Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 9

Modeling, Design & Simulation of Fuzzy Logic Control to Improve Direct Torque Control of Double Star Induction Motor

Modelowanie, projektowanie i symulacja sterowania rozmytego w celu poprawy bezpośredniego sterowania momentem obrotowym silnika indukcyjnego z podwójną gwiazdą

10.15199/48.2024.09.09

nr katalogowy: 150348
10.15199/48.2024.09.09

Streszczenie

All the studies and articles on the DTC control system talk about its shortcomings and the problems resulting from the use of hysteresis controllers. It results in strong ripples in torque, steady flow and constant current. Moreover, it is difficult to adjust the sensitivity to parametric variables due to the use of PI controllers due to the complexities of the system. To overcome these drawbacks and through this article, DTC control is designed on Double Star Induction Motor (DSIM), and through experiments it showed us some problems caused by hysteresis. Advantages can also be used of artificial intelligence techniques like fuzzy logic, fuzzy control is a way to control a system without needing to know its mathematical model of the system. To this end, It is through the advantages of fuzzy logic that it has been applied in this article to the application of DTC control, which is called Fuzzy Direct Torque Control (FDTC). Where we have replaced hysteresis controllers and switch tables with fuzzy logic switch controllers. We also simulated it by MATLAB/SIMULINK and compared the results obtained between a conventional DTC and a DTC using fuzzy logic and it is shown that the proposed FDTC method can significantly reduce torque ripples and is suitable for different motors under operating conditions.

Abstract

Wszystkie opracowania i artykuły dotyczące układu sterowania DTC mówią o jego wadach i problemach wynikających ze stosowania regulatorów histerezowych. Powoduje to silne tętnienia momentu obrotowego, stały przepływ i stały prąd. Ponadto trudno jest dostosować czułość na zmienne parametryczne ze względu na zastosowanie regulatorów PI ze względu na złożoność systemu. Aby przezwyciężyć te wady, w tym artykule zaprojektowano sterowanie DTC w silniku indukcyjnym z podwójną gwiazdą (DSIM), a eksperymenty wykazały pewne problemy spowodowane histerezą. Można również wykorzystać zalety technik sztucznej inteligencji, takie jak logika rozmyta, sterowanie rozmyte to sposób na sterowanie systemem bez konieczności znajomości jego matematycznego modelu systemu. W tym celu właśnie dzięki zaletom logiki rozmytej zastosowano ją w tym artykule do zastosowania sterowania DTC, zwanego Fuzzy Direct Torque Control (FDTC). Gdzie zastąpiliśmy sterowniki histerezy i tablice przełączające sterownikami przełączającymi z logiką rozmytą. Przeprowadziliśmy także symulację za pomocą MATLAB/SIMULINK i porównaliśmy wyniki uzyskane pomiędzy konwencjonalnym kodem DTC a kodem DTC przy użyciu logiki rozmytej i wykazano, że proponowana metoda FDTC może znacznie zmniejszyć tętnienia momentu obrotowego i jest odpowiednia dla różnych silników w warunkach pracy.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Reghioui H., Belhamdi S., Ammar A., Lallouani H., Enhancement of Space Vector Modulation Based-Direct Torque Control Using Fuzzy PI Controller for Doubly Star Induction Motor. Advances in modeling and analysis C, Vol.74, No.2-4, pp.27-34, (2019).
[2] Hoanh K.D., Ren Y., Zhu Z.Q., Foster M., Modified switching table strategy for reduction of current harmonics in direct torque controlled Doublethree- phase permanent magnet synchronous machine drives. IET Electric Power, 10-19 (2015).
[3] Listwan J., Pieńkowski K., DTC-ST and DTC-SVM Control of Five-Phase Induction Motor with MRASCC estimator, Przegląd Elektrotechniczny, Vol.11, 2016, 252-256.
[4] Rahali, H.; Zeghlache, S.; Benalia, L.; Layadi, N.: Sliding mode control Based on Backstepping approach for a double star induction motor ( DSIM). Advances in modeling and analysis C, 150-157 (2018).
[5] El Ouanjil N., Motahhir S., Derouich A., El Ghzizal A., Chebabhi A., Taoussi M., Improved DTC strategy of doubly fed induction motor using fuzzy logic controller. Energy Reports 5, 271-279 (2019).
[6] Takahashi, I.; Noguchi, T.: Anew quick-response and high efficiency control strategy of on induction motor. IEEE Transactions. On IA, 820-827 (1986).
[7] Depenbrock M., Direct Self-Control (DSC) of inverter-fed induction machine. IEEE Transactions. On Power Electronics, (1988).
[8] Ammar A., Kheldoun A., Metidji B., Amied T., Azzoug Y., Feedbak linearization based sensorless Direct Torque Control using Star flux MRAS-Sliding mode observer for induction motor drive. ISA Transactions, 382-392, (2020).
[9] Sadouni R., Meroufel A., Djriou S., Study and Simulation of Direct Torque Control (DTC) for a Six Phase Induction Machine (SPIM). International Journal of Energy, Issue 2, Vol. 7, 2013.
[10] Hamidreza H., Anton R., Vaimann T., Kallaste A., Taheri A., Holakooie, M.H.; Belahcen, A.: A novel vector control strategy for a six-phase induction motor with low torque ripples and harmonic currents. Energies, 1102 (2019).
[11] El Ouanjil N., Derouich A., El Ghzizal A., Motahhir S., Chebabhi A., El Mourabit Y., Taoussi M., Modern improvement techniques of dirct torque control for induction motor drives-a review. Protection and Control of Modern Power Systems, 11 (2019).
[12] Vignesh C., Sheela S.S., Devi E.C.M., Balachandar R., Direct Torque Control of Induction Motor Using Fuzzy Logic Controller. International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES), 56-61 (2014).
[13] Rajasekaran P., Senthilkumar V.J., Comparative Analysis of Two Level VSI and Three Level Neutral Point Clamped Inverter for Torque Ripple Reduction in Induction Drive. India Journal of Science and Technology, 1-7 (2016).
[14] Ammer A., Bourek A., Benakcha A, Robust load angle direct torque control with SVM for sensorless induction motor using sliding mode controller and observer. International Journal of Computer Aide Enginieering and Technology, 14-34, (2019).
[15] Johni J., Sukumaran R., Direct Torque Control Scheme for Induction Motor Using Fuzzy Logic Control. AIP Conference Proceedings, (2020).
[16] Ammer A., Improvement of Direct Torque Control Performances for Asynchronous Machine Using Non-Linear Techniques. Doctoral dissertation. MohmaedKhider, Biskra, Algeria, (2017). Thesis, University
[17] Chikh K., Khafallah M., Abdallah S., Improved DTC Algorithms for Reducing Torque and Flux Ripples of PMSM Based on Fuzzy Logic and PWM Techniques. MATLAB-A Fundamental Tool for Scientific Computing and Engineering Applications, (2012).
[18] Sudheer H., Kodad S.F., Sarvesh B.: Improved sensorless Direct Torque Control of induction motor using fuzzy logic and neural network based duty ratio controller. JAES International Journal of Artificial Intelligence(IJ-AI), 79-90 (2017).
[19] Rouabhi R., Abdessemed, R., Herizi A., Boudia M., Comparative Study Between Two Control Techniques Applied on the Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM). Advances in modeling and analysis C, 51-58 (2019).
[20] Lallouani H., Belhamdi S., Direct Torque Control of Doubly Star Induction Motor Using Fuzzy Logic Speed Controller. IAES International Journal of Artificial Intelligence(IJ-AI), 42-53 (2018).
[21] Lallouani H., Belhamdi S., Benyettou L., Reghioui H., Direct torque control of doubly star induction machine fed by voltage source inverter using type-2 fuzzy logic speed controller. Advances in modeling and analysis C, 202-207 (2018).
[22] Moat Y., Kouzi K, K., Investiating the Performances of Direct Torque and Flux Control for DoubleStar Induction Motor with Direct and Indirect Matrix Converter. PeriodicaPolytechnica Electrical Engineering and Computer Science, 97- 105 (2020).
[23] Layadi N., Zeghlache S., Berrabah F., Bentouhami L., Comparative Analysis between the Rotor Flux riented Control and Backstepping Control of a Double Star Induction Machine (DSIM) under Open-Phase Fault. AMSE Journals, Series Advances, 292-311 (2017).
[24] Azib A., Ziane D., Rekioua T., Tounzi A., Robustness of the Direct Torque Control of Double Star Induction Motor in Fault Condition. Rev. Rom. Sci. Techn-Electrotechn. Et Energ, 147 152 (2016).
[25] Ziane D., Azib A., Taib N., Rekioua T., Study and Design of the direct torque control of Double star induction motor. Journal of electrical systems, 114-124 (2013).
[26] El Ouanjil N., Taoussi M., Derouich A., Chebabhi A., El Ghzizal A., Boussoufi B., High Performance Direct Torque Control of Double fed Induction Motor using Fuzzy Logic. Gazi University journal of science, 532 – 542 (2018).
[27] Lisauskas S., Udris D., Uznys D., Direct Tourque Control of Induction Drive Using Fuzzy ElektronikairElektrotechnika, 13-16 (2013). Controller.
[28] Saber, K.; Gdaim, S.; Mtibaa, A.; Mimouni, M.F.: Design and Implementation of Direct Control Based on an Intelligent Technique of Induction Motor on FPGA. Journal of Electrical Engineering and Technology, 152-1539 (2015).
[29] Berrabeh F., Chebabhi A., Zeghlache S., Salah S., Direct Torque Control of Induction Motor fed by Three-Level Inverter Using Fuzzy Logic. AMSE Journals, Series Advances C, 248 265 (2017).
[30] Ganguly P., Kalam A., Zayegh A., Optimum Fuzzy Logic Control System Desing using Cuckoo Search Algorithm for Pitch Control of a Wind Turbine. Advances in modeling and analysis C, 266-280 (2017).

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-9 , nr katalogowy 150348 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma