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Controllore PI motore SPM in Simulink

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[1] Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utentenordest » 23 dic 2019, 12:09

Buongiorno. Vi chiedo per favore di provare a capire che problema potrebbe esserci dietro a come ho progettato il controllo. Teoricamente il modello simulink dovrebbe dare complessivamente la stessa FDT che io trovo teoricamente. Ci sono due anelli, quello interno per la corrente (coordinate d/q) e quello esterno per la velocità. Io ho fatto il controllore PI in entrambi i casi e vedo che imponendo un margine di fase di 60° risulta che per l'anello di corrente da pulsazioni di attraversamento giustamente a frequenza più alta che per 80° ma è instabile. Penso sia dovuto alle discretizzazioni interne che cambiano l'andamento della fase in alta frequenza alternando quindi anche la fase per la pulsazione di attraversamento \omega_c. Infatti con un margine di fase di 80° ho una buona stabilità, guadagni più bassi ma anche pulsazioni di attraversamento più basse. Qui vi mostro come ho fatto i conti:

Per l'anello di i_d (perché più critico di i_q ),
G_{Id}(s)=R_{PI}(s)\frac{k_c}{1+sT_c}\frac{1}{R+sL}

Dove k_c=1 guadagno inverter, R=0.6Ohm resistenza statore,L=1.67mH induttanza, Tc=60us costante di tempo dovuta allo switching dell'inverter.

G_{Id}(s)=R_{PI}(s)\frac{k_c}{1+sT_c}\frac{1}{R+sL} = K_i\frac{1+s\frac{K_p}{K_i}}{s}\frac{1}{1+s\cdot60\times 10^{-6}}\frac{1.67}{1+s\cdot2.78\times 10^{-3}}

Voglio con il regolatore semplificare il primo polo dovuto a R,L e impongo le condizioni di margine di fase etc e trovo:

M_{\Phi}=60: \omega_c=9525, 	K_i=6569, 		K_p=18
M_{\Phi}=80: \omega_c=2938, 	K_i=1786, 		K_p=5

Per l'anello esterno che controlla la velocità ho solo fatto un PI con margine di fase 80 ma non vado avanti a rendere il post troppo lungo, ve ne parlo più avanti se volete ma tanto il problema si vede qui nell'anello interno.
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[2] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utentenordest » 23 dic 2019, 14:12

Mi sono dimenticato di specificare che il test della stabilità consisteva nel dare un gradino di corrente in ingresso all'anello di corrente. Per m.f. 60 si vede una grande oscillazione continua mentre per m.f. 80 si stabilizza quasi subito.
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[3] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 23 dic 2019, 18:03

Che senso ha un regolatore con Ki dell'ordine delle migliaia?
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[4] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utentenordest » 24 dic 2019, 0:31

Sinceramente non lo so. Sono valori troppo grandi? Com'è consigliato procedere?
Comunque abbiamo i limitatori anti-windup.
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[5] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 24 dic 2019, 10:26

L'osservazione riguarda l'eccessivo 'forzamento
(cioè la riduzione del tempo di risposta naturale del sistema),
possibile matematicamente ma non sempre fisicamente
per la probabile saturazione del regolstore.

Il consiglio è quindi quello di controllare il livello
dell'uscita del regoatore all'applicazione del gradino.
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[6] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utentenordest » 24 dic 2019, 11:06

Grazie per la risposta. In che senso controllare l'uscita? Mettere dei limitatori per non farlo saturare? Alcuni ci sono già comunque ad esempio c'è quello di anti windup dell'integratore però non so se centra con quello che intende.
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[7] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 24 dic 2019, 11:36

Scusate la mia domanda ingenua:
cosa è un motore SPM ? forse Single Phase Motor :-) , ma mi pare abbia poco senso.
O forse ci sono Servo Position Motor ? motore per servomeccanismo controllo posizione :-)
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[8] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 24 dic 2019, 12:00

Certo se ci fosse uno schema a blocchi in cui figurino le variabili, e un accenno di specifica dei componenti del sistema, potrei seguire il thread e magari rinfrescare o imparare qualcosa.
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[9] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 24 dic 2019, 12:14

nordest ha scritto:In che senso controllare l'uscita?

Nella simulazione della risposta al gradino visualizzare anche
l'andamento di questa, cioè vedere che non esca dai limiti fisici del regolatore.
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[10] Re: Controllore PI motore SPM in Simulink

Messaggioda Foto Utentenordest » 24 dic 2019, 13:17

Grazie per la risposta. Scusate il poco dettaglio del thread. Sentitevi liberi di chiedermi qualsiasi cosa. Lo schema a blocchi non posso caricarlo al momento perché non sono a casa dopo lo carico. SPM sta per surface permanent magnet che è quel tipo di motore sincrono con magneti permanenti sulla superficie del rotore. Lo statore invece contiene gli avvolgimenti attraversati dalla corrente. Solitamente è trifase.
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