عنوان پایان‌نامه
کنترل تطبیقی مقاوم موتور القایی خطی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1930;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49809;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1930
- تاریخ دفاع
- ۰۸ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمد بیطرفان
- استاد راهنما
- صادق واعظ, فرزاد رجایی سلماسی
- چکیده
- امروزه موتور¬های القایی خطی با توجه به خصوصیات منحصر به فرد در تولید حرکت خطی بطور گسترده¬ای مورد توجه قرار گرفته¬اند. اساس کار موتورهای القایی خطی و القایی دورانی یکسان می باشد و انتظار می¬رود روابط حاکم بر نوع دورانی برای نوع خطی نیز صادق باشد اما در موتور¬های القایی خطی به دلیل محدود بودن طول موتور پدیده اثر انتهایی بوجود می آید که به سرعت موتور وابسته می باشد و علاوه بر کاهش بازدهی، باعث ایجاد عدم قطعیت در مدل موتور القایی مرسوم می شود. این پدیـده منجر به وابسته شدن اندوکتانس¬های اولیه, ثانویه و متقابل به سرعت می شود و به همین علت نمی¬توان این پارامترها را به درستی با روش های شناسایی برون خطی بدست آورد. ما در این پایان نامه آن¬ها (و در نتیجه اثر انتهایی) را به صورت برخط حین کار موتور با اندازه¬گیری فقط ولتاژ و جریان موتور تخمین خواهیم زد. روش کنترل برداری به دلیل دارا بودن رفتار برتر, به عنوان یکی از روش¬های اصلی کنترل موتور القایی دورانی, در موتورهای القایی خطی نیز استفاده می شود. اما تفاوت رفتاری این دو موتور باعث کاهش کارایی روش کنترل برداری متداول در نوع خطی و ایجاد خطا در تخمین شار و وابسته شدن شار و نیروی رانش به یکدیگر می شود. با توجه به وابستگی مـدل موتور القایی خطی به اثر انتهایی، در این پایان نامه ابتـدا معادلات حالت موتور را بدست می آوریم که این معادلات پیچیده و دارای ضرایب وابسته به زمان و غیر خطی بر حسب اندوکتانس¬ها می باشد. برای طراحی رویتگر تطبیقی ابتدا معادلات حالت بدست آمده را ساده کرده و از معیار پایداری لیـاپانوف برای اثبات پایداری رویتگر استفاده می¬کنیم. اما استفاده از معیار مرسوم لیاپانوف, همان طور که خواهیم دید, به اندازه¬گیری بردار شار نیاز دارد؛ بنابراین معیار لیاپانوف جزئی که نیازی به بردار شار ندارد را استفاده می نماییم. البته استفاده از معیار لیاپانوف جزئی نیاز به غنی نمودن سیگنال های ورودی موتور دارد. از طرف دیگر پارامتر های موتور حین کار موتور تغییر می کند و منجر به نا تنظیمی کنترل کننده می شود, پس ما با استفاده از مقادیر تخمین زده شده¬ی پارامترها و حالت¬های سیستم, کنترل برداری را تطبیقی می نماییم تا اثر تغییر پارامترها بر عملکرد موتور کاهش یابد. بنابراین ما در این پایان نامه بر اساس رویتگر تطبیقی یک کنترل کننده مقاوم در برابر تغییرات ناشی از اثر انتهایی برای موتور القایی خطی طراحی می کنیم و با در نظر گرفتن پیچیدگی معادلات حالت LIM و وابسته بودن ضرایب معادلات (به صورت غیر خطی) به اثر انتهایی, روشی برای تخمین تطبیقی شار, پارامترهای سیستم و اثر انتهایی پیشنهاد و با استفاده از مقادیر تخمین, کنترل تطبیقی طراحی می نماییم. در انتها با شبیه سازی دقت روش پیشنهاد شده در تخمین پارامترها, اثر انتهایی و شار ثانویه موتور نشان داده می شود.
- Abstract
- Linear induction motors (LIM), todays, according to the unique characteristics in producing linear motion, are widely considered. The basic theory of LIM is the same as rotational induction motor (RIM), so it is expected that governed relations of RIM be true for LIM, But LIM due to the limited length of the motor along moving direction, have end effect phenomenon witch is speed dependent, and in addition to decrease efficiency, cause uncertainty in the model of ordinary induction motors. This phenomenon leads to dependency of primary, secondary and mutual inductances to speed, thus it is impossible to gain properly these parameters using off-line identification methods. Vector control method owing to has the high performance behavior, is the most commonly used method for control of RIMs and LIMs. But differences of these two types of induction motors recline performance of vector control method for LIM, create flux estimation error, and depend flux and thrust force. Due to dependence of LIM model to the end effect, first we attain relations of LIM that are very complicated and nonlinear. For designing adaptive observer, after simplifying relations, we apply Lyapunov stability theory to design stable observer. But using Lyapunov stability theory, as it will be seen, requires flux vector measurement; so partial Lyapunov stability theory is used wich need rich inputs. On the other hand, motor parameters change during operation and result in detuning of controller; thus we, using estimated parameters and states, design adaptive controller. Hence in this dissertation we design a controller based on adaptive observer for LIM witch is robust against variation of parameters due to the end effect. We offer a method for adaptive observing of flux, system parameters and the end effect. At the end we verify accuracy of proposed method in estimation of parameters, the end effect and secondary flux of LIM using simulation.
