Ekwiwalentne sterowanie ślizgowe prędkością kątową silnika indukcyjnego

• Autorzy: Tarchała G. , Orłowska-Kowalska T.

Warianty tytułu

EN

Equivalent sliding-mode control of the induction motor speed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono układ sterowania prędkością kątową napędu z silnikiem indukcyjnym, wykorzystujący ruch ślizgowy. W celu zmniejszenia oscylacji regulowanych zmiennych (zjawisko chatteringu), w stosunku do powszechnie stosowanej metody dwustanowej, zastosowano ekwiwalentną metodę sterowania ślizgowego, w której sygnał sterujący składa się z dwóch części: ciągłej oraz nieciągłej. Przedstawiono sposób projektowania takiego regulatora przy wykorzystaniu ogólnej metodyki syntezy układów sterowania ślizgowego, którą opisano we wstępnej części artykułu. Opracowany algorytm sterowania zweryfikowano za pomocą badań symulacyjnych i eksperymentalnych na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 3 kW.

EN

The paper deals with the speed control of the induction motor drive, which utilizes the sliding modes. In order to reduce the oscillations of regulated variables (the chattering phenomenon), in contradiction to the commonly used relay control method, the equivalent control method is applied. In this method, control signal consists of two different parts: continuous and discontinuous. The design method of such controller has been presented, based on the general design methodology of the systems with sliding modes, which has been demonstrated in the introductory part of the paper. The proposed control algorithm has been verified in simulation and experimental tests for the 3 kW induction motor.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; sterowanie prędkością; ruch ślizgowy; chattering

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 69, nr 33
• Strony: 82--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tarchała G.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• 1. ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2003.
• 2. UTKIN V.I., Sliding mode control design principles and applications to electric drives, IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 40, No. 1, 1993, 23–36.
• 3. UTKIN V.I., SHI J.X., Integral sliding mode in systems operating under uncertainty conditions, 35th IEEE Conf. on Decision and Control, Japonia, 1996, 4591–4596.
• 4. RIVERA J, LOUKIANOV A., Integral nested sliding mode control: Application to the induction motor, International Workshop on Variable Structure Systems, 2006, 110–114.
• 5. COMANESCU M., An induction-motor speed estimator based on integral sliding-mode current control, IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 56, No. 9, 2009, 3414–3423.
• 6. BARAMBONES O., GARRIDO A.J., Adaptive sensorless robust control of AC drives based on sliding mode control theory, International Journal of Robust and Nonlinear Control, Vol. 17, No. 9, 2007, 862–879.
• 7. WAI R.J., LIN F.J., Fuzzy neural network sliding-mode position controller for induction servo motor drive, IEE Proceedings-Electric Power Applications, Vol. 146, No. 3, 1999, 297–308.
• 8. WAI R.J., LIN C.M., HSU C.F., Adaptive fuzzy sliding-mode control for electrical servo drive, Fuzzy Sets and Systems, Vol. 143, No. 2, 2004, 295–310.
• 9. WAI R.J., DUAN R.Y., LEE J.D., CHANG H.H., Wavelet neural network control for induction motor drive using sliding-mode design technique, IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 50, no. 4, 2003, 733-748.
• 10. ZHANG Z., ZHU J., TANG R., BAI B., ZHANG H., Second order sliding mode control of flux and torque for induction motor, Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conf. (APPEEC), 2010, 1–4.
• 11. FERRARA A., RUBAGOTTI M., A sub-optimal second order sliding mode controller for currentfed induction motors, American Control Conference (ACC), USA, 2009, 59–64.
• 12. BETIN F., PINCHON D., CAPOLINO G.A., A time-varying sliding surface for robust position control of a DC motor drive, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 2, 2002, 462–473.
• 13. ABID M., MANSOURI A., AISSOUI A.G., BELABBES B., Sliding mode application in position control of an induction machine, Journal of Electrical Engineering, Vol. 59, No. 6, 2008, 322–327.
• 14. ORŁOWSKA-KOWALSKA T., TARCHAŁA G, Unified approach to the sliding-mode control and state estimation – application to the induction motor drive, Bulletin of the Polish Academy of Sciences – Technical Sciences, Vol. 61, No. 4, 2013, 1–10
• 15. DECARLO R.A., ZAK S.H., MATTHEWS G.P., Variable structure control of nonlinear multivariable systems – a tutorial, Proceedings of the IEEE, Vol. 76, No. 3, 1988, 212–232.
• 16. JABBARI A., TOMISUKA M., SAKAGUCH T., Robust nonlinear control of positioning systems with stiction, American Control Conference (ACC), USA, 1990, 1097–1102.
• 17. BARTOSZEWICZ A., Time-varying sliding modes for second-order systems, IEE Proceedings – Control Theory and Applications, Vol. 143, No. 5, 1996, 455–462.
• 18. BARTOSZEWICZ A., Design of a nonlinear time-varying switching line for second order systems, 37th IEEE Conf. on Decision and Control, 1998, 2404–2408.
• 19. TOKAT S., EKSIN I., GUZELKAYA M., SOYLEMEZ M.T., Design of a sliding mode controller with a nonlinear time-varying sliding surface, Transactions of the Institute of Measurement and Control, Vol. 25, No. 2, 2003, 145–162.
• 20. ORŁOWSKA-KOWALSKA T., TARCHAŁA G., Integral sliding mode direct torque control of the induction motor drives, 39th Annual Conf. IEEE Industrial Electronics Society (IECON), Wiedeń 2013, 8482–8487.