EstratÃgia hÃbrida aplicada no controle de posiÃÃo de um sistema de acionamento com motor de induÃÃo usando controle de campo orientado

This work describes the study and implementation of a hybrid control technique applied to the positioning of the rotor shaft in a three-phase induction motor (IM). The machine has been modeled using the field oriented control (FOC) strategy. In additional, it is used three controllers to obtain the design of the position loop, each one with different operating characteristics. Initially, two constant gain controllers are associated with the position loop diagram in the FOC technique in order to obtain a fastest response, with disturbance rejection and without overshoot. Therefore, it used a Proportional (P) controller based on Ziegler-Nichols tuning method so that a faster system response is achieved and a predictive control strategy called Generalized Predictive Control (GPC), based on Proportional â Integral controller tuning form, to smooth the overshoot caused by the P controller. Subsequently, seeking a more efficient performance of the position control in the IM, It used a control strategy based on fuzzy logic that takes into account the weighting of P and GPC controllers together. For purposes of validation, simulations and experimental results of the P, GPC and hybrid control strategies are presented. The simulation was set up in Matlab/Simulink and the experimental plant was implemented with a Digital Signal Controller (DSC), manufactured by Texas Instruments TMS320F2812. Analyzing the results, the Proportional demonstrated the fastest reference tracking, among the others techniques, with a settling time of 0.25 seconds, however with overshoot. The GPC controller presented a longer accommodation time, about 2 seconds and without overshoot. The application of the hybrid proposed technique combine the fast tracking reference of the P controller, about 1 second to reach the reference, and without overshoot as in the GPC controller results. Besides, the robust characteristic of both controllers was maintained in the hybridization proposed technique.Este trabalho descreve o estudo e implementaÃÃo de uma tÃcnica de controle hÃbrida aplicada ao posicionamento do eixo de um motor de induÃÃo trifÃsico (MIT). O motor de induÃÃo foi modelado usando-se a estratÃgia de controle de campo orientado a fim de projetar para a malha de posiÃÃo trÃs controladores, cada um com diferentes caracterÃsticas de operaÃÃo. Neste caso, incorporou-se inicialmente à malha de posiÃÃo da estratÃgia de controle de campo orientado a aÃÃo de dois controladores de ganho constante com o objetivo de posicionar o eixo de forma rÃpida, com pouco sobressinal e com rejeiÃÃo à perturbaÃÃo. Desta forma, utilizou-se um controlador Proporcional (P) com sintonia baseada em Ziegler-Nichols de modo a se obter uma caracterÃstica mais rÃpida do sistema e, uma estratÃgia de controle preditivo denominada de GPC (Generalized Predictive Control) com o objetivo de suavizar a aÃÃo do controlador P em termos de elevado sobressinal considerando a sintonia do controlador GPC baseada em um controlador Proporcional-Integral (PI). Posteriormente, para se obter um desempenho mais eficiente do controle de posiÃÃo do MIT, utilizou-se uma estratÃgia de controle baseada em lÃgica fuzzy de modo a se levar em conta a ponderaÃÃo dos controladores P e GPC, conjuntamente. Para fins de validaÃÃo sÃo apresentados resultados da aplicaÃÃo das estratÃgias de controle P, GPC e hÃbrida no controle de posiÃÃo do MIT a partir de simulaÃÃes em ambiente Matlab/Simulink e atravÃs da implementaÃÃo do sistema de controle de posiÃÃo utilizando-se um processador digital de sinais, o DSP TMS320F2812 fabricado pela Texas Instruments. A partir dos resultados encontrados, o Proporcional demonstrou um rÃpido seguimento de referÃncia, dentre as tÃcnicas utilizadas, com tempo de acomodaÃÃo experimental de 0,25 segundos, porÃm com sobressinal. O controlador GPC apresentou um tempo de acomodaÃÃo maior, cerca de 2 segundos e sem sobressinal. A aplicaÃÃo da tÃcnica hÃbrida proposta conseguiu combinar o rÃpido seguimento de referÃncia do Proporcional, levando cerca de 1 segundo para alcanÃar a referÃncia, e sem sobressinal como o controlador GPC. AlÃm do que, como os controladores possuem uma caracterÃstica robusta tambÃm se garantiu essa propriedade para o hibridismo proposto