Controle de velocidade do motor síncrono de ímãs permanentes

Abstract

Este trabalho de conclusão propõe uma técnica de controle de velocidade baseada na estratégia por modos deslizantes e observador de distúrbios para acionamento de alto desempenho aplicada a motores síncronos de ímãs permanentes. A combinação do controle por modos deslizantes e do observador de distúrbio aplicada ao controle de velocidade apresenta as características necessárias para reduzir problemas gerados a partir de vibrações, baixa sensibilidade às variações paramétricas da planta e desacoplamento do sistema em componentes parciais. É desenvolvido um esquema de controle em tempo contínuo, são apresentadas as provas de estabilidade a partir de critério de Lyapunov tanto para a técnica de controle quanto para o observador de distúrbios. O desempenho da técnica proposta é avaliado através de resultados de simulação. Além disso, são comparados os resultados da técnica proposta a uma simulação de um controlador PI conhecido da literatura e considerando um caso sem o observador de distúrbios, visando elucidar as vantagens do controle por modos deslizantes e observador de distúrbios. O controlador proposto apresentou uma tempo de convergencia de 53,5 ms após ser aplicado o distúrbio, resultado esse significativamente mais eficaz que o controlador PI que demorou mais de 10 s para convergir frente ao mesmo distúrbio.

This work of conclusion proposes a speed control technique based on the sliding mode strategy and disturbance observer for high performance drive applied to permanent magnet synchronous motors. The combination of control by sliding modes and the disturbance observer applied to the speed control presents the necessary characteristics to reduce problems generated from vibrations, low sensitivity to parametric variations of the plant and decoupling of the system into partial components. A continuous-time control scheme is developed, stability tests are presented based on the Lyapunov criterion for both the control technique and the disturbance observer. The performance of the proposed technique is evaluated through simulation results. In addition, the results of the proposed technique are compared to a simulation of a PI controller known in the literature and considering a case without the disturbance observer, aiming to elucidate the advantages of sliding mode control and disturbance observer. The proposed controller presented a convergence time of 53.5ms after the disturbance was applied, a result that was significantly more effective than the PI controller that took more than 10s to converge in the face of the same disturbance.