بخشی از مقاله
چکیده
موتورBLDC به دلیل پاسخ بهترسرعت و گشتاور، پاسخ دینامیکی بالا، بازده بالا، طول عمربالا، عملکرد بدون نویز و محدوده عملکرد متفاوت سرعت، نسبت به موتورهای DC و القایی برتری دارد. بیشترین کاربرد BLDC در صنعت و سیستم های مکاترونیکی و ربات ها می باشد. کنترل کننده مرسوم در کنترل سرعت این قبیل موتورها کنترل کننده PI است هرچند این کنترل کننده کلاسیک ساختاری ساده دارد، ولی دقت پایین این کنترل کننده باعث به وجود آمدن فراجهش در پاسخ سرعت و گشتاور می گردد
لذا در این مقاله کنترلرPID بکار گرفته شده است. به منظور بهینه سازی پارامترهای کنترل کننده PID از الگوریتم های هوشمندPSO و الگوریتم ژنتیک GA استفاده شده است که نتایج نشان می دهد الگوریتم ژنتیک کارایی نسبتاً بهتری در مقایسه با PSO دارد. این نکته در مقایسه میزان فراجهش و مدت زمان میرایی پاسخ حاصل از بکارگیری در الگوریتم ژنتیک و PSO مشاهده می شود.
-1 مقدمه
موتورهای آهنربای دائم بدون جاروبک در تجهیزات کامپیوتری، رباتها و وسایل الکتریکی استفاده می شوند. راه اندازی اینگونه از موتورها و کارائی آنها در تخمین و ایجاد شکل موجهای مورد نیاز در کاربردهای گوناگون، از جمله کنترل سرعت موتورها، موجب استفاده روز افزون آنها در صنایع مختلف گردیده است
به عنوان مثال، در سال 1994موریموتو وهمکارانش [4] به بهبود عملکرد راهاندازها با استفاده از بهینه کردن مقدارتلفات الکتریکی که شامل تلفات آهنی و مسی میشد پرداختند.
بوس [5]در سال 2002 انواع مختلف موتورهای سنکرون را با موتورهای القائی مقایسه کرد و معادلات مربوط به موتور PM از نوع قطب برجسته را بدست آورد. در سال،2004جیان زین و همکارانش [6] با استفاده از روش کنترل مدولار توانستند سرعت اینگونه موتورها را کنترل کنند. روشهای زیادی برای کنترل موتورهای آهنربای دائم ارائه شده که همگی دارای روابط ریاضی پیچیدهای میباشند.[9-7] استفاده از الگوریتمهای هوشمند، برای کنترل این نوع موتورها در سالهای اخیر متداول شده است
از جمله متداولترین روشها برای کنترل موتورها در صنایع، استفاده از مدولاسیون پهنای پالس2 میباشد. با مطالعه مقالات بر روی روشهای ،PWM مشاهده میشود که اکثر طرحهای آنالوگ، بر مبنای استراتژی کلیدزنی نمونه برداری طبیعی صورت گرفته اند [12]برای چرخیدن یک موتور جریان مستقیم بدون جاروبک، سیم پیچهای استاتور باید به ترتیب با اینورتر که توسط مدولاسیون پهنای پالس کنترل میشود، استفاده نمود.[13-5] سپس در بخش سوم الگوریتم های GA و PSO به همراه تابع هدف مسئله ارائه خواهند شد. تحلیل نتایج شبیه ساز برای بخش چهارم آورده خواهد شد و نهایتاً بخش پنجم به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات خواهد پرداخت.
-2 مدل ریاضی موتور
مدل یک موتور آهنربای دائم در سیستم چرخان d-q در حالت پویا در شکل - - 1 نشان داده شده است. در زمان t،محور چرخشی d روتور، زاویه U را با محور استاتور ایجاد میکند و نیروی الکتروحرکتی3استاتور نیز زاویه را با محور d دارد. Mmf استاتور نیز در سرعت مشابهی با سرعت روتور میچرخد.
شکل -1 محورهای موتور
مدل موتور برای حالتی بدون سیم پیچ دمپر با توجه به فرضهای زیر شبیه سازی شده است:
.1صرف نظرکردن از اشباع مغناطیسی
.2سینوسیبودن EMF القاءشده
.3صرفنظرکردن از تلفات فوکو و هیسترزیس
