Estructura de Control Predictivo Orientado al Campo para Motores de Reluctancia Sincrónica
Autores: Costin, Madalin; Lazar, Corneliu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estructura de Control Predictivo Orientado al Campo para Motores de Reluctancia Sincrónica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estructura de control predictivo en cascada
Control orientado al campo
Máquina de reluctancia sincrónica
Control predictivo basado en modelos
Par electromagnético
Estudio de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una estructura de control predictivo en cascada basada en el control orientado al campo (FOC) en el marco de referencia del rotor para la máquina de reluctancia sincrónica (SynRM). Se utilizó la estrategia de control de corriente en el eje constante, y así, el par electromagnético fue controlado directamente por la corriente en el eje. Debido a que el modelo de los dos ejes de corrientes del bucle interno es un modelo multivariable no lineal acoplado, para controlar de manera no interactiva y lineal las dos corrientes, se logró su desacoplamiento a través de componentes de avance. Tras el desacoplamiento, resultaron dos sistemas lineales monovariables independientes para las dos dinámicas de corriente que fueron controladas utilizando algoritmos de control predictivo de modelo (MPC), considerando su capacidad para manejar automáticamente los límites de estado. Los límites más importantes para SynRM son los impuestos sobre las corrientes y voltajes, que en el plano corresponden a un límite circular. Para evitar un esfuerzo computacional, se adoptaron limitaciones lineales a través de aproximaciones poligonales, resultando en regiones rectangulares en el plano. Para el bucle externo que controla la velocidad angular con un algoritmo MPC restringido, se consideraron las dinámicas de la corriente en el eje en lazo cerrado y la ecuación lineal del par. Para evaluar el rendimiento de la estructura de control predictivo en cascada propuesta, se realizó un estudio de simulación utilizando controladores MPC frente a controladores PI.
Descripción
Este documento presenta una estructura de control predictivo en cascada basada en el control orientado al campo (FOC) en el marco de referencia del rotor para la máquina de reluctancia sincrónica (SynRM). Se utilizó la estrategia de control de corriente en el eje constante, y así, el par electromagnético fue controlado directamente por la corriente en el eje. Debido a que el modelo de los dos ejes de corrientes del bucle interno es un modelo multivariable no lineal acoplado, para controlar de manera no interactiva y lineal las dos corrientes, se logró su desacoplamiento a través de componentes de avance. Tras el desacoplamiento, resultaron dos sistemas lineales monovariables independientes para las dos dinámicas de corriente que fueron controladas utilizando algoritmos de control predictivo de modelo (MPC), considerando su capacidad para manejar automáticamente los límites de estado. Los límites más importantes para SynRM son los impuestos sobre las corrientes y voltajes, que en el plano corresponden a un límite circular. Para evitar un esfuerzo computacional, se adoptaron limitaciones lineales a través de aproximaciones poligonales, resultando en regiones rectangulares en el plano. Para el bucle externo que controla la velocidad angular con un algoritmo MPC restringido, se consideraron las dinámicas de la corriente en el eje en lazo cerrado y la ecuación lineal del par. Para evaluar el rendimiento de la estructura de control predictivo en cascada propuesta, se realizó un estudio de simulación utilizando controladores MPC frente a controladores PI.