Forced dynamics speed control of the drive with linear PMSM

• Autorzy: Vavrúš V. , Pospíšil M. , Szychta E. , Luft M.

Warianty tytułu

PL

Wymuszone dynamicznie sterowanie prędkości napędu z liniowym synchronicznym silnikiem z magnesami trwałymi

• Konferencja: 13TH International Conference Computer Systems Aided Science, Industry and Transport "TRANSCOMP 2009"
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Forced dynamics control of the drive with linear permanent magnet synchronous motor is presented and verified. This, a relatively new control method offers an accurate realisation of a dynamic speed response with prescribed acceleration, which can be selected for given transport application by the user. In addition to this, vector control condition, which requires right angle between the stator current vector and moving part flux vector, is maintained as it is in conventional drives. To achieve prescribed speed response of moving part, the derived control law requires estimation of an external force, which is obtained from the set of two observers. The observer of moving part speed, which works in pseudo-sliding mode, is completed with the second one, having filtering effect to eliminate chattering of the previous one. The proposed control algorithms with precisely defined acceleration, one of which is suitable for traction application, are verified by simulations and experimentally. Preliminary experiments confirmed that the moving part speed response is capable to follow prescribed smooth acceleration fairly closely.

PL

W artykule jest prezentowany i weryfikowany układ sterowania dynamicznego napędu z liniowym synchronicznym silnikiem z magnesami trwałymi. Ta stosunkowo nowa metoda sterowania powoduje dokładną realizację dynamicznie zadanej prędkości z zadanym może być wybrana przez użytkownika dla danego zastosowania w transporcie. Warunek sterowania wektorowego, który wymaga prawidłowego kąta pomiędzy wektorem prądu stojana a wektorem strumienia części ruchomej jest utrzymany, jak w tradycyjnych napędach. Aby osiągnąć zadaną odpowiedź prędkości części ruchomej, przedstawione prawo sterowania wymaga estymacji zewnętrznego wymuszenia otrzymywanego poprzez układ dwóch obserwatorów. Obserwator prędkości części ruchomej, który pracuje w trybie 'pseudosliding' jest uzupełniony przez drugi, mający właściwość filtracji eliminującej zakłócenia wprowadzane przez pierwszy obserwator. Proponowane algorytmy sterowania z dokładnie zdefiniowanym przyśpieszeniem, mogą być użyteczne w zastosowaniach trakcyjnych. Są one zweryfikowane poprzez badania symulacyjne i eksperymentalne. Wstępne wyniki badań eksperymentalnych potwierdziły, że odpowiedź części ruchomej jest zdolna dość dokładnie nadążyć za przyśpieszeniem.

Słowa kluczowe

EN

linear permanent magnet synchronous motor drive; nonlinear system; feedback linearization; vector control; cascade control structure; sliding mode control; full state observer

PL

liniowy synchroniczny silnik napędowy; system nieliniowy; linearyzacja; sterowanie wektorowe; regulacja kaskadowa; obserwator

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 6
• Strony: CD--CD
• Opis fizyczny: -pełny tekst, Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Vavrúš V.

autor

Pospíšil M.

autor

Szychta E.

autor

Luft M.

Bibliografia

• [1] Isidori A.: Nonlinear control systems, Springer-Verlag, Berlin, 1989.
• [2] Vittek J. and Dodds S. J.: Forced dynamics control of electric drives, EDIS Publishing Centre of Zilina University, Slovakia, 2003, http://www.kves.uniza.sk/(e-learning).
• [3] Boldea I. and Nasar S. A.: Vector Control of AC Drives, 2nd edition, CRC Press, Boca Raton, FL., 1992.
• [4] Leonhard W.: Control of electrical drives. Springer-Verlag, Berlin, 1985.
• [5] Vittek J., Vavrus V., Michalik J. and Horvath V.: Design of control system for forced dynamics control of an electric drive employing linear permanent magnet synchronous motor, in Proceedings Int. Conf. IEEE ICIECA, Quito, Ecuador, 2005.
• [6] Ohnishi K. and Morisawa M.: Motion control taking environmental information into account, in Proceedings EPE PEMC Int. Conf., Cavtat, Croatia, 2002.
• [7] Dodds S. J. and Wild H.: Real-time identification of the friction coefficient of a rolling guided high dynamic linear motor, in Proceedings Int. Conf. Control'98, Swansea, UK, 1998.
• [8] Dodds S. J.: Settling time formulae for the design of control systems with linear closed loop dynamics, in Proceedings Int. Conf. AC&T - Advances in Computing and Technology, University of East London, United Kingdom, 2007.
• [9] Ryvkin S.: Sliding mode based observer for sensorless permanent magnet synchronous motor drive, Proceedings EPE-PEMC Int. Conf. Budapest, Hungary, 1996.
• [10] Nise N. S.: Control System Engineering, The Benjamin Cumming Publ. Co., Redwood City, CA, 1995.
• [11] Aguilar O., Loukianov A. G. and Canedo J.M.: Observer-based sliding mode control of synchronous motor, Proceedings of the IFAC Congress, Guadalajara, Mexico 2002.
• [12] Brock, S., Deskur, J. and Zawirski, K. Robust speed and position control of PMSM using modified sliding mode method, in Proceedings Int. Conf. EPE-PEMC Kosice, Slovakia, 2000, vol. 6, pp. 6-29-6-34.
• [13] Zilkova J., Timko J. and Girovsky P.: Nonlinear system control using neural networks. Acta Polytechnica Hungarica, vol. 3, No. 4, 2006, pp.85-94.
• [14] Comnat V., Cernat M., Moldoveanu F. and Ungar R.: Variable structure control of surface permanent magnet synchronous machine, Proceedings PCIM'99 Int. Conf., Nuremberg, Germany, 1999, pp. 351-356.
• [15] Fedor P. and Perduková D.: A DC Drive Fuzzy Model, Iranian Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 2, č. 1, str. 11-16, ISSN 1682-0053.
• [16] Luft M., Szychta E., Szychta L.: Method of designing ZVS boost converter, Proceedings of the 13th International Power Electronics and Motion Control Conference, 1-3 September 2008, Poznań - Poland, pp. 478-482.
• [17] Szychta E.: 'Zero Voltage Switched Multiresonant Converters - Analysis and Design', Monograph 2008, University of Zilina, Sk.