بخشی از مقاله
چکیده
معادلات حاکم بر موتورهای جریان مستقیم به دلیل غیر خطی بودن از پیچیدگی خاصی برخوردار می باشند. معمولاً برای حل آنها از روش خطی سازی معادلات حول نقطه کار استفاده می شود. روشهای خطی سازی این معادلات متنوع می باشند. در این مقاله از روش LMI و با استفاده از محیط SIMULINK در نرم افزار متلب معادلات غیر خطی موتور DC حل شده اند. نیز از الگوریتم ابتکاری ژنتیک برای یافتن جواب بهینه بهره گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک نسبت به سایر روش ها از کارایی بهتری دارا می باشد.
واژگان کلیدی: موتورهای DC مغناطیس دائم ، الگوریتم ژنتیک، حل بهینه.
مقدمه
موتورهای جریان مستقیم - - DC به ماشین هایی گفته می شود که سیستم الکتریکی آنها جریان مستقیم است و انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. در فرآیند این تبدیل، بخشی از انرژی به گرما تبدیل خواهد شد که از آن به عنوان تلفات نام برده می شود. موتورهای جریان مستقیم به خاطر سادگی کنترلشان در سیستم هایی به کار می روند که نیاز به کنترل سرعت در محدوده وسیع و گشتاور زیاد دارند.علاوه بر مواردی چون گشتاور زیاد، امکان کنترل سرعت خوب، موتورهای جریان مستقیم ساختمان محکم دارند و در مقابل لرزش مقاوم هستند. در بخش اول مقاله ورودی و خروجی سیستم را مشخص می کنیم و خطی سازی مدل های غیرخطی را دربخش بعدی با استفاده از بسط تیلور توضیح می دهیم. در بخش بعدی به معرفی الگوریتم ژنتیک می پردازیم،و یک مدل خطی شده را در انتها در نرم متلب یا سیمیولینک شبیه سازی می کنیم و معادله را با چند روش حل کرده و نتیایج را مقایسه می نمایم.
.1 موتور DC مغناطیس دائم
فرض نمائید از این سیستم برای کنترل زاویه ی حرکتی یک ضد هوایی استفاده می شود که دارای مماس اینرسی J می باشد. همچنین کلیه اغتششات وارد بر سیستم و دینامیکهای مدل نشده به صورت گشتاور خارجی مدل شده است. - شکل - 1 ولتاژ آرمیچر موتور موتور و گشتاور اغتشاش دو ورودی کنترلی و اغتشاشی سیستم می باشند. خروجی سیستم زاویه میز ضد هوایی یا سرعت زاویه ای آن بسته به کاربرد می باشد.
.3 خطی سازی
بسیاری از سیستم ها را می توان توسط یک دستگاه معادلات دیفرانسیل مرتبه یک مدل سازی نمود. دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی به صورت زیر می باشد: در حالت کلی بسیاری از مدلهای سیستمهای مختلف صنعتی را می توان به صورت دسته ای از معادلات دیفرانسیل مرتبه اول نمایش داد که به آن معادلات حالت سیستم گفته می شود. متغیرهای حالت به صورت طبیعی از معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم قابل انتزاع می باشند. در این مقاله عمدتا تمرکز ما برروی سیستم های خطی می باشد. بنابراین f و g توابع خطی می باشند. در این صورت سیستم را خطی نامیده و با معادلات کلی زیر نمایش می دهیم: دستگاه بالا فضای حالت یک سیستم خطی می باشد. سیستمهای واقعی و صنعتی دارای دینامیک غیرخطی می باشند.
