التحكم بوضع الانزلاق الطرفي للمحرك التعريفي غير المحمل

الأهمية من التحكم بوضع الانزلاق الطرفي للمحرك التعريفي غير المحمل

من بين الأنواع المختلفة من المحركات الكهربائية بدون تحميل عزم الدوران، تمتلك المحركات الحثية غير المتزامنة (BIM) وظائف بالإضافة إلى مزايا المحرك غير المتزامن والمحمل المغناطيسي ككل، وعلى سبيل المثال، الهيكل البسيط والفجوة الهوائية الموحدة، كذلك تموج عزم الدوران المنخفض وعدم الاحتكاك والتآكل، وذلك بدون الضوضاء والتزييت الإضافي وطول عمر الخدمة.

ووفقاً لذلك؛ فإنه يمكن تحقيق السرعة الفائقة والفراغ والتآكل وغيرها من البيئة الخاصة لعملية “maglev” في الوقت الحاضر؛ فقد تم تطبيق وحدة تحكم (PID) التقليدية على نطاق واسع في نظام التحكم في المحركات نظراً لخوارزمية بسيطة وموثوقية عالية وتنظيم مناسب للسرعة وما إلى ذلك.

ومع ذلك؛ فإنه عندما يعاني النظام من عوامل تباين أو اضطراب خارجي غير مؤكد تكون (BIM) مع خصائص اقتران غير خطية ومتعددة المتغيرات وقوية يصعب الحصول على أداء ممتاز باستخدام التحكم التقليدي (PID).

في الآونة الأخيرة؛ فإنه تم إجراء قدر كبير من الأبحاث من قبل علماء محليين وأجانب وتم استخدام الكثير من الأساليب المتفوقة بشكل متزايد للتحكم في النظام، وبشكل عام يمكن تصنيف هذه الأساليب إلى أربع استراتيجيات رئيسية، كما تشمل التحكم التكيفي والتحكم الغامض والتحكم في الشبكة العصبية والتحكم الذكي والتحكم في وضع الانزلاق (SMC).

كما يتم استخدام (SMC) تدريجياً في نظام مؤازر التيار المترد، ونظراً لأنه يمكن إعداد مساره المنزلق تلقائياً دون الحاجة إلى دقة عالية للنموذج الرياضي والمتانة الممتازة للاضطراب؛ فقد تم تطوير (SMC) كإحدى الطرق الفعالة، كما تقترب متغيرات حالة النظام في وضع الانزلاق الخطي باستمرار من القيمة المحددة مع تجاهل الخطأ الأكبر في القيمة المحددة.

وعندما تكون متغيرات حالة النظام قريبة من موضع التوازن، بحيث يمكن تسريع سرعة التقارب لوضع الانزلاق الطرفي غير الحركي، ومع ذلك عندما يكون بعيداً عن موضع التوازن؛ فإنه يكون وقت التقارب أطول نسبياً ويكون الأداء الديناميكي أسوأ، بحيث تمت مناقشة أدوات التحكم في الوضع الانزلاقي للوقت المنفصل مع تقدير ضمني لوظيفة الإشارة.

كذلك لقد ضمنت استقرار (Lyapunov) مع تقارب زمني محدود لمتغير الانزلاق إلى الصفر، وذلك على أساس الأنظمة الضبابية لتقريب الوظائف غير المؤكدة وتعويض تشبع المدخلات، كما أن هناك طريقة التحكم في وضع الانزلاق الهرمي الضبابي التكيفي لفئة من أنظمة التأخير الزمني غير الخطية متعددة المدخلات (MIMO) غير المعروفة مع تشبع المدخلات مقترح.

الوضع الانزلاقي المحسن الخاص بالمحرك التعريفي غير المحمل

فيما بعد؛ فإنه يتم تطبيق مراقب الوضع الانزلاقي المحسن لتقليل خطأ قياس السرعة، مما يساهم في دقة وموثوقية التحكم في السرعة بدون استشعار في المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم (PMSM)، كما تم اقتراح قانون جديد قائم على وظيفة الطاقة لمتغير حالة النظام لتحسين الأداء الديناميكي لنظام التحكم في تنظيم سرعة (PMSM)، مما يعزز متانة النظام بشكل فعال.

ومع ذلك؛ فإنه  من الصعب تحديد معلمات الفهرس ويحد من استخدام المحركات عالية الدقة، بحيث تم دمج معيار الترتيب الأول لمتغيرات حالة النظام في الوصول إلى القانون لتصميم وحدة التحكم في وضع الانزلاق الطرفي غير القاطع لتتبع السرعة والإزاحة الشعاعية للجزء المتحرك.

ومع ذلك؛ فإن هذه الطريقة تأخذ في الاعتبار فقط تسارع الاقتراب من السرعة مع تجاهل تأثيرات وقت التقارب الأطول الناتج عن متغيرات حالة النظام لوضع الانزلاق الطرفي غير الدائري بعيداً عن موضع التوازن، لذلك فهي غير قادرة على تحقيق أداء التحكم الأمثل.

وبناءً على طريقة وضع الانزلاق الخلفي وطريقة وضع الانزلاق الطرفي؛ فقد تم تصميم وحدة التحكم في الموضع، وإلى حد ما يتم تحقيق التقدير الدقيق لعزم الدوران والتتبع الدقيق للإزاحة الشعاعية للجزء الدوار، ومع ذلك؛ فإن الخوارزمية تزيد من تعقيد تصميم النظام بشكل كبير، كما أنها تواجه مشكلة في التطبيق الهندسي.

وعلى أساس عزم الدوران اللحظي المباشر وتحليل وضع الانزلاق الطرفي غير النسيجي؛ فإنه يمكن تقليل تقلبات النظام بشكل فعال، ومع ذلك ومن منظور اختيار قيمة الحدود؛ فإنها ستؤثر قيمة حدود التحديد الكبيرة جداً على سرعة التقارب، ومن ناحية أخرى؛ ستؤدي قيمة حدود التحديد الصغيرة جداً إلى تقليل متانة النظام، لذلك؛ فإن تأثير التحكم المطلوب غير قابل للتحقيق.

ومن أجل تتبع السرعة والإزاحة الشعاعية لـ (BIM) بدقة؛ فإنه يتم التحقيق في استراتيجية التحكم في وضع الانزلاق الطرفي السريع (NFTSMC)، كذلك لا تتجنب هذه الطريقة فقط العيب الناتج عن نقص وضع الانزلاق الخطي الذي يميل إلى وضع التوازن بشكل مقارب، بل يتغلب أيضاً على قصور وضع الانزلاق الطرفي غير الطرفي لمعدل التقارب البطيء.

وعندما تكون متغيرات حالة النظام بعيدة عن موضع التوازن بحيث يكون الكل النظام لديه تقارب عالمي سريع؛ فإنه من المهم جداً تطبيق هذه الطريقة لبناء وحدة التحكم في السرعة ووحدة التحكم في الإزاحة الشعاعية، وفي الوقت نفسه يمكن أن يؤدي تجانس وظيفة الرمز بشكل فعال إلى منع الثرثرة المتأصلة في وضع الانزلاق.

كما يمكن للطريقة المقدمة تتبع القيمة المحددة لسرعة الدوران والإزاحة الشعاعية بسرعة، علاوة على ذلك يتميز بخصائص التقارب والاستجابة السريعة، بحيث يتم إضعاف ثرثرة النظام في وضع الانزلاق في وقت واحد، والتي يمكن التحقق منها عن طريق المحاكاة والنتائج التجريبية.