Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Grzegorz SIEKLUCKI"

Analysis of the Transfer-Function Models of Electric Drives with Controlled Voltage Source

Czytaj za darmo! »

The mathematical models of the DC and AC motors are introduced and compared. The voltage control of motor without decoupling is considered. The flux linkage generation (rotor or stator) and electromagnetic torque are analysed. Models were unified to the transfer-function form. Mathematically proved that the transfer-function: flux linkage to the voltage in the flux axis d is always the lag element. However, the transfer-function: electromagnetic torque to voltage in the torque axis q can be the oscillatory or lag element with the difference. The propositions of the flux and torque control systems are introduced. Streszczenie. Przedstawiono i porównano modele matematyczne silników pra˛du stałego i przemiennego. Rozwaz˙ono sterowanie napie˛ciowe silnikami bez odsprz˛egania. Analizie poddano wytwarzanie strumienia skojarzonego (wirnika lub stojana) oraz momentu elektromagnetycznego. Modele zostały ujednolicone do postaci transmitancji. Udowodniono, ˙ze transmitancja: strumie´n skojarzony do napi˛ecia w osi strumienia d jest zawsze obiektem inercyjnym. Natomiast transmitancja: moment elektromagnetyczny do napi˛ecia w osi momentu q mo˙ze by´c obiektem oscylacyjnym lub inercyjnym z róz˙niczka˛. Przedstawiono propozycje układów regulacji strumienia i momentu. (Analiza transmitancyjnych modeli nape˛dów elektrycznych ze sterowanym ´zródłem napi˛eciowym ) Keywords: transfer-function, controlled voltage source, separately excited DC motor, permanent magnet synchronous motor (PMSM), brushless DC (BLDC) motor , induction motor, vector control. Słowa kluczowe: transmitancja, sterowane z´ródło napie˛cia, silnik obcowzbudny pra˛du stałego, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSM), bezszczotkowy silnik pra˛du stałego (BLDC), silnik indukcyjny, sterowanie wektorowe. Introduction In modern drives the controlled voltage sources are most often applied as the power supply of the electric motor (thyristor-controlled converter or voltage-source inverter)[...]

Sliding mode control of the DC drive with relative degree higher than one

Czytaj za darmo! »

Certain problems concerning the higher order sliding mode (SM) controller have been presented. SM methodology has been applied to DC drive system. The control system consists of two control feedbacks in a cascade structure - conventional PI current controller and SM position and velocity controller. Due to the relative degree of sliding function is higher than one, the second order sliding controller has been suggested. To verify the theoretical results, simulation studies have been carried out. Streszczenie. W artykule przedstawiono zagadnienia syntezy regulatora ślizgowego wyższego rzędu. Metodę zastosowano dla układu napędowego prądu stałego o kaskadowej strukturze regulacji. Zaproponowano konwencjonalny PI regulator prądu, natomiast regulator ślizgowy został określony dla pętli regulacyjnej położenia i prędkości kątowej. Stopień relatywności dla funkcji ślizgowej jest większy od jeden, zastosowano więc regulator ślizgowy drugiego rzędu. Metodę zweryfikowano za pomocą badań symulacyjnych. (Sterowanie ślizgowe w napędzie pozycyjnym prądu stałego przy stopniu relatywności większym od jeden). Keywords: variable structure system, sliding mode, DC drive, differential geometry, relative degree. Słowa kluczowe: układ o zmiennej strukturze, ruch ślizgowy, napęd prądu stałego, geometria różniczkowa, stopień relatywności. Introduction Recently, much attention has been paid to the problem of designing feedback controllers for uncertain dynamical systems. It is very difficult to develop accurate mathematical models for many physical plants. There are inevitable uncertainties in many constructed models. These uncertainties result from imperfectly known structure or parameters of a plant as well as from unpredicted disturbances such as measurement noises and errors. Some assumption concerning uncertainties (matching condition, upper bounds on the norm) and the plant property (minimum-phase-ness) are usually made. At present, several basic appro[...]

Wykorzystanie enkodera inkrementalnego w sterowaniu DFOC silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi (PMSM)

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono model matematyczny silnika z magnesami trwałymi (PMSM) dostosowany do rozwia˛zywanego problemu oraz metode˛ bezpo´sredniego sterowania polowo zorientowanego (DFOC). Omówiono zastosowanie enkodera inkrementalnego jako alternatywnego układu pomiaru połoz˙enia i pre˛dkos´ci ka˛towej silnika. Zaprezentowano jedna˛ z moz˙liwych procedur wste˛pnego pozycjonowania wirnika. Przedstawiono wyniki badan´ laboratoryjnych regulacji PMSM. Abstract. Suitable mathematical model of permanent magnet synchronous motor (PMSM) adopted to the solved problem and direct field oriented control (DFOC) are presented. Application of incremental encoder as angular position and speed measurement system is discussed. One method of initial rotor positioning is suggested. Laboratory tests results of PM[...]

Optimization of a Digital Controller and Observer in a Two-Mass System - the LQ Problem

Czytaj za darmo! »

Artykuł przedstawia propozycję sterowania 2-masowym układem napędowym (z połączeniem sprężystym). Przedstawiono system regulacji bazujący na obserwowanych zmiennych stanu: prędkości agregatu i momentu skręcającego. W celu spełnienia ograniczeń prądowych silnika zastosowano dodatkowy regulator PI prądu twornika. Optymalizację regulatora stabilizującego i obserwatora zmiennych stanu przeprowadzono w oparciu o dyskretny problem LQ. W części opisującej badania symulacyjne przedstawiono pracę układu z uwzględnieniem różnych rozdzielczości modelowanych przetworników analogowo-cyfrowych, cyfrowo analogowych oraz długości przetwarzanego słowa procesora (regulacja cyfrowa). (Optymalizacja cyfrowego regulatora i obserwatora w układzie 2-masowym. Problem LQ). Abstract: The paper describes a proposed control system for a 2-mass electric drive with flexible shaft. The control system utilizes observed state variables: the drive system speed and tensional moment. To meet the motor current limits an additional armature current PI controller is used. Optimization of the stabilizing controller and the state variables observer is based on the discrete-time LQ problem. Further, simulations of the system operation for different resolutions of modelled A/D and DA converters and the processor word lengths (digital control) are described.. Słowa kluczowe: Napęd prądu stałego, układ 2-masowy, połączenie sprężyste, obserwator zmiennych stanu, dyskretny problem LQ, regulacja cyfrowa. Keywords: DC drive, 2-mass system, flexible shaft, state variable observer, discrete time LQ problem, digital control. Introduction The approach to modelling 2-mass systems is related to the type of electric drive used. In economic terms electric drives utilizing AC motors supplied from frequency converters are increasingly popular compared to DC motors. A large number of DC drives with separately excited motors being still operated by industry, is the reason for various modernizatio[...]

Czasy realizacji algorytmów PID2DOF w sterownikach serii S7 DOI:10.15199/48.2019.09.41

Czytaj za darmo! »

W automatyce przemysłowej mogą wystąpić przypadki, gdzie rozbudowana funkcjonalność algorytmu jest wadą, ponieważ przede wszystkim liczy się czas realizacji kolejnych obliczeń. Stosowanie dostępnych na rynku rozwiązań, m.in. sterowników serii S7 firmy Siemens [1], pozwala na realizację wymagających zadań sterowania w najprostszy sposób. Celem artykułu jest analiza szybkości działania algorytmu PID napisanego w języku Structured Control Language (SCL) i porównanie go z dostępnym w TIA Portal rozwiązaniem - PID_Compact V2. Czas obliczenia sterowania (sygnał wyjściowy regulatora) przez algorytm regulatora jest przedmiotem analizy. Ciągły rozwój sterowników przemysłowych (PLC) oraz stosowanie najnowszych rozwiązań technologicznych doprowadza do skracania czasów wykonywania poszczególnych instrukcji arytmetyczno-logicznych na różnych typach zmiennych - zestawienie podstawowych parametrów jednostek centralnych firmy Siemens przedstawiono w tabeli 1. Układy analogowe typu "wejścia-wyjścia" stanowią pewne ograniczenia dla zastosowania szybkich sterowników PLC w układach sterowania, np. dla napędów elektrycznych. Moduły te są ciągle rozwijane i udoskonalane, przez co w niedługiej przyszłości ich szybkość może dorównać układom CPU. Na chwilę obecną czasy konwersji w modułach AQ i AI są jednak zbyt długie (tab. 2), aby w pełni wykorzystać możliwości najwydajniejszych sterowników PLC. Najprawdopodobniej za kilkanaście lat specjalizowane sterowniki do silników elektrycznych nie będą już potrzebne, ponieważ moduły uniwersalne PLC uzyskają wystarczające szybkości. Oprócz zastosowań przemysłowych sterowników, w literaturze można odszukać prace naukowe dotyczące zagadnień regulacji PID [2-6], a nawet sterownia układami o niepewnych parametrach [7]. W artykule skoncentrowano się na analizie pracy regulatora PID_compact V2, który jest regulatorem o dwóch stopniach swobody (PID2DOF). Szybkość obliczeń tego regulatora zestawiono z napisan[...]

Pomiar i analiza czasu wykonania algorytmów PID2DOF w sterownikach Siemens S7-1500 DOI:10.15199/48.2019.11.57

Czytaj za darmo! »

W programowaniu sterowników PLC mogą pojawić się problemy z realizacją założonych celów. Przyczyną mogą być zbyt długie czasy obliczeń sterowania (czasy wykonania algorytmu). Z uwagi na fakt szerokiego zastosowania regulatorów o dwóch stopniach swobody (PID2DOF) [1] również w PLC, w artykule przeprowadzono analizę czasu obliczeń algorytmu dla sterownika S7 firmy Siemens. Badania zostały przeprowadzone na sterowniku S7-1500 z jednostką CPU 1515 (6ES7 515-2AM01-0AB0) programowanym przy pomocy TIA Portal V15. Cyfrowe przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym Sterowanie w czasie rzeczywistym różnymi obiektami automatyki związane jest z bezwzględnym przestrzeganiem twierdzenia o próbkowaniu wraz z towarzyszącymi ograniczeniami [2]. Wówczas, jakość regulacji założona w procesie projektowania systemu jest możliwa do spełnienia (praktyka nie odbiega znacznie od teorii). Dodatkowo, czas wykonania algorytmu regulacji powinien być około 10. krotnie krótszy od przyjętego czasu próbkowania Tp. Przy spełnieniu tego założenia czas od pomiaru sygnału wyjściowego obiektu do wysterowania go może zostać pominięty. W przeciwnym wypadku cyfrowy układ automatycznej regulacji należy analizować zgodnie z rysunkiem 1, gdzie przyjęto oznaczenia zgodnie ze sterownikami S7 i regulatorem PID Compact V2 [3]: w - wartość zadana, y - sterowanie wyznaczone przez regulator, x - sygnał wyjściowy (pomiarowy) z obiektu. Rys.1. Model regulacji cyfrowej realizowanej w oparciu o PLC W układach automatycznej regulacji obiekt i regulator zwykle zapisuje się w postaci transmitancji i podaje się opóźnienie. Wówczas analiza oraz synteza układu jest standardowa - dynamika układów o parametrach skupionych. W przypadku gdy czas obliczeń sterowania na podstawie sygnałów pomiarowych jest porównywalny z czasem próbkowania występuje konieczność uwzględnienia go w postaci elementu opóźniającego: (1)   (s s )(s s )(s s ) (s s )(s s )(s s ) G (s) e b1 [...]

Optymalizacja obserwatora momentu obciążenia przy kwadratowym wskaźniku jakości

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono dyskretyzację problemu LQ. Omówiono zagadnienie obserwacji momentu obciążenia. Wykorzystano dualizm do przekształcenia zadania obserwacji do zadania sterowania. Zaproponowano strukturę obserwatora uniezależnioną od rodzaju silnika. Zamieszczono badania symulacyjne obserwatora przy różnych macierzach wag wskaźnika jakości. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych na stanowisku z [...]

 Strona 1