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Title in Portuguese: Controlador GPC aplicado à malha de velocidade de um motor de indução trifásico
Author: Milfont, Leonardo Duarte
Advisor(s): Correia, Wilkley Bezerra
Co-advisor(s): Honório, Dalton de Araújo
Keywords: Motor de indução trifásico
Controlador GPC
Filtros digitais FIR
Processador digital de sinais (DSP)
Issue Date: 2019
Citation: MILFONT, Leonardo Duarte. Controlador GPC aplicado à malha de velocidade de um motor de indução trifásico. 2019. 131 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: Este trabalho visa a aplicação de uma estratégia de controle preditivo generalizado (GPC) baseada em filtros digitais do tipo resposta ao impulso finita (FIR) à malha de velocidade de um motor de indução trifásico por meio de uma modelagem vetorial. Para isso, se faz necessário realizar a modelagem dinâmica da máquina no que diz respeito aos sistemas elétricos e mecânicos, bem como demonstrar como as equações do modelo elétrico se acoplam ao modelo mecânico. Esta técnica de controle vetorial, baseia-se nas transformações de Clarke e Park, que se tratam de operadores lineares que convertem o sistema estacionário trifásico e senoidal em um sistema girante e invariante no tempo, tornando o modelo da máquina de indução similar ao modelo de uma máquina de corrente contínua. As correntes de eixo direto e em quadratura controlam respectivamente fluxo e torque e são desacopladas entre si. Para o projeto de controle destas correntes utilizou-se neste trabalho o método do lugar geométrico das raízes (LGR). A corrente de eixo direto é controlada independentemente e mantém a máquina magnetizada. A corrente de eixo em quadratura é controlada por meio de uma estrutura em cascata com o controle de velocidade. Essa estrutura é válida, pois os sistemas elétrico e mecânico possuem tempos de acomodação diferentes, aquele bem mais rápido que este. O controlador de corrente fornece uma referência para a corrente de eixo em quadratura, devido à relação desta com o torque da máquina. O controlador de velocidade é baseado numa estrutura GPC composta de filtros digitais implementados recursivamente. Todo o processamento é realizado através de uma plataforma digital de sinais (DSP) que realiza as atualizações das estruturas de controle por meio de uma lógica de contadores e utilização de timers internos. Por fim, são comparados resultados de simulação no software PSIM e resultados experimentais.
Abstract: This work aims to apply a generalized predictive controller (GPC) strategy based on finite impulse response (FIR) digital filters to the velocity loop of a three phase induction motor through a vector modeling. For such purpose, it is necessary to perform the dynamic modeling of the machine regarding to the electrical and mechanical systems, as well as to demonstrate coupling between electric and mechanical models. The vector control technique is based on the well established Clarke and Park transformations, which are a linear operators that converts the three-phase and sinusoidal stationary system into a rotating, time-invariant system, making the induction machine model similar to the a direct current machine. The direct and quadrature axis currents control flow and torque respectively and are uncoupled from each other. For the control of these currents the method of the root locus has been adopted. Direct shaft current is independently controlled and keeps the machine magnetization. Quadrature shaft current is controlled by a cascade structure along with speed control. Such cascade structure is applicable because of the different settling time between electrical and mechanical variables. The current controller provides a reference for quadrature shaft current due to its relationship with the machine torque. The speed controller is based on a GPC structure based on recursively implemented digital filters. All processing is performed through a digital signal platform (DSP) that performs control structure upgrades through counter logic and the use of internal timers. Finally, simulation results performed in PSIM software are compared with experimental results.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/49964
metadata.dc.type: TCC
Appears in Collections:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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