بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله کنترل سرعت موتورDC با استفاده از منطق فازی به همراه الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات - PSO - در محیط Simulink نرم افزار MATLAB را ارائه می دهد. در ابتدا با استفاده کنترل کننده PID ولتاژ کنترلی مورد نیاز بر اساس خطای سرعت موتور بدست می آید، سپس با استفاده از الگوریتم PSO ضرایب الگوریتم PID را بهینه میکنیم تا کنترل کننده PID ولتاژ کنترلی مورد نیاز را تامین کند.
همچنین با استفاده از کنترل کننده فازی، ولتاژ کنترلی مورد نیاز را بر اساس خطای سرعت موتور و مشتق و انتگرال آن بدست می آوریم. سپس با استفاده از الگوریتم PSO پارامترهای توابع تعلق و مراکز خروجی کنترل کننده فازی را بهینه می کنیم تا عملکرد کنترل کننده بهبود یابد. در نهایت مجددا با استفاده از الگوریتم PSO پارامترهای توابع تعلق کنترل کننده فازی را بهینه می کنیم تا عملکرد کنترل کننده PID بهبود یابد. در بخش شبیه سازی، عملکرد سیستم از طریق شبیه سازی در محیط Simulink نرم افزار Matlab مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده عملکرد خوبی دارد.
مقدمه
سیستم های فازی، سیستم هایی با تعریف دقیق هستند و کنترل فازی نیز نوع خاصی از کنترل غیرخطی می باشد که آنهم دقیقاً تعریف می گردد. این مطلب مشابه کنترل و سیستم های خطی می باشد که واژه "خطی" یک صفت فنی بوده که حالت و وضعیت سیستم و کنترل را مشخص می کند. چنین چیزی در مورد واژه "فازی"نیز وجود دارد. اساساً گرچه سیستم های فازی پدیده های غیرخطی و نامشخص را توصیف می کنند، با این حال خود تئوری فازی یک تئوری دقیق می باشد. سیستم های فازی، سیستم های مبتنی بر دانش یا قواعد می باشند. قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعده اگر- آنگاه یک عبارت اگر- آنگاه بوده که بعضی کلمات آن به وسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شده اند.
.1 مدلسازی موتور DC
موتور کلاسیک جریان مستقیم دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس میکند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعهای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد. در این مقاله از طریق کنترل ولتاژ، سرعت را کنترل کرده ایم..
شکل 1 شماتیک موتور DC
که در آنها Ra ، La ، ia و Vaبه ترتیب مقاومت، اندوکتانس، جریان و ولتاژ آرمیچر بوده، Ea نیروی ضد محرکه موتور ، rm سرعت زاویه ای، Tl گشتاور بار، J و B نیز لختی دورانی و ضریب اصطکاک معادل در محور موتور
در این روابط از اثر اشباع، همچنین از تزویج بین سیم پیچهای میدان و آرمیچر و عکس العمل آرمیچر صرفنظر شده است.
با توجه به روابط فوق مدل موتور DC در محیط SIMULINK شکل2 در زیر آورده شده است.
شکل 2 مدل موتور dc در محیط simulink
مشخصات و پارامترهای موتور dc شبیه سازی شده بصورت زیر می باشد :
Torque Constant - Kt - : 0.01
Back EMF constant - K e - : 0.01
Armature Resistance - Ra - : 1 Armature Inductance - L - : 0.5 Mh Rotor inertia - J - : 0.01 oz-in/sec2
