In general, the realization of high performance brushless permanent magnet motors which are widely used in servo drive is focused on the linear control for ripple-free torque. This is also the main problem that should be solved in all AC motors including induction motor to achieve high performance control, and recent papers deal with this problem. In this paper, the novel optimal excitation scheme of brushless permanent magnet motor producing loss-minimized ripple-free torque based on the d-q-0 reference frame is presented including 3 phase unbalanced condition. The optimized phase current waveforms that are obtained by the proposed method can be a reference values and the motor winding currents are forced to track it by delta modulation technique. As a results, it can be shown that the proposed work can minimize the torque ripple by the optimal excitation current for brushless permanent magnet motor with any arbitrary phase back EMF waveform. Simulation and experimental results prove the validity and practical applications of the proposed control scheme.
The current paper presents application of a new analytic solution in general relative motion to spacecraft formation flying in an elliptic orbit. The calculus of variations is used to analytically find optimal trajectories and controls for the given problem. The inverse of the fundamental matrix associated with the dynamic equations is not required for the solution in the current study. It is verified that the optimal thrust vector is a function of the fundamental matrix of the given state equations. The cost function and the state vector during the reconfiguration can be analytically obtained as well. The results predict the form of optimal solutions in advance without having to solve the problem. Numerical simulation shows the brevity and the accuracy of the general analytic solutions developed in the current paper.
In this paper, a new algorithm of optimal Volt/Var Control is proposed using Volt/Var control for the Distribution Automation System (DAS) with Distributed Generation (DG) based on the modeling of the distributed load and the distributed current. In the proposed, algorithm based on the modeling of the distributed load and the distributed current are estimated from constants of four terminals using the measurement of the current and power factor from a Feeder Remote Terminal Unit (FRTU) and DG data from RTU for DG. For the optimal Volt/Var Control, the gradient method is applied to find optimal solution for tap, capacity and power control of OLTC (On-Load Tap Changers), SVR (Step Voltage Regulator), PC (Power Condenser) and DG (Distributed Generation). In the case studies, the estimation and control of the voltages have been testified in a radial distribution system with DG using matlab program.
Electric vehicles (EV) and hybrid EVs (HEV) are designed and manufactured by GM, Toyota, Honda, and Hyundai motors. The propulsion system design process for EV requires integrating subsystem designs into an overall system model to maximize the performance of a given propulsion architecture. Therefore, high-power density and high-torque density are important attributes required for EV applications. To improve torque and power density, propulsion motors are designed for saturation during high-torque operation. The nonlinearity associated with core saturation is modeled by incorporating the cross-coupling inductances, which also behave nonlinearly. Furthermore, in EV environments, the battery is directly connected to the DC link, and the battery changes depending on the state of charge. It will be onerous if as many optimal current commands as different $V_{dc}$ were made. This paper presents the optimal current commands in the various operating condition and the current control technique in EV environments.
This paper describes current controlled PWM technique of PM synchronous motors for a wide variety of speed control applications. They are however limited in their ability to operate in the power limited regime where the available torque is reduced as the speed is increased above its base value. This paper reviews the operation of the PMSM drives when they are constrained to be within the permissible envelope of maximum inverter voltage and current to produce the rated power and to provide this with the highest attainable rotor speed. The optimal field-weakening control algorithm is the use of phase current and d-axis current feedback to reduce of error between the d-axis current command and real current and to improve the torque characteristics. The improved torque characteristics of speed control strategy with optimal field weakening control algorithm is analyzed and the performance is investigated by the computer simulation and experimental results. (author). refs., figs.
Adaptive Maximum Torque Per Amp (Adaptive MTPA) control for induction motor drives seeks to achieve a desired torque with the minimum possible stator current regardless of operating points. This is favorable in terms of inverter operation and nearly optimal in terms of motor efficiency. However, the Adaptive MTPA control was validated only from the viewpoint of tracking a desired torque and was not shown that the desired torque is achieved with minimum possible stator current. This work experimentally demonstrates that optimal condition for Adaptive Maximum Torque Per Amp Control Strategy is achieved regardless of rotor resistance variation.
This paper analyses the harmonic pollution to power grids caused by several high-power rectifiers, summarizes the requirements for rectifiers in suppressing grid-side current harmonics and optimizes a new-type of current source PWM rectifier with a hybrid switch. The rectifier with a hybrid switch boasts significant current characteristics and cost advantages in the high-power area. To further enhance the working frequency of the current source rectifier with a hybrid switch for suppressing grid-side harmonics and reducing the inductance size, this paper proposes an optimal control strategy based on space vector. It also verifies that the optimal control strategy based on space vector can reduce the total harmonic distortion of the grid-side current of the rectifier with a hybrid switch via circuit simulation and experimental results.
This paper presents an advanced control technique for power density maximization of the Brushless DC (BLDC) generator by using the linear tracking method. In a generator of given rating, the weight and size of the system affect the fuel consumption directly. Therefore, power density is one of the most important issues in a stand-alone generator. BLDC generator has high power density in the machine point of view and additional increases of power density by control means can be expected. Conventional rectification methods cannot achieve the maximum power possible because of hon-optimal current waveforms. The optimal current waveform to maximize power density and minimize machine size and weight in a nonsinusoidal power supply system has been derived, incorporated in a control system, and verified by simulation and experimental work. A new simple algebraic method has been proposed to accomplish the proposed control without an FFT which is time consuming and complicated.
Interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) has become a popular choice in electric vehicle applications, due to their excellent power to weight ratio. This paper proposes efficiency optimization control of IPMSM drive using adaptive fuzzy learning control fuzzy neural network (AFLC-FNN) controller. In order to maximize the efficiency in such applications, this paper proposes the optimal control method of the armature current. The controllable electrical loss which consists of the copper loss and the iron loss can be minimized by the optimal control of the armature current. The minimization of loss is possible to realize efficiency optimization control for the proposed IPMSM. The optimal current can be decided according to the operating speed and the load conditions. This paper considers the design and implementation of novel technique of high performance speed control for IPMSM using AFLC-FNN controller. Also, this paper proposes speed control of IPMSM using AFLC-FNN and estimation of speed using ANN controller. The back propagation neural network technique is used to provide a real time adaptive estimation of the motor speed. The proposed control algorithm is applied to IPMSM drive system controlled AFLC-FNN controller, the operating characteristics controlled by efficiency optimization control are examined in detail.
In this paper, control method proposed for effective speed control of the induction motor indirect vector control. For the induction motor drive, indirect vector control scheme that controls torque current and flux current of the stator current independently so that it can have improved dynamics. Also, neuro-fuzzy algorithm employed for torque current control in order to optimal speed control The proposed neuro-fuzzy algorithm can be applied to the precise speed control of an induction motor drive system or the field of any other power systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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