Vektorové řízeníVektorové řízení asynchronního asynchronního motoru s neuronovým estimátoremmotoru s neuronovým estimátorem

rychlostirychlosti

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky

Autor: Ing. Martin Kuchař Školitel: Prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.

Pracoviště: Katedra výkonové elektroniky a elektrických pohonů

K vyhodnocení polohy a rychlosti (bez použití snímačů) se v současné době používají různé druhy estimátorů realizované naprogramovaným softwarem v řídicím mikropočítači. Jejich nasazení umožňuje především neustále klesající cena signálových procesorů (DSP) a jejich rostoucí výkon.

 

Hlavní důvody k nasazení bezsensorového pohonu jsou: 

Úvod

• redukce ceny a použitého hardwaru • nárůst mechanické robustnosti • nasazení v agresivním prostředí • vyšší spolehlivost • snížení požadavku na údržbu • nárůst šumové imunity • neovlivněný moment setrvačnosti stroje

Estimátor rychlosti s přímou umělou neuronovou sítí

Umělá neuronová síť s organizací 8-22-1

Vektorové řízení asynchronního motoru s rychlostním estimátorem

Struktura vektorového řízení AM

VA BZV BVN1ANNPWM

TMF

T3/2 BIABVN2

AM

ANNestimátor

m ,

R R iSy

R i SxR imR u

u Sx*

u Sy*

i mr*

i mr iSx

iSx*

u Sx*

u Sy*

u S *

u S *

u xe

i mr

iSx*

iSy*

iSy*

u ye

iSy

u S *

u S *

imr

im

m*

iSx

iSyiSa

iSbiS

iS

sin cos

sin cos

sin cos

Su+- --

- -

+

6

3~

*

Su

BVPRBVOVcos

i mrsin Rcos R

TABsin,cos

iS iS

sin

R R

R R

R

R R

m

m

m

Blokové schéma řídicího systému

Realizace algoritmu pomocí DSP

3~50Hz

6BSP TMF

RS 232A/D

8

BIZBVPRD/AC -TMS320C40

IRC

AMOSC

PC/AT

systémová sběrnice

Experimentální výsledky

Průběhy skutečných a estimovaných otáček AM,momentotvorné a tokotvorné složky vektoru statorového proudu AM

při rozběhu na 300 min-1 a následné reverzaci na –300 min-1 bez zatížení(měřítko otáček je 1 V 60 min-1, měřítko proudu je 1 V 1 A)

Experimentální výsledky

Průběhy skutečných a estimovaných otáček AM,momentotvorné a tokotvorné složky vektoru statorového proudu AM

při rozběhu na 300 min-1 a následné reverzaci na –300 min-1 se zatížením(měřítko otáček je 1 V 60 min-1, měřítko proudu je 1 V 1 A)

Výkonová část elektrického pohonu

Řídicí část elektrického pohonu

Řídicí systém s DSP TMS320C40

• Shrnutí základních poznatků o neuronových sítích a popis způsobů jejich trénování.

• Prezentace tří metod s neuronovou sítí pro řízení stejnosměrného pohonu, simulační výsledky porovnány s klasickým PID

regulátorem.

• Předložena nová metoda vektorové pulsně-šířkové modulace s kompetitivní umělou neuronovou sítí (ANN-VPWM) pro řízení asynchronního motoru napájeného z nepřímého měniče kmitočtu

s napěťovým meziobvodem. Provedeno simulační ověření i následná implementace do DSP na reálném elektrickém pohonu.

• Začlenění algoritmu ANN-VPWM do struktury vektorového řízení asynchronního motoru. Provedena simulace i experimentální ověření na reálném pohonu.

Výsledky během studia (1/2):

• Návrh vhodné struktury přímé umělé neuronové sítě pro aplikaci rychlostního estimátoru ve vektorově řízeném pohonu s

asynchronním motorem. Provedeno simulační ověření. Realizováno stanoviště pro sběr trénovacích dat na reálném elektrickém pohonu a trénink neuronových sítí. Praktická realizace uvedené aplikace a získání experimentálních výsledků. Dílčí část výsledků je pak prezentována v tomto příspěvku.

• Prezentace výsledků na mnoha mezinárodních i domácích konferencích a v odborných časopisech. Například světově uznávané konference EPE 2003 v Toulouse (Francie) a EPE-PEMC 2002 v Dubrovníku (Chorvatsko).

• Zodpovědný řešitel grantového projektu FRVŠ 496/2002 a člen řešitelského týmu grantových projektů CEZ: J17/98:272400014 a LN00B029.

Výsledky během studia (2/2):

Děkuji za pozornost