Aplikace nelineárního prediktivního řízení pro pohon se synchronním motorem

Abstract

Tato práce se zabývá možnostmi aplikace nelineárního prediktivního řízení pro elektrické pohony. Konkrétně pro pohony se synchronním motorem s permanentními magnety. Práce okrajově popisuje vlastnosti tohoto typu pohonu a představuje jeho matematický model. Následně je popsáno samotné nelineární prediktivní řízení a nelineární optimalizace, které tvoří základ pro výpočet akčních zásahů. Zvláštní důraz je kladen na metodu Active set, která je použita v navrženém algoritmu. Práce dále obsahuje simulační experimenty zkoumající vliv volby tvaru účelové funkce na schopnost navrženého algoritmu řídit pohon. Totéž je zkoumáno pro různé volby délky predikčního horizontu. V závěru práce je algoritmus simulačně porovnán s běžně používaným vektorovým řízením a je měřena jeho výpočetní náročnost v porovnání s použitou periodou vzorkování.This thesis focuses on the possibilities of application of nonlinear model predictive control for electric drives. Specifically, for drives with a permanent magnet synchronous motor. The thesis briefly describes the properties of this type of drive and presents its mathematical model. After that, a nonlinear model of predictive control and methods of nonlinear optimization, which form the basis for the controller output calculation, are described. As it is used in the proposed algorithm, the Active set method is described in more detail. The thesis also includes simulation experiments focusing on the choice of the objective function on the ability to control the drive. The same effect is examined for the different choices of the length of the prediction horizon. The end of the thesis is dedicated to the comparison between the proposed algorithm and commonly used field oriented control. The computational demands of the proposed algorithm are also measured and compared to the used sampling time.