تحقیق شبیه سازی وطراحی کنترل کننده مناسب برای موتور القایی با استفاده از اغتشاش کوچک حول نقطه کار موتور

دانلود تحقیق شبیه سازی وطراحی کنترل کننده مناسب برای موتور القایی با استفاده از اغتشاش کوچک حول نقطه کار موتور

تحلیل ماشین القایی برای یک اغتشاش کوچک حول نقطه کار تنها از طریق معادلات خطی سازی شده ماشین القایی امکانپذیر است.

این معادلات خطی سازی شده می تواند در محاسبه تابع تبدیل و معادله مشخصه سیستم مورد استفاده قرار گیرد و همچنین در طراحی کنترل کننده ها می تواند به کاربرده شود. در این پروژه معادلات غیرخطی ماشین القایی برای یک اغتشاش کوچک حول نقطه کار خطی سازی شده است. وسپس معادلات حالت بدست آمده از معادلات خطی سازی شده ماشین، برای شبیه سازی کار ماشین القایی در اندازههای مختلف و طراحی سیستم کنترلی آنها مورد استفاده قرار گرفته است.

ماشینهای القایی در دامنه وسیعی از کاربردها به عنوان یک وسیله تبدیل توان الکتریکی به کار مکانیکی استفاده می شود. آنها بدون شک اسب کار در صنعت توان الکتریکی اند. محرکهای پمپ، آسیاب، بالابر تنها نمونه ای از کاربرد موتور القایی چند فاز بزرگ هستند.

در توانهای کم از سرو موتورهای دو فاز به طور وسیعی در سیستم های کنترل موقعیت استفاده می شودوموتورهای القایی تکفاز به طور گسترده ای در مصارف خانگی به کار می روند. دلیل استفاده زیاد موتورهای القایی به عنوان درایوهای سرعت متغیر در توانهای مختلف، پاسخ دینامیکی سریع موتورهای القایی به تغییرات سرعت و گشتاور است.

در این پروژه معادلات دینامیکی ِِِِِِdq یک ماشین القایی به عنوان یک مجموعه معادلات دیفرانسیل مرتبه اول که برای تکنیک خطی سازی مورد استفاده قرار گرفته بیان میگردد. در این پروژه بررسی موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی با توانهای مختلف (توان پایین، توان متوسط، توان بالا) برای یک جابه جایی کوچک حول نقطه کار انجام شده است. همچنین مقادیر ویژه هر موتور تخمین زده شده است و اثر قطب های معادله مشخصه روی پاسخ های موتور نشان داده شده است.

در نهایت با دو روش کنترلی جا به جایی قطب ها (Poleplacement) و کنترل بهینه خطی درجه دو (LQR) کنترل کننده هایی برای موتور القایی طراحی می کنیم که پاسخ موتور را از لحاظ پایداری نسبی و خطای ماندگار بهبود می بخشد.

معادله های توصیف کننده رفتار ماشین القایی غیرخطی هستند و می توان آنها را تنها به کمک کامپیوتر حل کرد. در هر حال، با توجه به رفتار شکل خطی شده این معادله ها به هنگام جابه جایی های کوچک حول نقطه کار می توان دید وسیعی پیدا کرد. با اعمال بسط تیلور حول نقطه کار خطی سازی انجام می شود. مجموعه حاصل از معادلات دیفرانسیل خطی سازی شده، رفتار دینامیکی جا به جایی های کوچک را در اطراف نقطه عملکرد توصیف می کند. در این صورت این ماشینها به عنوان یک سیستم خطی با اغتشاش کوچک تلقی شده و نظریه اصلی سیستمهای خطی برای محاسبه مقادیر ویژه وتعین توابع انتقال برای طراحی کنترل کننده های مربوط به این ماشین ها به کاربرده می شود. دراین پروژه معادلات غیرخطی ماشینهای القایی خطی می شوند. اگر چه این معادله ها برای ولتاژهای استاتور در همه فرکانس ها معتبرند اما فقط کار با فرکانس نامی را مورد بررسی قرار دادیم. معادله های خطی شده ماشین به راحتی از معادله های ولتاژی که برحسب پارامترهای ثابت با نیروهای محرک ثابت و مستقل از زمان بیان شده اند به دست می آیند. در شرایط حالت دایمی متعادل چنین نیازهایی براورده می شوند، و در مورد ماشین های القایی، با معادله های ولتاژی که در دستگاه مرجع گردان سنکرون بیان شده باشد ارضا می شوند. چون جریانها و شار پیوندی متغیرهای مستقلی نیستند، معادله های ماشین را می توان با جریان ها یا شارهای پیوندی و یا شارهای پیوندی در واحد زمان به عنوان متغیرهای حالت نوشت. عموما انتخاب متغیرهای حالت بستگی به نوع کاربرد دارد. در اینجا برای بررسی جریانهای خروجی سرعت روتور و گشتاور الکتریکی، متغیرهای حالت را جریان انتخاب می کنیم. در مقاله ارائه شده به عنوان موضوع پروژه، فضای حالت بامتغیرهای حالت شارهای پیوندی درواحدزمان بیان می شود.

رابطه بین این متغیرهای حالت، شارپیوندی در واحد زمان وجریان با ماتریس تبدیلTصورت می گیرد، که در ادامه در مورد آن بحث خواهیم کرد.

معادلات ولتاژ ماشین القایی با جریان ها (متغیرهای حالت) را می توان در دستگاه مرجع گردان سنکرون به صورت زیر در نظرگرفت

فهرست مندرجات:

چکیده… 1

مقدمه… 1

معادلات خطی شده ماشین القایی… 5

طراحی کنترل کننده ها… 8

الف) طراحی با جایدهی قطب… 8

ب) کنترل بهینه درجه دو… 9

نتایج شبیه سازی… 9

1) طراحی کنترل کننده مناسب به روش جایدهی قطب… 18

2) طراحی کنترل کننده مناسب به روش کنترل بهینه درجه 2… 29

نتیجه گیری و مقایسه سه تیپ موتور القایی… 38

شامل 47 صفحه فایل word قابل ویرایش

چطور دانلود کنم؟