A high-performance robust hybrid speed controller for a permanent-magnet synchronous motor (PMSM) drive with an on-line trained neural-network model-following controller (NNMFC) is proposed. The robust hybrid controller is a two-degrees-of-freedom (2DOF) integral plus proportional & rate feedback (I-PD) with neural-network model-following (NNMF) speed controller (2DOF I-PD NNMFC). The robust controller combines the merits of the 2DOF I-PD controller and the NNMF controller to regulate the speed of a PMSM drive. First, a systematic mathematical procedure is derived to calculate the parameters of the synchronous d-q axes PI current controllers and the 2DOF I-PD speed controller according to the required specifications for the PMSM drive system. Then, the resulting closed loop transfer function of the PMSM drive system including the current control loop is used as the reference model. In addition to the 200F I-PD controller, a neural-network model-following controller whose weights are trained on-line is designed to realize high dynamic performance in disturbance rejection and tracking characteristics. According to the model-following error between the outputs of the reference model and the PMSM drive system, the NNMFC generates an adaptive control signal which is added to the 2DOF I-PD speed controller output to attain robust model-following characteristics under different operating conditions regardless of parameter variations and load disturbances. A computer simulation is developed to demonstrate the effectiveness of the proposed 200F I-PD NNMF controller. The results confirm that the proposed 2DOF I-PO NNMF speed controller produces rapid, robust performance and accurate response to the reference model regardless of load disturbances or PMSM parameter variations.
When the vector control, which does not need a speed signal from a mechanical speed sensor, it is possible to reduce the cost of the control equipment and to improve the control performance in many industrial application. This paper describes a rotor speed identification method of induction motor based on the theory of flux model reference adaptive system. The estimator execute the rotor speed identification so that the vector control of the induction motor may be achieved. The improved auxiliary variable of the two model are introduced In perform accurate rotor speed estimation. The control system is composed of the PI controller for speed control and current controller using space voltage vector PWM technique. High speed calculation and processing for vector control is carried out by TMS320C31 digital signal processor. Validity of the proposed control method is verified through simulation and experimental result.
In this paper, a voltage and current control scheme of a three-phase voltage source inverter for UPS is described. The inverter provides pure sinusoidal output voltage with very low THD(Total Harmonic Distortion). The proposed controller is designed to robust against the load change, parameter variations, and disturbances using PI controller. The switching pattern is determined to Space Vector Modulation. Finally, the performance of the proposed inverter is shown and discussed by simulation.
This paper deals with the design of a field oriented control system model for the high performance induction motor using Matlab with Simulink. The proposed control system model, which is not used the speed and flux sensor, contains IM model, Tranformation, Decoupling, FFOC(Field Flux Orientation Controller), Torque calculator and PI Controller to control speed, torque. Results present the stator and rotor flux phasor trajectory, the startup and transient response of speed, torque and stator current with field oriented control and the response to changes in reference speed with no load. This paper shows that the propose control system is more robust than other vector control system, and suggest the enchanced model, using Matlab with Simulink for the high performance in induction motor control.
In this paper, we adapted BLDC motor to PV water pumping systems to maintain high efficiency in the wide speed area. Also, to design confidence we adapted the vector control that drive the maximum torque at each speed limit. We designed optimal gain value of current, speed and pressure PI controller. Inverter gate pulse used Space Vector PWM to reduce torque pulsation of BLDC motor. According to, it was improve general matters of high water storage tank method by direct water supply pumping method.
Abdelkarim, Emad;Ahmed, Mahrous;Orabi, Mohamed;Mutschler, Peter
Journal of Power Electronics
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제12권2호
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pp.305-316
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2012
The paper presents an accurate loss model based controller of an induction motor to calculate the optimal air gap flux. The model includes copper losses, iron losses, harmonic losses, friction and windage losses, and stray losses. These losses are represented as a function of the air gap flux. By using the calculated optimal air gap flux compared with rated flux for speed sensorless indirect vector controlled induction motor, an improvement in motor efficiency is achieved. The motor speed performance is improved using a fuzzy logic speed controller instead of a PI controller. The fuzzy logic speed controller was simulated using the fuzzy control interface block of MATLAB/SIMULINK program. The control algorithm is experimentally tested within a PC under RTAI-Linux. The simulation and experimental results show the improvement in motor efficiency and speed performance.
권선형 유도전동기는 기동시에 충분히 큰 저항을 외부에서 삽입하여 기동전류를 작게하는 동시에 기동토크를 크게 할 수 있다. 또한, 유도전동기의 각 기동방식중에서 가장 우수한 시동특성을 가지고 있으며 크레인, 시멘트공장 등 중부하 시동이 요구되는 경우 널리 사용되고 있다. 권선형 유도전동기 드라이브 시스템의 전류, 토크, 위치 및 속도 등의 제어를 위하여 일반적으로 산업현장에서는 PI 제어기가 많이 적용되고 있다. 그러나 이러한 시스템은 센서 부착시 여러가지 환경적 제약으로 인한 전체시스템의 성능 저하를 가져올 수 있어 이를 개선하기 위한 센서리스 벡터제어가 활발히 연구되고 있다. 본 논문은 권선형 유도전동기의 센서리스 벡터제어를 위해 MRAS 기법을 적용하였고, 기존 MRAS에 의한 유도전동기 속도 센서리스 제어시 발생하는 저항 값의 변화에 따른 저속 영역에서의 속도 특성 악영향을 개선키 위해 권선형 유도전동기의 고정자 저항과 회전자 저항 값을 추정하는 제어 알고리즘을 추가하여 시스템의 동특성 개선을 시도하였다. 제안된 기법의 타당성 및 유효성을 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인하였다.
이 논문은 피드포워드 왜란상쇄 관측기를 이용하여 유도전동기의 강인한 제어를 얻을 수 있었다. 전통적인 비례적분 제어기의 속도응답 특징은 부하 토크 요소의 변이에 영향을 받는다. 제안한 시스템에서 속도제어 특성은 부하토크 외란에 영향을 받지 않는 피드포워드 제어를 사용하였다. 벡터제어를 위한 높은 속도의 계산과 처리를 위해 TMS320C31 디지털 프로세서를 사용하였다. 제안한 제어 방법의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션과 실험을 통해 확인하였다.
In a field-oriented vector-controlled permanent magnet synchronous motor (PMSM) control system, the d-axis current control loop can offer a free degree of freedom which can be used to improve control performances. However, in the industry the desired d-axis current command is usually set as zero without using the free degree of freedom. This paper proposes a method to use the degree of freedom for control performance improvement. It is assumed that both the inner loop proportional-integral (PI) current controller and the q-axis outer loop PI speed controller are tuned by the well-known tuning rules. This paper gives an optimal d-axis reference current command generator such that some useful performance indexes are minimized and/or a tradeoff between conflicting performance criteria is made. This paper uses a differential evolution algorithm to autotune the parameter values of the optimal d-axis reference current command generator. This paper implements the proposed control system in real time on a Texas Instruments TMS320F28335 floating-point DSP. This paper also gives experimental results showing the practicality and feasibility of the proposed control system, along with simulation results.
This paper proposes improvement on sensorless vector control performance of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) with sliding mode observer. An adaptive observer gain and second order cascade low-pass filter (LPF) were used to improve the estimation accuracy of the rotor position and speed. The adaptive observer gain was applied to suppress the chattering intensity and obtained by using the Lyapunov's stability criterion. The second order cascade LPF was designed for the system to escalate the filtering performance of the back-emf estimation. Furthermore, genetic algorithm was used to optimize the system PI controller's performance. Simulation results showed the effectiveness of the suggested improvement strategy. Moreover, the strategy was useful for the sensorless vector control of PMSM to operate on the low-speed area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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