روشي جديد در بهبود تنظيم موقعيت مقاوم موتور DC با استفاده از کنترل فازي مدلغزشي
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترمهدی هنديجاني‌زاده 1 * , علی یزدیان ورجانی 2 , مصطفی محمدیان 3
1 - دانشگاه تربیت مدرس
2 - دانشگاه تربیت مدرس
3 - دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: موتور DCکنترل مدلغزشيکنترل فازيکنترل موقعيت,
چکیده مقاله :
علی‌رغم گسترش سيستمهاي AC، محرک‌هاي DC همچنان يکي از پرکاربردترين سيستمهاي درايو در صنعت مي‌باشند. يکي از مسایلي که ممکن است تلاش‌هاي فراوان جهت طراحي يک کنترلر مناسب براي اين سيستم‌ها را بي‌نتيجه کند، وجود پارامترها و متغيرهايي است که ممکن است در حين کار سيستم متحرک عوض شوند. بهترين راه حل پيشنهادي در جهت رفع اين مشکل استفاده از روش‌هاي کنترلي مي‌باشد که تا حد ممکن نسبت به اين تغييرات حساس نبوده و پاسخ مطلوب سيستم را همچنان حفظ کنند. يکي از اين روش‌هاي کنترلي مدرن، روش کنترل مدلغزشي مي‌باشد. اما اين روش کنترلي که بر اساس متغيرهاي حالت سيستم تعريف مي‌گردد، داراي معايبي است. يکي از اين معايب، ثابت‌بودن پارامترهاي خود کنترلر است. در اين حالت هرچند که پاسخي مناسب‌تر از روش‌هاي کلاسيک به‌دست مي‌آيد، اما بهينه‌ترين پاسخ هم براي ما نخواهد بود. پاسخ بهينه در زمان نشست کمتر، اورشوت کمتر و پايداري بيشتر سيستم تبيين مي‌گردد. در اين مقاله با به‌خدمت درآوردن منطق فازي در جهت انعطاف‌بخشي کنترلر مدلغزشي، پاسخي بهينه جهت کنترل موقعيت دقيق و مقاوم موتور DC، حاصل گرديده است. در این پاسخ، بهبود زمان نشست و اورشوت کمتر در کنار افزایش پایداری سیستم مورد هدف بوده است.
In spite of improvement of the AC drive systems still the DC drives are widely used in industry. One of the problems associated with control of DC motor which might cause unsuccessful attempts for designing a proper controller would be the time-varying nature of DC motors parameters and variables which might be changed while working with the motion systems. In these conditions, the control system will not response properly. One of the best suggested solutions to overcome this problem would be the use of sliding mode control (SMC). SMC is not sensitive to parameters changes and yet would have a fair response to the systems variations. However, SMC suffers from some deficiencies including inflexibility in controller parameters. A Better response can be achieved by SMC in compare with classical methods but it is not the most optimized response. The fair solution can be defined through faster fulfillment of target, less overshoot and more consistency of the system against the changes of the parameters. In this paper, a new fuzzy based method is presented to increase the SMC ability to reach a more convenient solution. Optimized response can be achieved in terms of shorter settling time, less overshoot, and more stability.
[1] H. R. De Azevedo, S. F. M. Branodao, and J.B. Da Mota Alves, "A fuzzy logic controller for DC motor position control," in Proc. IEEE 2nd Int. Workshop Emerging Technologies and Factory Automation,, pp. 18-25, Palm Cove-Cairns, Australia, Sep. 1993.
[2] P. H. Lin, S. Hwang, and J. Chou, "Comparision on fuzzy logic and pid controls for a DC motor position controller," in Proc. IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, vol. 3, pp. 1930-1935, Denver, US, 1994.
[3] F. Betin, D. Pinchon, and C. A. Capolin, "A time-varying sliding surface for robust position control of a DC motor drive," IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 49, no. 2, pp. 462-473 Apr. 2002.
[4] A. Rubaai, D. Ricketts, and M. D. Kankam, "Laboratory implementation of a microprocessor - based fuzzy logic tracking controller for motion controls and drives," IEEE Trans. on Industry App., vol.. 38, no. 2, pp. 448-456, Mar./Apr. 2002.
[5] E. Y. Y. Ho and P. C. Sen, "Control dynamic of speed drive systems using sliding mode controllers with integral comparision," IEEE Tran. Industry App., vol. 27, no. 5, pp. 883-892, Sep./Oct. 1991.
[6] R. U. Parrazales, M. A. P. Tapia, and A. De Luca, "A fuzzy logic controller applied to DC motor," in Proc. of the 38th Midwest Symposium, vol. 2, no. 13-16, pp. 653-656, Aug. 1995.
[7] H. P. Pang, C. J. Liu, and W. Zhang, "Sliding mode fuzzy control with application to electrical servo drive," in Proc. Sixth International Conf. on Intelligent Systems Design and Applications, ISDA '06, vol. 1, pp. 320-325, Oct. 2006.
[8] F. J. Lin and S. L. Chiu, "Adaptive fuzzy sliding - mode control for PM synchronous servo motordrives," EE IEE ProceedingsControl Theory and Applications, vol. 145, no. 1, pp. 63-72, Jan. 1998.
[9] A. Ezayirli and K. Ciliz, "Multiple model based adaptive control of a DC motor under load changes," in Proc. IEEE Conf. on Mechatronics, pp. 328-333, Jun. 2004.
[10] A. A. El-Samahy, "Speed control of DC motor using adaptive variable structure control," in Proc. IEEE 31st Annual Power Electronics Specialists Conf., vol. 3, pp. 1118-1123, Galway, Ireland, 2000.
[11] N. Khongkoom, et al., "Control of the position DC servo motor by fuzzy logic," in Proc. IEEE TENCON, vol. 3, pp. 345-357, 2000.