أهمية التحكم في اضطراب السرعة للمحرك الخطي المتزامن
إن (PMSLM) عبارة عن محرك خاص مباشر، بحيث يتيح النقل بدون تلامس، كما تتميز المحركات الخطية بالعديد من المزايا، مثل الهيكل البسيط والتشغيل المستقر والموثوق وعمر الخدمة الطويل والحساسية العالية والقدرة القوية على التكيف، القيمة العالية التصنيف والاستجابة السريعة، تحديد المواقع بدقة والقدرة الجيدة على القفل الذاتي، عدم وجود روابط وسيطة في الكل نظام التحكم.
كما يستخدم بشكل شائع في مجالات الإنتاج الآلي والنقل الجوي المدني والأغراض العسكرية، لذلك؛ فإن آفاق تطويره واسعة للغاية، ومع ذلك ونظراً لأن سرعة ودقة تشغيل المحرك الخطي تتأثر بشكل مباشر بوحدة التحكم الخاصة به؛ فمن الأهمية العملية دراسة استراتيجية التحكم عالية الكفاءة لتحسين أداء المحرك الكهربائي.
لذلك تم اقتراح مخطط تحكم جديد يجمع بين طريقة النظام العكسي والتحكم الداخلي في النموذج، مما يحسن بشكل فعال دقة التحكم والأداء الديناميكي للمحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم بدون تحمل، و بشكل عام؛ فإنه من أجل التحكم في الدفع التقليدي المباشر للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم الخطي؛ ستحدث التقلبات من حيث التدفق المغناطيسي والاندفاع.
ومن أجل تقليل تموج التدفق والقوة، تم اقتراح مخطط التحكم في الدفع الخطي للمحرك الخطي المتزامن ذي المغناطيس الدائم، وكل ذلك من أجل تحقيق قدرة تتبع أفضل وتنظيم تغيير الحمل، واستناداً إلى نموذج Takagi-Sugeno) (T-S)) الضبابي؛ فقد تم اقتراح التحكم في السرعة لمحرك مغناطيسي دائم متزامن مثبت على السطح.
لذلك يمكن تحقيق أداء التتبع الدقيق وتوفير الطاقة عن طريق تقليل خسائر النحاس، وعند نقطة التشغيل غير المستقرة (على سبيل المثال، عزم وسرعة متفاوتان)؛ فإنه يتم إدخال تحكم خطي التغذية المرتدة الأمثل للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم.
لذلك؛ فإن نظام دفع مركب مزوداً بمحرك متزامن مغناطيسي دائم عالي السرعة ومحركين داخل عجلة للسيارات الكهربائية، وفي الوقت الحاضر تُستخدم تقنيات التحكم على نطاق واسع في المحركات الخطية بشكل أساسي، مثل خوارزميات التحكم (PID) وخوارزميات التحكم في الشبكة العصبية وخوارزميات التحكم القوية وخوارزميات التحكم التكيفية.
خوارزمية التحكم (PID)
لا تزال استراتيجية التحكم (PID) ناضجة وشائعة الاستخدام في تقنية التحكم في نظام المؤازرة، خاصة المستخدمة على نطاق واسع في التحكم (PMSLM)، واستناداً إلى خوارزمية جينية بسيطة؛ فإنه تم اقتراح مخطط تحكم قوي مع (PID) مع استقرار قوي جيد لـ (PMSLM)، وذلك باستخدام طرق البحث المتطورة.
وبشكل أكثر تحديداً؛ فإنه يتم تقديم مخطط التحكم في سرعة (PID) التكيفي لمحرك (PMSLM) وعلاوة على ذلك؛ فقد اقترح المختصون دليل استقرار مقارب عالمي لتعديل موضع (PID) لمناور آلي مدفوع بـ (PMSLM)، وذلك بهدف التحكم بـ (PID)، بحيث يتم تحديد وقت الاستجابة ودقة التحكم في نظام التحكم بواسطة معطيات (KP ،KI ،KD).
ولكن أي نظام موجود في البيئة الخارجية؛ فهناك العديد من العوامل غير المؤكدة، مثل تغييرات الحمل الخارجي للنظام وتغييرات المتطلبات المتأصلة في النظام والتدخل الخارجي وما إلى ذلك، بحيث تؤثر هذه التغييرات على دقة التحكم في نظام التحكم، ونظراً لوجود عدم خطية وعدم يقين قويين في (PMSLM)؛ فإنه يصعب تحديد المعلمات (KP ،KI ،KD) لعنصر التحكم (PID).
استراتيجية التحكم بواسطة الشبكة العصبية
الشبكة العصبية هي نموذج رياضي لمعالجة المعلومات المتوازية الموزعة، كما أنها أيضاً سمة سلوكية لتقليد “الشبكات العصبية” للحيوان، بحيث تتمتع الشبكة العصبية بآفاق تطبيق واسعة في مجال التحكم المؤازر الخطي، وذلك من أجل قمع الاهتزاز الميكانيكي لـ (PMSLM)، بحيث تمت دراسة معوض الشبكة العصبية بشكل موسّع.
أيضاً يتم التحكم في المحرك الخطي بواسطة وحدة تحكم سرعة (PI) التقليدية، ويتم استخدام شبكة عصبية هجينة متكررة لقمع اهتزاز الآلية المرنة، بحيث تم اقتراح مخطط جديد لمراقبة السرعة يعتمد على طريقة انعكاس “الشبكة العصبية الاصطناعية”، بحيث يعمل هذا المخطط على منع استقرار ودقة الكشف عن السرعة لأنظمة المحركات غير المتزامنة بدون تحمل.
علاوة على ذلك، ومن أجل التحكم بدقة في موضع محرك سيرفو (PMSM)؛ فإنه يتم تقديم وحدة تحكم تكيفية هجينة “للشبكة العصبية”، والتي تعتمد على (PID) المحلي، كما تم رفع طريقة تصميم جديدة للتحكم في موضع محرك (PMSLM)، بحيث يتبنى نظام التحكم مخطط التحكم في الخطوة العكسية.
كما تؤخذ العلاقات الرياضية والديناميكا الكهربائية في (PMSLM) في الاعتبار تماماً، وخاصةً عند اشتقاق خوارزمية التحكم، وذلك من أجل تحقيق استجابة سريعة وأداء عالي الدقة ولضمان متانة النظام للاضطرابات الخارجية وشكوك المتطلبات، وفيما بعد تم اقتراح نوع جديد من مخطط فصل المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم غير المحمل.
التحكم القوي في اضطراب السرعة للمحرك
تشير المتانة إلى حقيقة أن نظام التحكم لا يزال بإمكانه الحفاظ على خصائص أداء معينة في ظل اضطرابات معينة في المعطيات الخطية، كما تم تحسين نظرية التحكم لـ (H∞ strong) في استراتيجية التحكم في المتانة تدريجياً.
وكل ذلك يمثل جوهر التحكم في (H∞) وفي جعل نطاق قيمة (H∞) مختص بوظيفة النقل من الاضطراب إلى الانحراف في النظام صغيراً للغاية أو أقل من قيمة معينة، وذلك لتصميم وحدة التحكم، وهذا يمكن أن يقمع الاضطراب بشكل جيد للغاية.
أيضاً تم اقتراح قانون التحكم في السرعة (الهرمي) لـ (PMSLM)، وذلك مع عدم التأكد من الإضاءة على أساس طريقة متعددة المتغيرات، ومن أجل حل خوارزمية تحسين القيد لمشكلة التحكم في السرعة (PMSLM)؛ فإنه تم رفع طريقة متكاملة لمختلف وحدات تحكم (PID) القوية ذات الترتيب الجزئي، بحيث يعد التحكم القوي مناسباً للتطبيقات التي تتطلب الاستقرار والموثوقية.
التحكم التكيفي في اضطراب السرعة للمحرك
المعنى الرئيسي لاستراتيجية التحكم التكيفي هو استخدام المعادلة دون تحديد المعطيات كنموذج مرجعي، بحيث يستخدم المعادلة التي تحتوي على المعلمات المراد تقديرها كنموذج قابل للتعديل، كما أن إخراج النموذجين أعلاه له نفس المعنى المادي، بحيث يتم استخدام خطأ خرج النموذجين لتكوين معدل تعديل مناسب لضبط معلمات النموذج القابل للضبط في الوقت الفعلي.
وبعد ذلك؛ فإنه يمكن تنفيذ الهدف الذي هو ناتج النموذج المرجعي لتتبع كائن التحكم بشكل جيد، وبالنسبة لمحرك الأجزاء (PMSM) مع الوقت الميت؛ فإنه يتم وضع التحكم في سرعة الضبط الذاتي التكيفي، ونظراً لتحقيق التحكم عالي الدقة في الحركة لمحركات (PMSLM)؛ فإنه تم تقديم نظام تحكم شبكة عصبية ضبابية ذات فاصل زمني للتكيف.
كما تم ذكر طريقة أخرى، والتي يمكن من خلالها أن تدرك التحكم في سرعة (PMSLM)، وذلك باستخدام درجتين من متحكم (PI) للحرية على أساس طريقة التعلم الفوري، ومع ذلك؛ فإنه بالنسبة لاستراتيجية التحكم التكيفي، لا يزال لديها عيوب الحساب الكبير والتعديل البطيء لمعلمات التحكم، لذلك يمكن استخدام التحكم في الوضع المنزلق في عمليات التحكم في الحركة غير الخطية.
