روش های کنترلی در رشته برق

روش های کنترلی در رشته برق

روش های کنترلی در رشته برق

روش های کنترلی ..

3-1 مقدمه.

3-2 پایداری خطی و غیرخطی سیستم‌های کنترلی.

3-3- روش های کنترلی .

3-4- کنترل PID..

3-5-کنترل هیسترزیس…

3-6- کنترل تطبیقی.

3-6-1-روش کنترل تطبیقی مدل مرجع.

3-6-2-کنترلر خود تنظیم‌گر.

3-7- کنترل با برنامه‌ریزی جریان.

3-8- سیستم کنترلی ساختار متغییر (VSCS)

3-9کنترل مد لغزشی (SMC)

3-9-1- اساس کنترل مد لغزشی.

3-10- خلاصه.

منابع

روش های کنترلی

مقدمه

کنترل فیدبک یک مکانیزم اساسی در سیستم‌هایی از قبیل مکانیکی، الکتریکی و بیولوژیکی است که برای حالت ماندگار آنها استفاده می شود. کنترل فیدبک ممکن است بر اساس استفاده از سیگنال‌های مختلف به منظور مقایسه مقادیر واقعی متغیرهای سیستم با مقادیر مطلوب آنها، به عنوان کنترل سیستم تعریف گردد.

در سالهای اخیر تئوری‌های کنترلی و کاربردهای آنها برای کنترل سیستم‌های الکتریکی در مسیر قابل توجهی توسعه داده شده‌اند. تحقیقات در این زمینه جذاب برای کنترل منبع تغذیه سوئیچینگ با هدف بهبود پایداری، کاهش حساسیت نسبت به اغتشاشات، بهبود بازده و همچنین با توسعه روش‌های کنترلی برای بهبود عملکرد سیستم انجام شده است]34، 35،36، 37، 38، 39[

چالش اساسی در ورای این مسایل ، نیاز به یافتن مناسب‌ترین روش کنترلی برای غلبه بر مشکلات اساسی زیر است.

• غیر خطی بودن به دلیل قطعات غیر خطی در ساختار مبدل،
• پایداری در حالت ماندگار و تحت نوسانات بار و خط،
• دست یافتن به پایداری سیگنال بزرگ که اغلب برای کاهش پهنای باند مفید بوده و دوباره عملکرد مبدل را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
• کاربردهای این تکنیک‌ها در مبدل‌های DCبهDC  مرتبه بالا، از قبیل توپولوژی‌های کیوک ، ممکن است با مشکلات اساسی در انتخاب پارامترهای کنترل و پایدارسازی همراه باشد.
• کاستن از هزینه‌ها بوسیله کاستن از قطعات استفاده شده در مدارات کنترلی وکاهش EMI.

پایداری خطی و غیرخطی سیستم‌های کنترلی

طراحی کنترل کلاسیک برای سیستم‌های خطی استفاده می‌شود و می‌تواند همچنین در برخی از سیستم‌های غیرخطی نیز به طور موفقیت‌آمیزی مورد استفاده قرار گیرد. یک سیستم کنترلی می‌تواند به گونه‌ای طراحی شود که در مقابل نوسانات در پارامترهای سیستم همانند اندازه‌گیری خطا‌ها و اغتشاشات خارجی مقاوم باشد. بنابراین تکنیک‌های کلاسیک می‌توانند برای سیستم‌های خطی و همچنین  برای شکل خطی سازی شده ی سیستم‌های غیر خطی نیز استفاده شوند. روش های کنترلی کلاسیک نتایج خوبی را درنزدیک نقطه حالت ماندگار جایی که رفتار سیستم تقریباً خطی است ارائه می‌دهند.

در زیر، برخی از روش های کنترلی برای اندازه‌گیری پایداری داده شده‌اند]50[

• معیار پایداری روث ـ هرویتز
• معیار پایداری نایکوئیست
• روش دیاگرام بود
• روش مکان هندسی ریشه‌ها
• نمودار نیکولز

با وجود اینکه روش روث هرویتزچگونگی تعیین پایداری مطلق را بطور نسبتاً جالبی ارائه می‌دهد، اما آن چگونگی بهبود طراحی را در نظر می گیرد. به علاوه، این روش هیچ گونه توصیفی از عملکرد تقریبی سیستم ارائه نمی‌دهد.

هنگام استفاده از روش‌های نایکوئیست و بود، توصیف سیستم مورد نیاز برای طراحی کنترل کننده،بر اساس  اندازه و فاز پاسخ فرکانسی می‌باشد. این روش می تواند مفیدباشدزیرا پاسخ‌ فرکانسی می‌تواند به طور تجربی اندازه‌گیری شود و بر اساس آن تابع تبدیل می‌تواند محاسبه گردد.همچنین  روش‌های حوزه فرکانس می‌تواند به سیستم‌هایی با نوع ساده غیرخطی با استفاده از روش تابع توصیف اعمال شود( البته با در نظر گرفتن معیار نایکوئیست).

جهت مشاهده و دانلود کنترلر های غیر خطی و اینورترهای تکفاز کلیک کنید .

خلاصه روش های کنترلی

این فصل بر روی روش‌های مختلف کنترلی (کنترل PID، کنترل هیسترزیس، کنترل تطبیق‌پذیر، کنترل با برنامه‌ریزی جریان، VSC و SMC) برای کنترل مبدل‌های  DCبهDC  تمرکز نمود. توضیحی در رابطه با هر روش کنترلی با مزایا و معایب آن داده شد. به طور کلی، روش های کنترلی توانست به عنوان روش‌های کنترل خطی و غیرخطی تقسیم‌بندی گردد.

مقایسه‌ای بین ویژگی‌‌های روش‌های کنترل خطی و غیرخطی در زیر داده شده است.

روش های کنترلی خطی بستگی به این فرض کلیدی که عملکرد محدوده کوچک برای مدل خطی باید معتبر باشد، دارند. هنگامی که محدوده عملکرد مورد نیاز بزرگ است، کنترلر خطی به احتمال زیاد بسیار ضعیف و یا ناپایدار عمل خواهد نمود، به خاطر اینکه غیرخطی بودن سیستم را نمی‌توان به درستی برای کنترلرهای غیرخطی جبران نمود، از طرف دیگر، ممکن است غیرخطی بودن در محدوده عملکرد وسیع به طور مستقیم اداره گردد.

در طراحی کنترلر‌های خطی، ضروری است فرض شود که پارامترهای مدل سیستم به طور منطقی شناخته شده‌اند. با این وجود، تعدادی از مشکلات کنترلی شامل عدم قطعیت‌ها در پارامترهای مدل می‌باشند؛ این ممکن است ناشی از نوسان زمانی آهسته پارامترها باشد. یک کنترلر خطی براساس مقادیر ناصحیح یا مطلق از پارامترهای مدل ممکن است تنزل کارآیی قابل توجه یا حتی ناپایداری را نشان دهد. غیرخطی بودن می‌تواند عمداً به قسمت کنترلر یک سیستم کنترلی معرفی گردد به صورتی که عدم قطعیت‌های مدل بتواند قابل تحمل باشد.

کنترل خطی ممکن است نیاز به محرک‌های کیفیت بالا و سنسورهایی برای تولید رفتار خطی در محدوده عملکردی مشخص داشته باشند، در حالیکه غیرخطی بودن‌ها ممکن است اجازه استفاده از المان‌های ارزان‌تر با ویژگی‌های غیرخطی را بدهد.

طرح‌های کنترل غیرخطی خوب ممکن است ساده‌تر و شهودی‌تر از قسمت‌های کنترل خطی آنها باشند. این نتیجه از این حقیقت که طرح‌های کنترلر غیرخطی اغلب از فیدبک دستگاه ناشی می‌شود، قابل استنتاج است.

SMC در قسمت نهایی بحث گردید و دلیل انتخاب SMC به عنوان یک روش کنترلی در این تحقیق توضیح داده شد.

روش های کنترلی

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات و پیشینه تحقیق پایان نامه های برق کلیک کنید . .

https://scholarcommons.sc.edu/elct_etd/

نمونه ای از مراجع و منابع

• [1]. Utkin, V., Guldner, J., Shi, J.1999 a. Sliding Mode Control in Electro- mechanical Systems, ISBN0-7484-0116-4(cased). 0-265 pages, Taylor & Francis 1999.
• [2].  Utkin, V., Bartolini, G., Ferrara, A. 1992. Design of discrete-time adaptive sliding mode control. Proceedings of the 31st IEEE Conference on Decision and Control, 1992, 16-18 Dec.1992, pp: 2387 – 2391 vol.2.
• [3]. Utkin, V. 1994. Sliding mode control in mechanical systems. Proceeding of 20th International
• Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, IECON 94, Volume: 3, 5-9 Sept. 1994, pp: 1429 – 1431 Vol.3.
• [4].  Utkin, V., Krishnaswami, V., Siviero, C., Carbognani, F., Rizzoni, G., 1996. Application of sliding mode observers to automobile power-train diagnostics. Proceedings of the 1996 IEEE International Conference on Control Applications, 1996, 15-18 Sept. 1996 pp: 355 – 360.
• [5]. Utkin, V. Zhang, Y., Changxi, J. 2000. Sensorless sliding-mode control of induction motors. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume: 47, Issue: 6, Dec. 2000 pp: 1286 –1297.
• [6]. Utkin, V. Derdiyok, A., Zhang, Y., Guven, M. 2001. A sliding mode speed and rotor time constant observer for induction machines. Proceeding of the 27th IEEE Annual Conference on Industrial Electronics Society, 2001. IECON 01. Volume: 2, 29 Nov.-2 Dec. 2001 pp:1400 – 1405 vol.2.
• [7].  Utkin,  V.,  Zhang,  Y.  2002.  Sliding  mode  observers  for  electric  machines-an  overview. IECON 02 [Proceeding of 28th IEEE 2002 Annual Conference of the Industrial Electronics Society], Volume: 3, 5-8 Nov. 2002, pp: 1842 – 1847 Vol.3.
• [8].  Utkin, V., Loukianov, A., Canedo, J., Cabrera-Vazquez, J. 2004. Discontinuous Controller for Power Systems: Sliding-Mode Block Control Approach. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume: 51, Issue: 2, April 2004 pp: 340 – 353.
• [9].   Bondarev, A., Kostileva, N., Utkin, V. 1985. Sliding modes in systems with asymptotic state observer. Journal of Automation and Remote Control,1985.
• [10].   Malesani, L., Rossetto, L., Spiazzi, G., Tenti, P. 1992. Performance optimization of Cuk converters by sliding-mode control. Conference Proceedings on Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Seventh Annual, 23-27 Feb. 1992 pp: 395 – 402.
• 11-…
• 12-…