاور بازه زمانی اعمال بردارهای صفر برای کنترل گشتاور موتور در محدوده مناسب را تعیین می‌کند. در هر بازه نمونه‌برداری، بلوک انتخاب بردار ولتاژ حالت کلیدزنی اینورتر را مشخص می‌کند تا خطای لحظه‌ای شار و گشتاور را کاهش دهد.

موتور القائی با تغذیه اینورتر منبع ولتاژ min 300x137 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

طرح پایه PWM موتور القایی با تغذیه اینورتر منبع ولتاژ

بیان الگوریتم پروژه

در این پروژه پایان نامه با بهره گیری از کنترل فازی به منظور انجام کلیدزنی سیستم درایو ماشین القائی پرداخته شده است. یک کنترل فازی (FLC) کلاسیک شامل سه بخش اصلی‌ است: فازی‌سازی ورودی‌ها، جدول قواعد فازی، و غیر‌فازی‌سازی خروجی‌ها. خطا بین مقدار مطلوب و مقدار واقعی و مشتق این خطا به عنوان متغیرهای ورودی هر کنترلر در نظر گرفته می‌شوند. خروجی سیستم میزان افزایش در سیگنال کنترلی را مشخص می‌کند که با انتگرال‌گیری از آن‌ مقدار واقعی سیگنال خروجی کنترلر به دست می‌آید. سیگنال‌های ورودی و خروجی کنترل فازی مقادیری هستند که در بازی (۱،۱-) یکسان‌سازی شده اند. این فرآیند توسط بهره‌ها‌ی مناسب صورت می‌گیرد.

کنترل فازی موتور القائی با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور min 300x92 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

  نمای کلی طرح کنترل منطق فازی

فازی‌سازی و غیر‌فازی‌سازی توسط توابع عضویت مناسب صورت می‌گیرد. در طرح پیشنهادی از توابع عضویت مثلثی غیر‌متقارن استفاده می‌شود که تا حدودی با توابع عضویت مثلثی متداول متفاوت هستند. تابع عضویت استفاده شده در شکل زیر نمایش داده شده است.

تابع عضویت فازی با 7 مجموعه فازی min 300x159 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

تابع عضویت فازی با هفت مجموعه فازی

شبیه سازی پروژه

به منظور شبیه سازی پروژه کنترل فازی موتور القائی به روش DTC از محیط سیمولینک متلب استفاده شده است. به این صورت که ابتدا بخش فازی سیستم با استفاده از تولباکس فازی بیان شده است. که این عملیات طبق توضیحات بیان شده در الگوریتم کار انجام شده است. سپس با مدلسازی موتور القائی (معادلات حالت) و سیستم درایو آن نسبت به بستن حلقه کنترلی کار اقدام شده است. طرح کلی سیستم شبیه سازی شده در ادامه آمده است.

طرح کلی سیستم کنترلی min 300x193 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

طرح کلی سیستم کنترلی

 در ادامه برخی نتایج شبیه سازی نمایش داده شده است.

نمودار سرعت موتور القائی min 300x123 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

نمودار سرعت ماشین

نمودار گشتاور موتور القائی min 300x127 کنترل فازی موتور القائی  با بکارگیری روش کنترل مستقیم گشتاور

نمودار گشتاور ماشین

منبع : برق تِک