Nguyễn Quốc Nghĩa , Lâm Quốc Hân Nguyễn Chí Ngôn *

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: Nguyễn Chí Ngôn (email: ncngon@ctu.edu.vn)

Abstract

This paper has provided the control model of the three-phase induction motor using the fuzzy proportional derivative plus integral controller. The three-phase asynchronous motor is simulated on MATLAB®/Simulink based on the equation of state on the rotor flux coordinate system (dq coordinate system). Simulation with different loads and disturbances effecting on the system as well as comparison with PI and investigation of the influence of the fuzzy proportional derivative plus integral controller. Simulation results showed that the proposed solution is better suited to the controller than PI controller, set time of reasonable system, destructively overshoot and low output error. In addition, the controller is stable with interference from the system.

Keywords: Induction motor, PID controller, fuzzy controller, fuzzy PD I, simulation

Tóm tắt

Bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ cộng tích phân điều khiển mô hình động cơ không đồng bộ ba pha được xây dựng trong bài viết. Động cơ không đồng bộ ba pha được mô phỏng trên MATLAB®/Simulink dựa theo phương trình trạng thái trên hệ tọa độ từ thông rotor (hệ tọa độ dq). Mô phỏng với tải khác nhau và có nhiễu tác động vào hệ thống cũng như so sánh với PI và khảo sát ảnh hưởng của các tham số của bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ cộng tích phân. Kết quả mô phỏng cho thấy giải pháp đề xuất đã đáp ứng tốt hơn so với bộ điều khiển PI thông thường, thời gian xác lập của hệ thống hợp lý, độ vọt lố bị triệt tiêu và sai số ngõ ra thấp. Ngoài ra, bộ điều khiển còn ổn định với nhiễu tác động vào hệ thống.

Từ khóa: Bộ điều khiển PID, bộ điều khiển mờ, động cơ không đồng bộ, fuzzy PD I, mô phỏng

Article Details

Tài liệu tham khảo

Ahmed, H. H. A., Mashor, M. Y., & Mahdi, M. C. (2019). Intelligent Fuzzy PD+I Controller with Stabilizer for Nano Satellite Attitude Control System. J. of Physics: Conf. Series, 1372, 2022.

Aspalli, M. S., Asha, R., & Hunagund, P. V. (2012). Three phase induction motor drive using IGBTs and constant V/F method. Inter. J. of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Eng., 1(5), 463-469.

Aziri, H., Patakor, F. A., Sulaiman, M., & Salleh, Z. (2017). Simulation of three-phase induction motor drives using indirect field oriented control in PSIM environment. AIP Conf. Proc., 1883(1), 020045.

Åström, K. J., & Hägglund, T. (1995). PID Controllers: Theory, Design, and Tuning. Research Triangle Park, North Carolina: ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society 1995.

Basu, K. P., & Yusuf, S. (1999). A Novel Method of Starting a 3-Phase Induction Motor with One Phase Out from the Source of Supply. The Inter. J. of Electrical Eng. & Education, 36(1), 25-30. http://doi.org/10.7227/IJEEE.36.1.3

Blanchette, H., & Dessaint, L.-A. (2021). AC4 - DTC Induction 200 HP Motor Drive.

Bong, J. K., & Chung, C. C. (2002). Design of fuzzy PD + I controller for tracking control. Proc. of the 2002 American Control Conf. (IEEE Cat. No.CH37301), pp. 2124-2129.

Chhabra, H., Mohan, V., Rani, A., & Singh, V. (2020). Robust nonlinear fractional order fuzzy PD plus fuzzy I controller applied to robotic manipulator. Neural Computing and Applications, 32(7), 2055-2079.

Dương, N. Đ., Hà, V. T., & Sơn, T. N. (2019). Điều khiển truyền động điện. Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp.

Hartono, H., Sudjoko, R. I., & Iswahyudi, P. (2019). Speed Control of Three Phase Induction Motor Using Universal Bridge and PID Controller. J. of Physics: Conf. Series, 1381, 012053.

Henao, H., Capolino, G-A., Manes, F-C., Filippetti, F., Bruzzese, C., Strangas, E., Pusca, R., Estima, F., Martin, R-G., & Shahin, H-K. (2014). Trends in Fault Diagnosis for Electrical Machines: A Review of Diagnostic Techniques. IEEE Indus. Electronics Magazine, 8(2), 31-42.

Idoko, A., Thuku, I., Musa, S., & C. Amos. (2017). Design of Tuning Mechanism of PID Controller for Application in three Phase Induction Motor Speed Control. Inter. Journal of Advanced Engineering Research and Science, 4(11), 138-147, http://doi.org/10.22161/ijaers.4.11.21

Kanagaraj, N., Sivashanmugam, P., & Paramasivam, S. (2008). Fuzzy Coordinated PI Controller: Application to the Real-Time Pressure Control Process. Advances in Fuzzy Systems, 2008, 691808.

Kanti, R. (2015). Speed Control of Three-Phase Induction Motor using FPGA. International Journal for Scientific Research and Development, 2, 207-209.

Lftisi, F., George, G. H., Aktaibi, A., Butt, C. B., & Rahman, M. A. (2016). Artificial neural network based speed controller for induction motors. IECON 2016 - 42nd Annual Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society, (pp. 2708-2713).

Lepka, J., & Stekl, P. (2005). 3-Phase AC Induction Motor Vector Control Using a 56F80x, 56F8100 or 56F8300 Device - Design of Motor Control Application. Freescale Semiconductor.

Meng, J. E., & Ya, L. S. (2001). Hybrid fuzzy proportional-integral plus conventional derivative control of linear and nonlinear systems. IEEE Trans. on Industrial Electronics, 48(6), 1109-1117,

Ngôn, N. C. (2011). Bộ điều khiển PI mờ: Từ thiết kế đến ứng dụng, Tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ, 18a(2011), 82-92.

Ngôn, N. C., & Nghiệm, N. C. (2020). Giáo trình Điều khiển mờ. NXB Đại học Cần Thơ.

Singh, P., Kumar, V., & Rana, K. P. S. (2020). Speed Control of a Nonlinear DC Motor using Fuzzy PD + I Controller. In 2020 IEEE Inter. Conf. on Computing, Power and Commu. Technologies (GUCON), 201-206.

Tuấn, P. V., Thuấn, N. Q., Long, N. T., Thư, N. M., & Tuấn, N. A. (2018). Mô hình hóa động cơ không đồng bộ ba pha có xét đến sự thay đổi của các tham số động cơ. Tạp chí KH & Công nghệ, ĐH Công nghiệp Hà Nội, 48, 21-25.

Zeb, K., Ali, Z., Saleem, K., Uddin, W. ,Javed, M. A., & Christofides, N. (2017). Indirect field-oriented control of induction motor drive based on adaptive fuzzy logic controller. Electrical Engineering, 99(3), 803-815.

Ziegler, J. G., and Nichols, N. B. (1993). Optimum Settings for Automatic Controllers. J. of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 115(2B), 220-222.