Uma Avaliação De Métodos De Controle Preditivo Aplicados A Um Motor De Indução
DOI:
https://doi.org/10.18618/REP.2017.2.2672Keywords:
Análise Dinâmica de Controladores, Controle Preditivo Bilinear, Controle Preditivo Generalizado, Controle Vetorial, Motor de InduçãoAbstract
Este artigo apresenta uma análise comparativa em relação ao desempenho dinâmico, entre os controladores preditivos bilinear compensado, preditivo bilinear, preditivo linear e um PI clássico aplicados a uma planta não linear constituída por um motor de indução. O sistema é composto por um motor de indução trifásico de 2.2 kW, 4 polos, 60 Hz com o rotor em gaiola, acionado por uma bancada de testes localizada no Laboratório de Acionamento de Máquinas da UFRN. São apresentados resultados dinâmicos para uma variação de ± 5% do valor da velocidade mecânica e para uma variação de ±10%, no valor da carga nominal aplicada ao motor. Os resultados comprovaram que os controladores preditivos bilineares, com destaque para o bilinear compensado, produziram uma melhor dinâmica e foram mais representativos, quando comparados com os controladores lineares em análise, isto é, o PI e o controlador preditivo linear.
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References
E. F. Camacho, C. Bordons, Model Predictive Control in the Process Industry, Springer-Verlag, London limited, 1995.
M. O. S. Sobrinho, A. B. Fontes, C. E. T. Dórea, "Bilinear Compensated Predictive Controller: A State Variables Approach", in 19th Mediterranean Conference on Control and Automation, pp. 801-806,2011. https://doi.org/10.1109/MED.2011.5983030 DOI: https://doi.org/10.1109/MED.2011.5983030
E. F. Camacho, C. Bordons, Model Predictive Control, Springer-Verlag, London limited, 2007. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-398-5 DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-85729-398-5_7
A. Ladino, D. Patino, "On the stability of predictive controllers for linear systems with variable time delays", in American Control Conference (ACC), pp. 3254-3259,2013. https://doi.org/10.1109/ACC.2013.6580333 DOI: https://doi.org/10.1109/ACC.2013.6580333
P. R. C. Mendes, J. E. Normey-Rico,V. J. Junior, "A Bilinear FSP-SPC in a Solar Desalination Plant Collector Field", in The 5th International Renewable Energy Congress IREC, pp. 1-6, 2014.
A. B. Fontes,A. A. Duarte, "Identificação de um Modelo Bilinear de uma Coluna de Destilação de Tolueno", in II Seminário Nacional de Controle e Automação (SNCA), 2001.
A. L. O. Cavalcanti, A. B. Fontes, A. L. Maitelli, "phase margin metric for multi-model multivariable MPC", in Proceedings of 16th IEEE Mediterranean Conference on Control and Automation, pp. 1874-1879, 2008. https://doi.org/10.1109/MED.2008.4602126 DOI: https://doi.org/10.1109/MED.2008.4602126
Y. Fang, A. Armaou, "Nonlinear Model Predictive Control Using a Bilinear Carleman linearization-based Formulation for Chemical Processes", in American Control Conference, pp. 5629-5634, 2015.
H. Yang, K. Zhang, H. Liu, "Online Regulation of High Speed Train Trajectory Control Based on T-S Fuzzy Bilinear Model", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 17, n. 6, June, 2016. https://doi.org/10.1109/TITS.2015.2497320 DOI: https://doi.org/10.1109/TITS.2015.2497320
J. H. Lee,"Model Predictive Control: Review of the tree decades of development". International Journal of Control, Automation and Systems, v. 9, n. 3, pp. 415-424, june 2011. https://doi.org/10.1007/s12555-011-0300-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s12555-011-0300-6
A. B. Fontes, C. E. T. Dórea, Garcia, R. S. Marcio, "Um Algoritmo Iterativo para MPC com Restrições e Estabilidade de Sistemas Bilineares", inXVII Congresso Brasileiro de Automática, pp. 0-5, 2008.
G. Figalli, L. M. Cava, L. Tomas, "An Optimal Feedback Control for a Bilinear Model of Induction Motor Drives", Int. J. Control: vol. 39, nº. 5, pp. 1007-1016, may, 1984. https://doi.org/10.1080/00207178408933227 DOI: https://doi.org/10.1080/00207178408933227
W. Leonhard, Control of electrical drives, New York: Springer, 2001. https://doi.org/10.1007/978-3-642-56649-3 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-56649-3
J. Rodriguez, P. Córtes, Predictive Control of Power Converters and Electrical Drives, Wiley-IEEE, First Edition, United Kingdom, 2012. https://doi.org/10.1002/9781119941446 DOI: https://doi.org/10.1002/9781119941446
F. J. Doyle, B. A. Ogunnaike, R.K. Pearson, "Nonlinear model-based control using second-order Volterra models", Automatica, Vol. 31, n. 5, pp. 697-714, 1995. https://doi.org/10.1016/0005-1098(94)00150-H DOI: https://doi.org/10.1016/0005-1098(94)00150-H
S. G. Goodhart, K. J. Burnham and D. J. G. James, "Bilinear self-tuning control of a high temperature heat treatment plant", IEEE Proceedings - Control Theory and Applications, vol. 141, n. 1, pp. 12-18, Jan. 1994. https://doi.org/10.1049/ip-cta:19949748 DOI: https://doi.org/10.1049/ip-cta:19949748
S. Svoronos, G. Stephanopoulos, "On Bilinear Estimation and Control", Int. J. Control: Vol. 34, n. 4, pp. 651-684, march 1981. https://doi.org/10.1080/00207178108922554 DOI: https://doi.org/10.1080/00207178108922554
K. J. Åström, B. Wittenmak, Adaptive Control, Addison-Wesley Publishing Company, 1995.
D. W. Clarke, C. Mohtadi, P. S. Tuffs, "Generalized Predictive Control"- Parts 1 and 2, Automatica, vol. 23, pp. 137-160, March, 1987. https://doi.org/10.1016/0005-1098(87)90088-4 DOI: https://doi.org/10.1016/0005-1098(87)90088-4
L. An-Chen,"Minimum-Variance Controller for a Class of Non-Linear Systems", Int. J. Systems Sci.: Vol. 21, n. 11, pp. 2091-2101, November 1990. https://doi.org/10.1080/00207729008910532 DOI: https://doi.org/10.1080/00207729008910532
Y. K. Yeo, D. C. Williams, "Bilinear model Predictive control", Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 26, pp. 2267-2274, November, 1987. https://doi.org/10.1021/ie00071a017 DOI: https://doi.org/10.1021/ie00071a017
E. Kantende, A. Jutan, "Nonlinear Predictive Control of Complex Processes", Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 35, nº10, pp. 3539-3546, October, 1996. https://doi.org/10.1021/ie9507282 DOI: https://doi.org/10.1021/ie9507282
R. R. Mohler, R. R. Zakrzewski, "Nonlinear Control Algorithms and Power System Application", Applied Mathematics and Computation, Vol 78, n. 1-2, pp. 197-207, September, 1996. https://doi.org/10.1016/0096-3003(96)00009-4 DOI: https://doi.org/10.1016/0096-3003(96)00009-4
L. del Re, J. Chapuis, V. Nevistic, "Predictive Control with Embedded Feedback Linearization for Bilinear Plants with Input Constraints", in Proceeding of 32ndIEEE Conference an Decision and Control, pp. 2984-2989, 1993.
B. Felix, The principle of field orientation as applied to the new transvektor closed-loop control system for rotating-field machines, Adjustable Speed AC Drive Systems. IEEE Press, 1980.
V. Jain, "Simulation and Modeling of Feedback Field Oriented Control of Asynchronous Machines", in IEEE International Conference on Recent Advances and Eletrôn. Potên., Campo Grande, v. 22, n. 2, p. 187-195, abr./jun. 2017
C. C. de Azevedo, C. B. Jacobina, L. A. S. Ribeiro, A. M. N. Lima, A. C. Oliveira, "Indirect field orientation for induction motors without speed sensor," in Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC),pp. 809-814, 2002.
E. Bim, Máquinas Elétricas e Acionamentos, Elsevier, 3° Edição, 2014.
K. Ogata, Engenharia de Controle Moderno, Pearson Education, 5ª Edição, 2011.
A. B. Fontes, Desenvolvimento e Avaliação de Controladores Preditivos Baseados em Modelos Bilineares. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brasil, 2002.
H. Zhang, M. Wang, H. Li,X. Shi, "Shaft orbit analysis Based on LabVIEW for Fault Diagnosis of Rotating Machinery", in 11th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE 2016), pp. 972-975, 2016. https://doi.org/10.1109/ICCSE.2016.7581715 DOI: https://doi.org/10.1109/ICCSE.2016.7581715
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