Flux estimation and field oriented control of induction motors.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

Na presente tese à apresentado o projeto completo de um observador de fluxo magnÃtico (determinÃstico, discreto e assintoticamente estÃvel) aplicado ao sistema de controle realimentado de um servo acionamento baseado no motor de induÃÃo. Uma vez que o modelo reduzido do motor de induÃÃo, alÃm de vÃrios outros tipos de sistemas fÃsicos, à representado mediante modelos em espaÃo de estados onde existe um retardo na equaÃÃo de saÃda, nesta tese à proposto um observador robusto, baseado no Delayed State Kalman Filter, projetado de forma determinÃstica e aplicada a sistemas nÃo-lineares discretos. As caracterÃsticas de convergÃncia sÃo determinadas mediante a anÃlise de inequaÃÃes matriciais lineares (LMI) obtidas a partir da funÃÃo candidata de Lyapunov. Os erros introduzidos na linearizaÃÃo da matriz de dinÃmica da planta e na inicializaÃÃo incorreta do observador sÃo considerados, inserindo-se matrizes auxiliares diagonais, assumidas como nÃo conhecidas e em funÃÃo da escolha adequada das matrizes de projeto Rk+1 e Qk. Uma outra contribuiÃÃo desta tese à a anÃlise detalhada da observabilidade nÃo-linear dos modelos discretos, ordem completa e ordem reduzida, baseados nos modelos de tensÃes e correntes do motor de induÃÃo respectivamente. Diferentes condiÃÃes de operaÃÃo sÃo analisadas, considerando-se a velocidade instantÃnea do rotor, valor do torque de carga, variaÃÃes paramÃtricas e a adiÃÃo de pequenos sinais de perturbaÃÃo na referÃncia da magnitude do vetor de fluxo do rotor, sÃo consideradas. O observador analisado à entÃo utilizado em um sistema de controle discreto nÃo-linear. O controlador proposto, baseado nas equaÃÃes caracterÃsticas do controle de campo orientado indireto, apresenta uma prova de estabilidade quando sÃo assumidos parÃmetros constantes e conhecidos no motor, e quando existe disponibilidade de todos os estados do modelo (incluindo fluxo do rotor). Da mesma forma, à verificado que o sistema de controle realimentado pode utilizar a abordagem equivalÃncia certeza em funÃÃo da relaÃÃo entre os conceitos nÃo-lineares de estabilidade entrada-estado e estabilidade robusta. O projeto do sistema de controle à baseado na tÃcnica de estabilizaÃÃo por realimentaÃÃo e o controle adaptivo realimentado à baseado na extensÃo ao domÃnio discreto das definiÃÃes de estabilidade entrada-estado e estabilidade robusta. ConvÃm mencionar que no projeto do sistema de controle à assumido o modelo de ordem reduzida do motor de induÃÃo. Desta forma, nÃo existe a necessidade de considerar a dinÃmica do circuito de estator e o custo computacional da implementaÃÃo do sistema à reduzido. Em todas as simulaÃÃes relativas ao observador de fluxo magnÃtico proposto, sÃo consideradas diferentes condiÃÃes de operaÃÃo no servo acionamento, assim como as caracterÃsticas da implementaÃÃo prÃtica do sistema (algoritmos PWM e filtros antialiasing). Da mesma forma, nas realizaÃÃes do sistema de controle nÃo-linear proposto, à objetivada a verificaÃÃo das condiÃÃes de estabilidade entrada-estado determinadas de forma teÃrica.

ASSUNTO(S)

controle adaptativo servocontrole sistemas discretos sistemas nÃo-lineares estimaÃÃo de fluxo filtros de kalman controladores estabilidade de sistemas motores de induÃÃo controle com realimentaÃÃo

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