Купить (120 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Обоснование применения метода скользящих режимов для управления скоростью синхронного двигателя с постоянными магнитами
https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.081-090
Аннотация
В исследовании предложен альтернативный классическому ПИД-регулятору алгоритм управления скоростью синхронного двигателя с постоянными магнитами, называемый прямым разрывным управлением в скользящих режимах, основанный на релейных регуляторах. Благодаря показанным преимуществам данный метод предполагается использовать для управления скоростью движения электромобиля на водородных топливных элементах. Представлено математическое описание метода скользящих режимов, дающее понимание о происходящих процессах в системе во время переходных режимов. С помощью математического моделирования в MATLAB/Simulink было проведено сравнение динамических характеристик переходного процесса по скорости для системы с классическими ПИД-регуляторами и системы с управлением в скользящих режимах. Система со скользящими режимами показала лучшие показатели времени регулирования и реакции на изменение нагрузки. Таким образом, делается вывод о том, что использование метода скользящих режимов предпочтительнее в задачах управления скоростью электромобиля на водородных топливных элементах.
Об авторах
М. Е. Мосин
Новосибирский Государственный Технический Университет
Россия
Россия
Мосин Михаил Евгеньевич - аспирант кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок
проспект Карла Маркса, 20, Новосибирск, Россия, 630073
Н. С. Попов
Новосибирский Государственный Технический Университет
Россия
Россия
Попов Никита Сергеевич - к.т.н., доцент кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок
Elibrary AuthorID: 1084406, Scopus Author ID: 57215016363
проспект Карла Маркса, 20, Новосибирск, Россия, 630073
тел: +7 (383) 346-13-87
Е. А. Домахин
Новосибирский Государственный Технический Университет
Россия
Россия
Домахин Евгений Александрович - к.т.н., доцент кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок
Elibrary AuthorID: 1125405, Scopus Author ID: 57203246779
проспект Карла Маркса, 20, Новосибирск, Россия, 630073
М. Е. Вильбергер
Новосибирский Государственный Технический Университет
Россия
Россия
Вильбергер Михаил Евгеньевич - к.т.н., доцент кафедры Электромеханики
Elibrary AuthorID: 177083, Scopus Author ID: 57196261861
проспект Карла Маркса, 20, Новосибирск, Россия, 630073
Список литературы
1. De Wolf, D.; Smeers, Y. Comparison of Battery Electric Vehicles and Fuel Cell Vehicles. World Electr. Veh. J. 2023, 14, 262. https://doi.org/10.3390/wevj14090262
2. CNRS. Hydrogen Car for All? In Proceedings of the European Fuel Cell Car Workshop, Orléans, France, 1-3 March 2017; Available online: https://news.cnrs.fr/articles/hydrogen-cars-for-all (accessed on 1 September 2023).
3. Макарян И. А., Седов И. В. Оценка экономической эффективности масштабов получения водорода различными методами // Российский химический журнал. 2021. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-ekonomicheskoy-effektivnosti-masshtabov-polucheniya-vodoroda-razlichnymi-metodami (дата обращения: 29.09.2023)].
4. Рывкин Сергей Ефимович. Синтез систем управления автоматизированными синхронными электроприводами с использованием скользящих режимов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.13.06. – Москва, 2006. – 370 с. РГБ ОД, 71:07-5/66
5. Janos Mate Kiss, Peter Tamas Szemes, Petra Aradi. Sliding mode control of a servo system in LabVIEW: Comparing different control methods // International Review of Applied Sciences and Engineering. – 2021. – P. 201-210.
6. Панкратов В. В. Избранные разделы теории автоматического управления: учеб. пособие / В. В. Панкратов, О. В. Нос, Е. А. Зима. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – 223 с. (Серия «Учебники НГТУ»).
7. Nasri A., Gasbaoui B., Fayssal B. M. Sliding mode control for four wheels electric vehicle drive // Procedia Technology. – 2016. – Vol. 22. – P. 518-526.
8. On Chattering-Free Dynamic Sliding Mode Controller Design / Jeang-Lin C. // Journal of Control Science and Engineering. – 2012. – Vol. 2012. – P. 1-7. Doi: 10.1155/2012/564906
9. Alfian Ma’arif, Abdullah Cakan Simulation and Arduino Hardware Implementationof DC MotorControlUsing Sliding Mode Controller // Journal of Robotics and Control (JRC). – 2021. – Vol. 2. – P. 582-587.
10. P. Sowjanya, S. Tarakalyani PI and sliding mode control for permanent magnet brushless DC motor // International journal of innovative technology and research. – 2013. – Vol. 1. – P. 497-502.
11. Виноградов А. Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина». – Иваново, 2008. – 321 с.
12. В. В. Панкратов, Д. А. Котин. Адаптивные алгоритмы бездатчикового векторного управления асинхронными электроприводами подъемно-транспортных механизмов: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. – 150 с.
13. Shiyi Fang, Rongrong Zhang, Sergey Maltsev, Daifen Chen, Xinyu Fan, Aleksey Levtsev, «A novel adaptive fast sliding mode control method based on fuzzy algorithm for the air management system of fuel cell stack» Process Safety and Environmental Protection, Volume 187, 2024, Pages 506-517, ISSN 0957-5820, https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.04.088
14. Mohamed Derbeli, Oscar Barambones, Maissa Farhat, Jose Antonio Ramos-Hernanz, Lassaad Sbita. «Robust high order sliding mode control for performance improvement of PEM fuel cell power systems», International Journal of Hydrogen Energy, Volume 45, Issue 53, 2020, Pages 29222-29234, ISSN 0360-3199, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.07.172
15. Usmanov, U.; Ruzimov, S.; Tonoli, A.; Mukhitdinov, A. Modeling, Simulation and Control Strategy Optimization of Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle. 2023, 5, 464-481. https://doi.org/10.3390/vehicles5020026
16. Kamal, E.; Adouane, L. Optimized EMS and a Comparative Study of Hybrid Hydrogen Fuel Cell/Battery Vehicles. Energies 2022, 15, 738
17. Ajanovic, A.; Haas, R. Economic and Environmental Prospects for Battery Electric- and Fuel Cell Vehicles: A Review. Fuel Cells 2019, 19, 515-529
18. Yun, Q.; Wang, X.; Yao, C.; Zhuang, W.; Shao, M.; Gao, H. A Second-Order Sliding Mode Voltage Controller with Fast Convergence for a Permanent Magnet Synchronous Generator System. Processes 2024, 12, 71. https://doi.org/10.3390/pr12010071
19. Liu, W.; Luo, B.; Yang, Y.; Niu, H.; Zhang, X.; Zhou, Y.; Zeng, C. An Adaptive-Gain Sliding Mode Observer with Precise Compensation for Sensorless Control of PMSM. Energies 2023, 16, 7968, https://doi.org/10.3390/en16247968
20. Chen, H.; Zhang, R.; Zhu, S.; Gao, J.; Zhou, R. Model Reference Adaptive Observer for Permanent Magnet Synchronous Motors Based on Improved Linear Dead-Time Compensation. Electronics 2023, 12, 4907. https://doi.org/10.3390/electronics12244907
21. Bensalem, Y.; Kouzou, A.; Abbassi, R.; Jerbi, H.; Kennel, R.; Abdelrahem, M. Sliding-Mode Based Current and Speed Sensors Fault Diagnosis for Five-Phase PMSM. Energies 2022, 15, 71. https://doi.org/10.3390/en15010071
22. Soriano, L. A.; Rubio, J. d. J.; Orozco, E.; Cordova, D.A.; Ochoa, G.; Balcazar, R.; Cruz, D. R.; Meda-Campaña, J. A.; Zacarias, A.; Gutierrez, G. J. Optimization of Sliding Mode Control to Save Energy in a SCARA Robot. Mathematics 2021, 9, 3160. https://doi.org/10.3390/math9243160
23. Wang, M.; Xu, Y.; Zou, J. Sliding-Mode-Observer-Based Open-Switch Diagnostic Method for Permanent Magnet Synchronous Motor Drive Connected with LC Filter. Energies 2019, 12, 3288. https://doi.org/10.3390/en12173288
24. Deise Maria Cirolini Milbradt, Paulo Jefferson Dias de Oliveira Evald, Guilherme Vieira Hollweg, Hilton Abílio Gründling. A Hybrid Robust Adaptive Sliding Mode Controller for partially modelled systems: Discrete-time Lyapunov stability analysis and application, Nonlinear Analysis: Hybrid Systems, Volume 48, 2023, 101333, ISSN 1751-570X, https://doi.org/10.1016/j.nahs.2023.101333
25. Héctor Ríos, Manuel Mera, Andrey Polyakov. A New Finite-Time Sliding-Mode Controller for a Class of Second–Order Non–Linear Systems, IFAC-Papers-OnLine, Volume 56, Issue 2, 2023. Pages 49-53, ISSN 2405-8963, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2023.10.1394
Рецензия
Для цитирования:
Мосин М.Е., Попов Н.С., Домахин Е.А., Вильбергер М.Е. Обоснование применения метода скользящих режимов для управления скоростью синхронного двигателя с постоянными магнитами. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2024;(3):81-90. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.081-090
For citation:
Mosin M.E., Popov N.S., Domakhin E.A., Vilberger M.E. Justification of the application of the sliding mode method for controlling the speed of the PMSM. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2024;(3):81-90. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.081-090
Просмотров:
158
Послать статью по эл. почте 