تصميم نظام تحكم بالنمط الانزلاقي مقاوم للاضطرابات الداخلية لمحرك تيار مستمر ذو استطاعة عالية

الملخص

يهدف هذا البحث إلى تصميم متحكم بالنمط الانزلاقي للتحكم بمحرك تيار مستمر ذو استطاعة عالية بوجود اضطرابات داخلية, حيث تعتبر الاضطرابات الداخلية للمحركات من أهم المشاكل التي يجب دراسة تأثيرها على أداء عمل المحركات، كما أن استخدام المتحكمات التقليدية للتحكم بمحركات التيار المستمر ذات الاستطاعات العالية عند حدوث اضطرابات داخلية ذات تأثير ضعيف من حيث الاستقرار وتقليل الخطأ الستاتيكي.

تمت الاستفادة من خوارزمية التحكم بالنمط الانزلاقي لتحسين أداء عمل هذه المحركات في الحالات الديناميكية الداخلية العابرة كتغير قيمة مقاومة ملف المتحرض نتيجة ارتفاع درجة الحرارة أو تغير قيمة محارضته نتيجة التشبع المغناطيسي والتي تسبب اضطراب في عمل المحرك. تم استخراج النموذج الرياضي لمحركات التيار المستمر ذات الاستطاعة العالية بالاعتماد على معادلاته الديناميكية، تمهيداً للاستفادة من معادلات المتحكم بالنمط الانزلاقي واستنتاج سطح الانزلاق، للحصول على قانون التحكم الذي ينقل متغير الحالة المدروس من السطح الذي يعمل عليه إلى سطح الانزلاق بما يضمن إعادة عمل النظام إلى نقطة العمل المرغوبة مباشرةً عند حدوث أي اضطراب، ومن ثم نمذجة النظام في بيئة (Matlab-Simulink). تم تغيير قيم بعض البارامترات الأساسية للمحرك عند لحظة زمنية معينة ومراقبة منحني الاستجابة الزمنية لكل من تيار المحرك وسرعته, وقد بينت الاختبارات من خلال المحاكاة أن العمليات التحكمية ذات البنية المتغيرة حققت استجابة جيدة مقارنةً بالمتحكم التقليدي (PID), حيث ألغى المتحكم الانزلاقي (SMC) التجاوز الأعظمي، وأعاد الخرج لوضع الاستقرار خلال زمن صغير جداً (0.01 sec), وكما قلل من قيمة الخطأ الستاتيكي بنسبة (0.3%).