Projektowanie układu sterowania oraz identyfikacja parametrów silnika indukcyjnego z zastosowaniem algorytów ewolucyjnych i różnych kryteriów jakości

Abstract

In this paper there are conclusions being result of author's researches on evolutionary algorithms. There are created and researched the evolutionary programs for electrical parameter's identification of induction motor and moment of inertia and coefficient of rolling resistance. There are used Pareto optimal rule and multi-objective with using balance's vector. The parameters of mathematic models of two induction motors Sg90L-6 and s211e44 were identified. For this aim there were used the dynamic characteristics of the rotational speed and the root mean square of line current and steady-state characteristics: torque and current characteristics at different slip values. The motor's parameters were verified by using dynamic characteristics of rotational speed and root mean square of line current, which were recorded for reduced values of power voltage. The calculated parameters were served for design of observer of the rotor flux's position, the values of electromagnetic torque, and values of current in space vector 0xy in Field Oriented Control system with induction motor. There were created the evolutionary program for aided selection PI in controls system. The control system was verified by using recognized MATLAB/Simulink program. Ali received results are recurred and they have supposed accuracy.

W niniejszej pracy zawarto konkluzje będące wynikiem badań autora nad algorytmami ewolucyjnymi. Opracowano algorytmy ewolucyjne do identyfikacji parametrów elektrycznych maszyny indukcyjnej, momentu bezwładności oraz współczynnika tarcia lepkiego wykorzystujące wielokryterialność w sensie Pareto i wielokryterialność sprowadzalną do przypadku jednokryterialnego za pomocą wektora wag. Zidentyfikowano parametry modelu matematycznego dwóch silników indukcyjnych Sg90L-6 i s211e44 wykorzystując do tego celu przebiegi rozruchowe: prędkości obrotowej oraz wartości skutecznej prądu fazowego i charakterystyki stanu ustalonego: charakterystykę mechaniczną i zależność prądu fazowego w funkcji poślizgu. Parametry silników zweryfikowano, wykorzystując do tego celu przebiegi prędkości i wartości skutecznej prądu fazowego zarejestrowane dla obniżonych wartości napięcia zasilania. Obliczone parametry posłużyły do skonstruowania bloku odtwarzającego położenie strumienia wirnika, wartości momentu elektromagnetycznego, wartości prądu w układzie współrzędnych ortogonalnych 0xy w układzie sterowania polowo-zorientowanego z silnikiem indukcyjnym. Zaprojektowano program ewolucyjny do doboru nastaw regulatorów PI w tym układzie sterowania. Układ sterowania zweryfikowano przy pomocy programu uznanego MATLAB/Simulink. Wszystkie otrzymane wyniki są powtarzalne i mieszczą się w założonej dokładności.