Laborat ó rio de Mecatr ó nica/IST - COPPE El é trica/UFRJ

1. Laboratório de Mecatrónica/IST - COPPE Elétrica/UFRJ Review of The Ripple Reduction Strategies in SRM Luís Oscar P. Henriques Luís Guilherme B. Rolim P. J. Costa Branco Walter I. Suemitsu

2. Apresentação • Introdução • Técnicas • Tabela Característica • Modelo Matemático • Controle Adaptativo Convencional Redes Neurais Lógica Fuzzy Neuro-fuzzy • Conclusões

3. Introdução – Motor de Relutância Variável • MRV possui natureza não linear – oscilação de torque • Duas aproximações iniciais • Melhoria do projeto magnético • Controle eletrônico

4. Introdução – Motor de Relutância Variável Projeto magnético: • Modificações mecânicas (tamanho do polo do rotor e/ou estator) • Equações analíticas para auxiliar o projeto • Uso de elementos finitos • Desvantagem: • Soluções especificas para faixas restritas de operação

5. Introdução – Motor de Relutância Variável Controle Eletrônico • Seleção ótima da combinação de parâmetros como: • Tensão de alimentação • Perfil de corrente • Ângulo de energização e desenergização

6. Uso de Tabelas Características • Baseia-se em duas tabelas de relações L(,I) e (,I) Desvantagens: Obtenção não trivial Grande custo computacional

7. Uso de Tabelas Características Situação: Estimar o torque instantâneo através da curva característica usando interpolação bi-cúbica (Moreira, 1992) Vantagem: Não necessita de processador rápido por já manter gravados os coeficientes na memória do DSP

8. Uso de Tabelas Características Desvantagens: -Método envolve a operação de polinômios de 3ª ordem. -Desconsidera a superposição de fases quando a variação da indutância de fase é positiva.

9. Modelos matemáticos Pode considerar a velocidade da máquina e usar uma aproximação em tempo real em vez de uma tabela pré-definida. Calcular previamente as funções de torque otimizadas para minimizar o torque (Stankovic, 1999) Vantagem:redução da carga computacional e permite inclusão de objetivos secundários de controle Desvantagem: perda de robustez pelo calculo off-line e necessidade de grande espaço de memória Obter uma aproximação matemática das relações L(,I) e (,I) (Rochford, 1993) Vantagem: Controle rápido, eficiente e em tempo real através de malhas de controle. Desvantagem:Linearização de grande parte do sistema.

10. Controle Adaptativo – Convencionais Atualizar os parâmetros do controlador em tempo real utilizando identificação recursiva (Russa,2000) Vantagem:O controlador se ajusta em tempo real a qualquer mudança de característica do motor. Desvantagem: para altas velocidades há geração de modelo inválido devido a necessidade de grande tempo computacional para o calculo do torque e do sistema de identificação no mesmo DSP.

11. 1 f1 f2 0.9 f3 f4 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Controle Adaptativo – Convencionais Gerar o contorno das correntes de forma que a soma dos torques gerados por cada fase seja constante e igual ao torque desejado. (Husain,1996) Vantagem:Apesar de ser possível o uso de diversas formas de contorno, deve-se fazer uma escolha criteriosa das funções. Desvantagem:Considera-se a comutação de corrente entre as fases como instantânea

12. Controle Adaptativo – Rede Neural Gerar a tabela de relação torque/corrente/posição (Reay, 1995) Vantagem: Leva em conta as interações magnéticas entre as fases conduzindo. Desvantagem: Necessita de sensor de torque e condições iniciais de treino de grande importância para o êxito da aprendizagem da redes.

13. Controle Adaptativo – Lógica Fuzzy Propor um controlador adaptativo fuzzy de velocidade de forma a minimizar a oscilação de torque (Mir, 1999) Vantagem:Não possui dependência a variações nos parâmetros e é bastante robusto Desvantagem: Sem a presença do estimador de torque seria impróprio o seu uso. (Sayeer, 1995)

14. Controle Adaptativo – Neuro Fuzzy Criar um sistema que produza um sinal adicional de corrente que sendo adicionado a saída de um controlador PI nos propicie redução de oscilação de torque (Henriques, 2002) Vantagens:Flexibilidade de operação, funcionamento Online e capacidade de aprendizagem. Funcionamento: 3 entradas ( I, q, w) e saída DI, usando–se um sinal de erro

15. Controle Adaptativo sem sensor – Neuro Fuzzy

16. Conclusões Uma ampla variedade de técnicas de eliminação/redução das oscilações de torque em um motor de relutância variável foi apresentada. Uma nova metodologia de compensação foi apresentada A eliminação de sensores é uma realidade nos dias de hoje, com esta nova técnica é possível reduzir as oscilações e também retirar sensores sem perder robustez.