دوره 22، شماره 3 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 22 شماره 3 1404 )
جلد 22 شماره 3 صفحات 126-115 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Salmanfar M, Alizadeh Pahlavani M R, Dehestani Kolagar A, Koohmaskan Y. Position Control of a BLDC Permanent Magnet Synchronous Motor by Model Predictive Control Using Laguerre Functions and Particle Swarm Optimization Algorithm. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2025; 22 (3) :115-126
URL: http://jiaeee.com/article-1-1655-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1655-fa.html
سلمانفر مجتبی، علیزاده پهلوانی محمدرضا، دهستانی کلاگر آرش، کوه مسکن یوسف. کنترل موقعیت موتورسنکرون مغناطیس دائم BLDC به روش کنترل پیش بین مبتنی بر مدل با استفاده از توابع لاگر و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1404; 22 (3) :115-126
دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر
چکیده: (1653 مشاهده)
یکی از عواملی که در کارایی موتـورهـای سنکرون مغناطیس دائم نقش مهمی دارد، طراحی بهینه کنترلکننده میباشد. از کنترلکنندههایی که میتواند در دستیابی به دینامیک مطلوب و بهینه این موتورها مورد استفاده قرار گیرد، کنترلکننده پیشبین است. از مهمترین چالشهایی که بر سر راه پیادهسازی عملی کنترلکننده پیشبین وجود دارد و اعمال آن را محدود میکند، حجم محاسباتی این روش کنترلی و تنظیم پارامترهای کنترلکننده میباشد. در واقع، در سیستمهایی که زمان نمونه برداری کوچک یا دینامیک سیستم پیچیده میباشد، متناسب با آن، حجم محاسباتی بصورت نمایی افزایش یافته و تنظیم پارامترهای کنترلکننده پیچیدهتر میشود. این امر موجب کاهش سرعت اجرای بلادرنگ این روش از یک سو و از سوی دیگر، اتخاذ افق پیشبین کوتاهتر خواهد شد. ایده اصلی در این مقاله این است که جهت دستیابی به افق پیشبین طولانیتر، حجم بالای محاسبات به واسطه تعدادی از توابع پایه متعامد گسسته، از قبیل چند جملهای لاگر تقریب زده شده و همچنین تنظیم پارامترهای کنترلکننده با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات، بهینهسازی شود. مزیت اصلی این رویکرد، بهینهسازی ضرایب با تعداد کمتری از توابع متعامد به جای بهینهسازی خود مسیر کنترل میباشد که انتخاب افق پیشبین طولانیتری را ممکن میسازد.
واژههای کلیدی: موتور سنکرون مغناطیس دائم، کنترل پیش بین، توابع لاگر، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات
فهرست منابع
1. [1] Santanu. Mondal, Mitra. Arunabhaو and Madhurima Chattopadhyay. "Mathematical modeling and simulation of Brushless DC motor with ideal Back EMF for a precision speed control", 2015 IEEE International Conference on Electrical, Computer and Communication Technologies (ICECCT). IEEE, 2015. [DOI:10.1109/ICECCT.2015.7225944]
2. [2] Lad, Chetan K, and Rajagopalan Chudamani. "Simple overlap angle control strategy for commutation torque ripple minimisation in BLDC motor drive", IET Electric Power Applications 12.6 :797-807, 2018. [DOI:10.1049/iet-epa.2017.0644]
3. [3] Zhou, Xinxiu, et al. ",Rapid self-compensation method of commutation phase error for low-inductance BLDC motor", IEEE Transactions on Industrial Informatics 13.4 1833-1842, 2017. [DOI:10.1109/TII.2017.2653812]
4. [4] Kar, Manoj Kumar, et al. "Speed Control of a Brushless DC Motor Using Hall Sensor", International Conference on Electric Power and Renewable Energy. Singapore: Springer Nature Singapore, 2023.
5. [5] Wang, Yuxin, and Hong Wang. "Research on Control Technology of Brushless DC Motor for Robot", Proceedings of the 2024 8th International Conference on Control Engineering and Artificial Intelligence. 2024. [DOI:10.1145/3640824.3640854]
6. [6] Mondal, Santanu, Arunabha Mitra, and Madhurima Chattopadhyay. "Mathematical modeling and simulation of Brushless DC motor with ideal Back EMF for a precision speed control", 2015 IEEE International Conference on Electrical, Computer and Communication Technologies (ICECCT). IEEE, 2015. [DOI:10.1109/ICECCT.2015.7225944]
7. [7] Majhee, Akash Kumar, et al. "Performance Analysis and Simulation of Brushless DC Motor using PI with Hysteresis Current Controller", 2022 IEEE 2nd International Symposium on Sustainable Energy, Signal Processing and Cyber Security (iSSSC). IEEE, 2022. [DOI:10.1109/iSSSC56467.2022.10051496]
8. [8] Ketaki, Phatak, and M. R. Sindhu. "Model Predictive Control (MPC) Based BLDC Drive for Indian Drive Cycle", 2023 IEEE 8th International Conference for Convergence in Technology (I2CT). IEEE, 2023. [DOI:10.1109/I2CT57861.2023.10126284]
9. [9] Bokam Divakar, Dr RSR, et al. "A review on brushless Dc motor control techniques", Journal of Pharmaceutical Negative Results (2023): 6821-6828
10. [10] Kiyli, Selçuk, and Hasan şakir Bilge, "Modeling Brushless Direct Current Motor Of A Guided System", 2021 29th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU). IEEE, 2021. [DOI:10.1109/SIU53274.2021.9477923]
11. [11] Abdissa, Chala Merga. "Improved model predictive speed control of a PMSM via Laguerre functions", Mathematical Problems in Engineering 2024 (2024). [DOI:10.1155/2024/5562771]
12. [12] G. A. NeryJúnior, M. A. F. Martins, R. Kalid, "A PSO-based optimal tuning strategy for constrained multivariable predictive controllers with model uncertainty", ISA Transactions, vol. 53, no. 2, pp. 560-567, 2014. [DOI:10.1016/j.isatra.2013.12.019]
13. [13] J. E. Muralidhar, and P. V. Aranasi, "Torque ripple minimization & closed loop speed control of BLDC motor with hysteresis current controller", 2014 2nd International Conference on Devices, Circuits and Systems (ICDCS). IEEE, 2014. [DOI:10.1109/ICDCSyst.2014.6926122]
14. [14] tavakoli A, khorasani F. Improvement of speed control performance sensorless Brushless DC motor with finite control set model predictive control. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2023; 20 (2) :195-203 [DOI:10.52547/jiaeee.20.2.195]
15. [15] F. Tahami, M. Abedi. Analysis and Design of Predictive Control for Sheppard-Taylor Based PFC Rectifier . Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2012; 8 (1) :21-29
16. [16] J. Rodriguez, M. P. Kazmierkowski, J. R. Espinoza, P. Zanchetta, H. Abu-Rub, H. A. Young, and C. A. Rojas, "State of the art of finite control set model predictive control in power electronics", IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 9, no. 2, pp. 1003-1016, 2012. [DOI:10.1109/TII.2012.2221469]
17. [17] Y. Zhou, H. Li, R. Liu, and J. Mao, "Continuous voltage vector model free predictive current control of surface mounted permanent magnet synchronous motor", IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 34, no. 2, pp. 899-908, 2018. [DOI:10.1109/TEC.2018.2867218]
18. [18] Sáenz, F. González, and O. Sandre Hernández, "Model predictive current control of a permanent magnet synchronous machine with exponential cost function", 2021 18th International Conference on Electrical Engineering, Computing Science and Automatic Control (CCE). IEEE, 2021. [DOI:10.1109/CCE53527.2021.9633094]
19. [19] Gao, Lihua, et al. "A novel method of model predictive control on permanent magnet synchronous machine with Laguerre functions", Alexandria Engineering Journal 60.6 : 5485-5494, 2021 [DOI:10.1016/j.aej.2021.03.035]
20. [20] Ubare, Pramod, and D. N. Sonawane.، "Performance Assessment of the BLDC Motor in EV Drives using Nonlinear Model Predictive Control", Engineering, Technology & Applied Science Research 12.4: 8901-8909, 2022 [DOI:10.48084/etasr.4976]
21. [21] M. Dorfling, H. Mouton, T. Geyer, and P. Karamanakos,، "Long-horizon finite-control-set model predictive control with non-recursive sphere decoding on an FPGA", IEEE Trans. Power Electron, vol. 35, no. 7, pp. 7520-7531, Jul. 2020. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2956213]
22. [22] P. Bagheri and A. Khaki-Sedigh, "A review of methods for tuning predictive controllers and novel tuning approaches," Journal of Control, vol. 8, no. 3, p. 6, Autumn 2014, ISSN 2008-8345.
23. [23] K. Chen, H. Chen, C. Zhou et al., "Comparative analysis of surface water quality prediction performance and identification of key water parameters using different machine learning models based on big data", Water Research, vol. 171, Article ID 115454, 2020. ation of key water parameters using different machine learning models based on big data", Water Research, vol. 171, Article ID 115454, 2020. [DOI:10.1016/j.watres.2019.115454]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
