Přejít k obsahu


Feed-Forward Guided Generalized Predictive Control of PMSM Drive

Citace: JANOUŠ, Š., ŠMÍDL, V., PEROUTKA, Z. Feed-Forward Guided Generalized Predictive Control of PMSM Drive. In ISIE 2013. Neuveden: IEEE, 2013. s. 1-6. ISBN: 978-1-4673-5194-2 , ISSN: 2163-5137
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Feed-Forward Guided Generalized Predictive Control of PMSM Drive
Rok vydání: 2013
Místo konání: Neuveden
Název zdroje: IEEE
Autoři: Ing. Štěpán Janouš , Doc. Ing. Václav Šmídl Ph.D. , Prof. Ing. Zdeněk Peroutka Ph.D.
Abstrakt CZ: Cílem této práce je návrh a optimalizace řídicího algoritmu pro synchronní motory s permanentními magnety, který je velice snadné implementovat a svými dynamickými vlastnostmi předčí konvenční řídicí strategie založené na PI regulátorech. Při návrhu tohoto algoritmu je využito GPC strategie (Generalized Predicitve control), která nabízí poměrně jednoduché řešení a snadnou implementovatelnost při výborných dynamických vlastnostech řízení. S použitím GPC vyvstává problém s dodržením pevně daných proudových omezení, proto je struktura doplněna o dopřednou vazbu (feed-forward) poskytující st-pointy pro GPC regulátor. Nastavením penalizačních matic je možné přesně vymezit pracovní oblast pohybující se v blízkosti zadaných set-pointů. Výsledkem je velice jednoduchá struktura s výbornými dynamickými vlastnostmi a schopná dodržet pevná proudová omezení. Teoretické předpoklady a vlastnosti navrženého pohonu jsou ověřeny simulacemi a experimenty na Laboratorním stanovišti s PMSM o jmenovitém výkonu 10.6 kW. Výsledky experimentů s navrženou regulací jsou porovnány s konvenčním vektorovým řízení využívajícím PI regulátory.
Abstrakt EN: The aim of this paper is a design of a linear state controller of the PMSM drive. Popular generalized predictive control (GPC) approach can yield a simple controller, however it has difficulty with meeting hard constraints that are imposed on the drive (specifically, the drive must secure powerful limitation of motor current and keeps demand for ultimate drive dynamics). We propose to resolve this difficulty by smart design of set-points in the GPC criteria. Specifically, we design a feed-forward controller based on model of the drive that is capable to respect the above mentioned hard constraints. The result of this feed-forward controller is then used as a set-point for the GPC. Hence, with properly chosen penalization matrices, the GPC control operates only in close proximity of the set-point and improves over the feed-forward controller. The feed-forward control is based on a mathematical model of PMSM and the whole control strategy is designed to be as simple as possible. The theoretical conclusions are verified by experiments made on developed drive prototype of rated power of 10.7kW. The results of experiments show excellent behavior of proposed GPC based controller with feed-forward link and the data are compared with conventional PI based vector control. Furthermore, this paper also discusses and presents solution for optimization of proposed drive controller.
Klíčová slova

Zpět

Patička