کنترل پیشبین مبتنی بر مدل ماشین سنکرون مغناطیس دایم با دو رهیافت مجموعه کنترل محدود و بینوسان در دو ربع عملکردی
الموضوعات :
احسان قاسمی مدانی
1
,
محمدرضا علیزاده پهلوانی
2
,
آرش دهستانی کلاگر
3
1 - دانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوتر
2 - دانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوتر
3 - دانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوتر
الکلمات المفتاحية: ماشین سنکرون مغناطیس دایم, کنترل پیشبین با مجموعه کنترلی محدود مبتنی بر مدل, کنترل پیشبین بینوسان مبتنی بر مدل, مدولاسیون پهنای پالس فضای برداری, خودروی الکتریکی,
ملخص المقالة :
در این مقاله، دو نوع کنترل پیشبین با نامهای کنترل پیشبین با مجموعه کنترلی محدود مبتنی بر مدل (FCS-MPC) و کنترل پیشبین بینوسان مبتنی بر مدل (Dead-Beat MPC)، به منظور کنترل جریان ماشین سنکرون مغناطیس دایم در حالت بازیابی انرژی برای کاربرد خودروهای الکتریکی اعمال و مقایسه شده است. استراتژی FCS-MPC بردار ولتاژ بهینه را انتخاب و پالسهای کنترلی را مستقیماً بدون استفاده از هیچ گونه مدولاتوری به اینورتر اعمال میکند و استراتژی Dead-Beat MPC با مدولاسیون پهنای پالس فضای برداری پیادهسازی شده است. عملکرد و نتایج هر دو نوع استراتژی با استفاده از نرمافزار سیمولینک متلب استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیده است. مقایسه به طور عمده در دو حالت ماندگار و حالت گذرا انجام شده است. هر دو نوع استراتژی بر روی یک ماشین سنکرون مغناطیس دایم با پارامترهای یکسان و با حالت کاری مشابه اعمال شده است. نتایج نشان میدهد که نوسان جریان در حالت ماندگار در استراتژی DB-MPC کاهش بیشتری داشته و پاسخ حالت گذرا در استراتژی FCS-MPC سریعتر است.
[1] A. Adib and R. Dhaouadi, "Modeling and analysis of a regenerative braking system with a battery-supercapacitor energy storage," in Proc. IEEE 7th Int. Conf. on Modeling, Simulation, and Applied Optimization, ICMSAO’17, 6 pp., Sharjah, United Arab Emirates, 4-6 Apr. 2017.
[2] A. Ahmed and S. Cui, "Control and analysis of regenerative power distribution on electrical variable transmission using fuzzy logic on HEV system," in Proc. IEEE Int. Conf. on Electrical Machines and Systems, 6 pp, Beijing, China, 20-23 Aug. 2011.
[3] Z. Kangkang, L. Jianqiu, O. Minggao, G. Jing, and M. Yan, "Electric braking performance analysis of PMSM for electric vehicle applications," in Proc. IEEE Int. Conf. on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology, , vol. 5, pp. 2596-2599, Harbin, China, 12-14 Aug. 2011.
[4] A. Adib and R. Dhaouadi, "Performance analysis of regenerative braking in permanent magnet synchronous motor drives," Adv. Sci., Technol. Eng. Syst. J., vol. 3, no. 1, pp. 460-466, 2018.
[5] P. Cortes, M. P. Kazmierkowski, R. M. Kennel, D. E. Quevedo, and J. Rodriguez, "Predictive control in power electronics and drives," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 55, no. 12, pp. 4312-4324, Dec. 2008.
[6] J. Rodriguez and P. Cortes, Predictive Control of Power Converters and Electrical Drives, John Wiley & Sons, 2012.
[7] S. K. Mohanty, D. Jena, and D. Patra, "Model Predictive Control," 2007.
[8] M. Siami, M. Amiri, H. K. Savadkoohi, R. Rezavandi, and S. Valipour, "Simplified predictive torque control for a PMSM drive fed by a matrix converter with imposed input current," IEEE J. of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 6, no. 4, pp. 1641-1649, Dec. 2018.
[9] A. Formentini, A. Trentin, M. Marchesoni, P. Zanchetta, and P. Wheeler, "Speed finite control set model predictive control of a PMSM fed by matrix converter," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 62, no. 11, pp. 6786-6796, Nov. 2015.
[10] Y. Zhang, J. Zhu, and W. Xu, "Predictive torque control of permanent magnet synchronous motor drive with reduced switching frequency," in Proc. IEEE Int. Conf. on Electrical Machines and Systems, , pp. 798-803, Incheon, Korea, 10-13 Oct. 2010.
[11] J. W. Jung, J. J. Lee, S. O. Kwon, and J. P. Hong, "Equivalent circuit analysis of interior permanent magnet synchronous motor considering magnetic saturation," World Electric Vehicle J., vol. 3, pp. 114-118, 2009.
[12] X. Chen, J. Wang, V. Patel, P. Lazari, L. Chen, and P. Lombard, "Reluctance torque evaluation for interior permanent magnet machines using frozen permeability," 2014.
[13] C. D. Townsend, G. Mirzaeva, and G. C. Goodwin, "Deadtime compensation for model predictive control of power inverters," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 32, no. 9, pp. 7325-7337, Sept. 2016.
[14] S. H. Hwang and J. M. Kim, "Dead time compensation method for voltage-fed PWM inverter," IEEE Trans. on Energy Conversion, vol. 25, no. 1, pp. 1-10, Mar. 2010.
[15] H. T. Moon, H. S. Kim, and M. J. Youn, "A discrete-time predictive current control for PMSM," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 18, no. 1, pp. 464-472, Jan. 2003.
[16] F. Morel, X. Lin-Shi, J. M. Retif, B. Allard, and C. Buttay, "A comparative study of predictive current control schemes for a permanent-magnet synchronous machine drive," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 56, no. 7, pp. 2715-2728, Jul. 2009.
