دانشگاه آزاد اسلامی

واحد نجف آباد

دانشکده مهندسی برق

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد«M.Sc.»

گرایش: كنترل

عنوان:

کنترل سرعت(گشتاور) و شار موتور القایی بر اساس روش کنترل مستقیم گشتاور با بهره گرفتن از کنترل­ کننده مبتنی بر  پسیویتی

استاد راهنما:

دكتر غلامرضا عرب

استاد مشاور:

دكتر سعید اباذری

تابستان 90

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                صفحه

1- پیشینه پژوهش 5
1-1- مقدمه   5
1-2- پیشینه كنترل موتور القایی 7
1-3- پیشینه تاریخی كنترل مبتنی بر پسیویتی 8
1-4روند كاربردی كردن كنترل سیستم­ها 9
2- انواع روش های كنترل ماشینهای القایی 10
2-1- مقدمه 10
2-2- انتخاب یک سیستم كنترل ماشین الكتریكی 10
2-3- سیستم­های كنترل ماشین­های جریان مستقیم 11
2-4- سیستم های كنترل ماشین­های جریان متناوب 11
   2-4-1- كنترل سیستم درایو موتور القایی به روش اسكالر 12
   2-4-2- كنترل سیستم درایو موتور القایی به روش برداری (جهت­یابی میدان) 13
   2-4-3- خطی سازی با فیدبك دینامیكی موتور القایی 15
   2-4-4 كنترل مستقیم گشتاور(DTC) 17
3- سیستم­های اولر-لاگرانژ و سیستم­های پسیو 20
3-1- مقدمه 20
3-2- سیستم­های اولر-لاگرانژ 21
3-3- سیستم­های پسیو 21
3-4- کنترل مبتنی برپسیویتی (PBC) چیست؟ 27
3-5- معادلات اولر-لاگرانژ در حركت 28
3-5-1تعریف معادلات EL و پارامترهای EL 28
4- سیستم­های اولر-لاگرانژ و پسیویتی در موتور القایی 30
4-1- مقدمه 30
4-2- مزیتهای كنترل مبتنی بر پسیویتی 31
4-3- مدل لاگراژ ومسأله کنترل 32
4-4- معادلات EL برای ماشین­های AC 33
4-5- روش مبتنی بر پسیویتی برای طراحی كنترل­كننده 36
 
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                    صفحه
 
   4-5-1- تجزیه فیدبكی زیر سیستم­های پسیو 36
   4-5-2- روند طراحی 37
4-6- مدل موتور القایی 38
   4-6-1- معادلات دینامیكی 38
   4-6-2- بعضی از ویژگیهای كنترلی مدل 40
   4-6-2-1- ویژگی­های ورودی-خروجی 40
   4-6-2-2- ویژگیهای هندسی 41
   4-6-3- تعریف مسأله رهگیری سرعت ونرم شار رتور 42
4-7- یک PBC  حلقه­ای تودرتو 42
   4-7-1- كنترل مبتنی بر پسیویتی بدون مشاهده­گر 43
5- نتایج شبیه­سازی 49
5-1- مقدمه 49
5-2- مقادیر اولیه و پارامترهای اعمال شده به كنترل­كننده 49
5-3- نتایج شبیه­سازی كنترل كننده ارائه شده توسط اورتگا 50
   5-3-1- نتایج شبیه­سازی با ثابت بودن شار مرجع و بی­باری 50
   5-3-2 نتایج شبیه­سازی با ثابت بودن شار مرجع و اعمال گشتاور بار به موتور   51
   5-3-3 نتایج شبیه­سازی با اعمال تغییرات در شار مرجع رتور 52
   ­5-3-4 نتایج شبیه­سازی عملكرد سرعت پایین موتور 53
­5-4 نتایج شبیه­سازی كنترل كننده پیشنهادی 54
   5-4-1 نتایج شبیه­سازی كنترل سرعت با ثابت بودن شار مرجع رتور و بی­باری   54
   5-4-2 نتایج شبیه­سازی با ثابت بودن شار مرجع و اعمال گشتاور بار به موتور   55
   ­5-4-3 نتایج شبیه­سازی با اعمال تغییرات در شار مرجع رتور 56
   5-4-4 نتایج شبیه­سازی در سرعت پایین رتور 57

این مطلب را هم بخوانید :

5-5 نتیجه ­گیری  58
5-6 پیشنهادها 58
منابع  59
 
 
فهرست اشكال
عنوان                                                                                             صفحه

شكل (1-1): تقسیم­بندی كلی روش های كنترل موتور القایی 7
شكل (2-1): روش های كنترل اسكالر موتور القایی 13
شكل (4-2): تجزیه زیر سیستم­های پسیو یک ماشین القایی كلی 36
شكل (4-3): مدل موتور القایی مورد استفاده در كنترل­كننده 38
شكل (4-4): دیاگرام مدل موتور القایی مورد استفاده در شبیه­سازی­ها 38
شكل (4-5): ساختار یک كنترل پسیویتی تودرتو (Nested-Loop) 43
شكل(4-6): بلوك دیاگرام تزریق میرایی به زیر سیستم الكتریكی 44
شكل(4-7): بلوك دیاگرام بلوك دیاگرام كنترل­كننده گشتاور 46
شكل(4-8): بلوك دیاگرام مربوط به كنترل سرعت موتور القایی 47
شكل(4-8): بلوك دیاگرام مربوط به كنترلر مبتنی بر پسیویتی 47
شكل(4-9): بلوك مربوط به كنترل سرعت پیشنهادی 48
شكل(4-10): دیاگرام كلی مربوط به كنترل­كننده مبتنی بر پسیویتی 48
شكل(5-1): نتایج شبیه­سازی روش ارائه شده توسط اورتگا كنترل سرعت در حالت بی­باری و ثابت بودن
 شار مرجع، (الف) سرعت مرجع و سرعت واقعی، (ب) خطای سرعت. 50
شكل(5-2): نتایج شبیه­سازی روش ارائه شده توسط اورتگا [2] ، كنترل سرعت با اعمال گشتاور بار
 Nm 10در زمان 2s. (الف) سرعت مرجع و سرعت واقعی، (ب) خطای سرعت، (ج) منحنی گشتاور بار
 اعمال شده. 51
شكل (5-3): نتایج شبیه­سازی روش ارائه شده توسط اورتگا [2] ، كنترل سرعت با اعمال تغییر در اندازه شار
 مرجع رتور در بازة زمانی t=1.5s و t=2.5s ازمقدار  0.8 به 0.6 و بالعكس. (الف) منحنی سرعت مرجع و
 سرعت واقعی، (ب) خطای سرعت، (ج) منحنی تغییر در اندازه شار مرجع رتور. 52
شكل (5-4): نتایج شبیه­سازی روش ارائه شده توسط اورتگا [2] ، كنترل سرعت پایین رتور.
(الف) منحنی سرعت مرجع و سرعت واقعی، (ب) منحنی خطای تعقیب سرعت. 53
شكل (5-5): نتایج شبیه­سازی روش پیشنهادی، كنترل سرعت در حالت بی­باری و ثابت بودن اندازه شار مرجع رتور.
 (الف) منحنی سرعت مرجع و سرعت واقعی، (ب) منحنی خطای تعقیب سرعت. 54
شكل )5-6(  نتایج شبیه­سازی روش پیشنهادی، كنترل سرعت در حالت افزودن گشتاور بار Nm 10 در زمان t=2s
  و ثابت بودن اندازه شار مرجع رتور،  (الف) منحنی سرعت مرجع و سرعت واقعی، (ب) منحنی خطای سرعت،
(ج) منحنی گشتاور بار اعمال شده. 55
شكل (5-7) نتایج شبیه­سازی روش پیشنهادی، كنترل سرعت با اعمال تغییر در اندازه شار مرجع رتور
در بازة زمانی t=1s و t=2s از 0.8 به 0.6 و بالعكس. (الف) نمودار سرعت مرجع و سرعت واقعی در
فهرست اشكال
عنوان                                                                                             صفحه
 
 حالت اعمال تغییر در اندازه شار مرجع رتور،(ب) خطای تعقیب سرعت، (ج) نمودار تغییر در مقدار
اندازه شار مرجع رتور. 56