research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
Performance Comparison of Two Estimators for Two-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor
مقارنة اداء مخمنين لمحرك تزامني ذو طورين وذات مغانيط دائمية

Author: Dr. Amjad J. Humaidi . امجد جليل حميد
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2011 Volume: 14 Issue: 1 Pages: 46-60
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents and compares the performance of two Kalman filter schemes, the discrete extended Kalman filter (EKF) and unscented Kalman filter (UKF) for estimating the states (winding currents, rotor speed and rotor angular position) of two-phase Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). Estimating the states of the system is performed by propagating the mean and covariance of the state distribution. For linear systems, the general recursive Kalman filter algorithm based on MMSE (minimum mean squared error) is the straightforward estimation technique to be implemented. For nonlinear systems, extended Kalman filter (EKF) is considered to be the best nonlinear estimator. The EKF is based on linearizing the state and output equations at every sampling instant. Therefore, this estimator requires continuously computation of the Jacobian matrix. The unscented Kalman filter (UKF) is based on implementation of the unscented transformation (UT) to the nonlinear state distribution (motor model). The UT uses the intuition that it is easier to approximate a probability distribution than it is to approximate an arbitrary nonlinear function or transformation. Apply this intuition to motor model, a set or cloud of points are generated around each state of motor model with specified sample mean and sample covariance. The nonlinear function (PMSM model) is applied to each of these points in turn to yield a transformed sample, and the predicted mean and covariance are calculated from the transformed sample. Based on predicted mean and covariance the UKF recursive algorithm can be developed. The performance comparisons are based on standard deviation estimation errors of both estimators and the time computation effort required execute the algorithms of both filters. The simulated results show that the UKF gives best estimates at motor low speed, while its estimation performance degrade at high motor speed. On the other hand, the EKF shows bad estimation characteristics at low frequency and it yields good estimates at high source frequency. However,, the EKF algorithm keeps lower time computation effort over wide range of rotor speed than that required to execute the UKF software for the same range of source frequency. The PMSM motor model and the algorithms of both filters are built in Matlab package using S-function capability and scalar control strategy are used to account for constant stator magnetizing flux.

يقدم البحث نموذجين من مرشحات كالمان ((Kalman Filters؛ وهما مرشح كالمان المعدل (Extended Kalman Filter) ؛ و((unscented Kalman filter وذلك لتخمين متغيرات المنظومة (states) وتشمل تيارات ملفات المجال، وزاوية والسرعة الزاوية للجزء الدوار (rotor). يعتمد مرشح كالمان المعدل في تخمين المتغيرات على تحويل ألانموذج اللاخطي الى أنموذج خطي. لذلك من الضروري حساب مصفوفة جاكوبين (Jaccobian Matrix) في كل لحظة زمنية. بينما يعتمد ((unscented Kalman filter على توليد عينات من النقاط بطريقة معينة يمكن استخدامها لغرض حساب المتوسط الحسابي (mean) والتباين ((covariance للمتغيرالعشوائي ذو توزيع ((Gaussian، حيث يتم تمرير هذه النقاط بالانموذج اللاخطي للمنظومة وايجاد، مرة اخرى، المتوسط الحسابي (mean) والتباين ((covariance لناتج خرج هذه النقاط لدرجة دقة تصل الى حدين فقط من متوالية تيلر (Taylor series). اثبت النتائج ان (UKF) يتميز باداء عالي للتخمين في حالة السرع الواطئة للجزء الدوار، بينما يتفوق اداء (EKF) في حالة السرع العالية للمحرك التزامني. وكذلك فان الزمن المستغرق لتنفيذ خوارزمية (EKF) هي اقل من الزمن المطلوب لتنفيذ خوارزمية (UKF) ولجميع مديات السرع للمحرك التزامني


Article
PSO-Based EKF Estimator Design for PMBLDC Motor

Authors: Ahmed Hammood Abed --- Mohammed Moanes E. Ali
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 8 Part (A) Engineering Pages: 1651-1665
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The estimation of motor state variables is an important criterion in the drive performance, especially for high accuracy required, for that reason it’s-necessary to estimate rotor-position-continuously not for sixty-electrical-degrees as in most existing methods. In this work the speed and position for the rotor of Permanent Magnet Brushless DC Motor (PMBLDCM) was estimated by using extended Kalman filter (EKF), this work is divided into two parts, the first one deals with design and simulation of PMBLDCM with EKF as an estimator, the results are introduced by manually selected EKF parameters (Q & R) matrices, The second one deals with investigation the performance of the use of PSO technique to optimize the performance and operation of EKF, the main use of PSO here is to optimize value for EKF parameters (Q and R), the results proved that by tuning the EKF parameters by PSO the estimated values for speed and position is very-close-to the actual value-(estimation-accuracy is increased). The resultant error clearly decreases when tuned by EKF parameters for example at full load case the speed RMS error is 0.24 for 10μs sampling time, although the RMS error is 9 for 10μs sampling time trial and error selected EKF parameters.


Article
Unscented Kalman Estimator for Estimating the State of Two-phase Permanent Magnet Synchronous Motor
مخمن كلمان المعدل لتحدید متغیرات محرك ذو طور ثنائي وذات تغذیة دائمیة

Author: Ayad Qasim Hussein
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2010 Volume: 28 Issue: 15 Pages: 5071-5078
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents the unscented Kalman filters (UKF) for estimating the states (winding currents, rotor speed and rotor angular position) of two-phase Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). The UKF is based on firstly specifying a minimal set of carefully chosen sample points. These sample points completely capture the true mean and covariance of the Gaussian Random Variable (GRV), and when propagated through the true nonlinear system (motor model), capture the posterior mean and covariance accurately to the second order (Taylor series expansion). The results showed that the UK estimator could successively estimate the states of PMSM without need any Jacobian matrix.

لتحديد المتغيرات (تيارات الملف، ( UKF) يتناول هذا البحث مرشح كلمان المعدل .(PMSM) الموقع الزاوي وسرعة الجزء الدوار) لمحرك ذو طور ثنائي وذات تغذية دائمية يعتمد في البداية على تحديد اقل مجموعة من عينات النقاط ( UKF) مرشح كلمان المعدل ( Gaussian) المختارة بدقة. هذه العينات تمسك تماما بالمعدل الحقيقي والتباين لمتغير وعندما تنتشر خلال النظام الغير خطي الحقيقي(نموذج محرك )، يمسك (GRV) العشوائي بالمعدل الجديد والتباين بدقة عالية لنظام ثنائي المرتبة ( متسلسلة تايلر الموسعة ). النائج تظهرينجح في تحديد المتغيرات لمحرك ذو طور ثنائي وذات ( UKF) بان مرشح كلمان المعدل .( Jacobian) تغذية دائمية بدون الحاجة إلى مصفوفة


Article
State Estimation of Two-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor
تخمين متغيرات المحرك التزامني ثنائي الطور ذو المغانيط الدائمية

Authors: Amjed J. Hamidi --- Ahmed Alaa Ogla --- Yaser Nabeel Ibrahem
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2009 Volume: 27 Issue: 7 Pages: 1435-1443
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The goal of this paper is to estimate the states of two-phase permanent magnet synchronousmotor (PMSM). The system is highly nonlinear and one therefore cannot directly use any linearsystem tools for estimation. However, if one can linearize the system around a nominal(possibly time-varying) operating point then linear system tools could be used for control andestimation. Firstly, the error covariance matrices of measurement and process would be derivedwhen the system inputs and outputs are subjected to uncertain variations. Then, the corruptednoisenonlinear model of the system will be discretized and extended to be suitable for applyingstandard discrete Kalman filter (KF) for state estimation purpose. The entire state estimatedsystem has been modeled using MATLAB/SIMULINK blocks. The state estimation algorithmand the motor discretized model are coded inside special S-functions of m-file type.

ان غاية هذا البحث هو تخمين متغيرات المحرك التزامني ثنائي الطور ذو المغانيط الدائمية . يتميزالانموذج الرياضي لمنظومة المحرك التزامني بدرجة عالية من اللاخطية . لذلك لا يمكن استخدام وسائلالمنظومات الخطية بصورة مباشرة لغرض تخمين منظومة المحرك التزامني . مع ذلك، اذا تمنكا من جعلالمنظومة (الانموذج الرياضي للمحرك ) خطية عند نقطة الاشتغال الطبيعية (والتي قد تكون متغيرة مع الزمن )فانه من الممكن استخدام طرق المنظومة الخطية لتخمين متغيرات منظومة المحرك التزامني اللاخطية.لغرض عملية التخمين . (standard discrete Kalman filter) تم استخدام مرشح كالمان القياسي المتقطعالانموذج اللاخطي ليكون ملائم لهذا التطبيق . تم (Extension) وتوسيع (discretization) لذلك تم تقطيعثم ادراج برنامج ،(Matlab/Simulink blocks) نمذجة منظومة المحرك والمنظومة التخمينية باستخدام كتل(s-function) ويتم استدعائه باسنخدام دالة (m-file) خوارزمية التخمين بملف نوع


Article
V/f SPEED CONTROL OF FIVE-PHASE PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR FED BY INDIRECT MATRIX CONVERTER WITH CARRIER-BASED PWM

Authors: Turki Khawish Hassan --- Zainab Mahmood Abed
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2019 Volume: 23 Issue: 2 Pages: 141-165
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents the V/f method to control the speed of five phase Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). The Indirect Matrix Converter (IMC) is used to supply the five-phase PMSM from three-phase AC voltages source. The carrier-based PWM (CBPWM) based on space vector modulation analysis is used to control the IMC with a fixed slope carrier signal, it is used to provide a sinusoidal output current by neglecting the d3-q3 currents. Five-phase PMSM is used due to its advantages over traditional three-phase PMSM. The simulation is executed using MATLAB/Simulink environment, different cases are applied by change the load and speed of the motor to study the performance of the system.


Article
Study and Comparison The Performance of Sensorless Control of PMSM Drive System
دراسة و مقارنة الأداء للسيطرة بعدم استخدام المتحسس لنظام المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم

Authors: Majid K. Al-Khatat --- Ghphran Taha Ahmed Abd
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 10 Part (A) Engineering Pages: 2528-2547
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

Field oriented control space vector pulse width modulation (FOC- SVPWM) is one of the effective and modern methods for speed control of Permanent magnet synchronous motor (PMSM). A mathematical model and theoretical analysis of (FOC-SVPWM) driven a PMSM are presented .In this work, a control methods for PMSM using Model reference adaptive system (MRAS) are utilized to compare the performance behavior under conventional PI, Fuzzy PI, and Particle swarm optimization (PSO) control methods.Extensive simulation results are presented using MATLAB/SIMULINK program which including (SVPWM generation, inverter, PMSM, the reference frame transformation and different PI controllers) as well as the estimation method using MRAS. This work presents a comparative study to investigate the performance of PMSM based on MRAS when different load conditions are applied to PMSM and under three different controllers: the first controller is the Proportional-Integral (PI) based on classical trial and error method, the second controller is PI controller based on PSO technique for optimal gains tuning and thus improve the performance of the system. The obtained results show that an improvement in motor performance when using PI-PSO compared to classical PI controller. The third controller is Fuzzy-PI with scaling factor (gains) tuned by PSO technique. This method can improve the performance of the system compared with PI-PSO in terms of reducing steady state error, rising time, overshoot and smoother response to make this controller more robust to variation in load other than the rest motor controllers.

طرق التحكم الأتجاهي للمتجه الفضائي لمضمن عرض النبضة هي واحدة من الطرق الفعالة و الحديثة للسيطرة على سرعة المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم. قدم النموذج الرياضي والتحليل النظري لطرق التحكم الاتجاهي للمتجه الفضائي لمضمن عرض النبضة لتشغيل المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم. في هذا العمل, تم استخدام طرق السيطرة للمحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم بأستخدام نظام النموذج المرجعي التكيفي التي تم أستخدامه لمقارنة تصرف الأداء لمختلف طرق السيطرة. يتم عرض نتائج المحاكاة الشاملة باستخدام برنامج MATLAB/SIMULINK و الذي يتضمن (توليد المتجه الفضائي لمضمن عرض النبضة , العاكس،المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم, تحويل محور الاسناد و مسيطرات مختلفة) اضافة الى تمثيل طريقة المتحسس باستخدام نظام النموذج المرجعي التكيفي. هذا العمل قدم دراسة مقارنة لتحقيق اداء المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم بالأعتماد على نظام النموذج المرجعي التكيفي عندما حالات حمل مختلفة تطبق على المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم و تحت ثلاث مسيطرات مختلفة: المسيطر الأول هو مسيطر تناسبي-تكاملي (PI) و المعتمد على طريقة التجربة والخطأ التقليدية. المسيطر الثاني هو (PI) المعتمد على تقنية أفضلية الحشد الجزيئي (PSO) للأختيار الأمثل لقيم متغيرات (gains) وذلك لتحسين أداء المنظومة. النتائج التي وجدت تظهر تحسين في أداء المحرك عند استخدام (PI-PSO) بالمقارنة الى مسيطر (PI) التقليدي . المسيطر الثالث هو (Fuzzy-PI) مع متغيرات (gains) ضُبطت بواسطة تقنية أفضلية الحشد الجزيئي. هذه الطريقة يمكن أن تحسّن أداء المنظومة عند مقارنته مع مسيطر (PI-PSO)من حيث تقليل اخطاء الحالة المستقرة , زمن الزيادة , التجاوز و أستجابة اكثر سلاسة تجعل هذا المسيطر أكثر فعالية لتغير الحمل مقارنة مع بقية مسيطرات المحرك


Article
Direct Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motor Based on NARMA-L2 controller
السيطرة المباشرة على العزم للمحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم باستخدام تقنية NARMA-L2)

Authors: Huda B. Ahmed --- Ali H. Almukhtar --- Abdulrahim T. Humod
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 3 Part (A) Engineering Pages: 464-482
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper investigates the improvement of the speed and torque dynamic responses of three phase Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) using Direct Torque Control (DTC) technique. Different torques are applied to PMSM at different speeds during operation to ensure the robustness of the controller for wide torque variations. Optimal PI controller is used to modify the response of DTC. The optimal gains of PI controller are tuned by Particle Swarm Optimization (PSO) technique. Neural Network controller is called the Nonlinear Autoregressive-Moving Average (NARMA-L2) which is trained based on optimal PI controller (PI-PSO) data. The results show the superiority performance of using NARMA-L2 controller on PI-PSO controller for different speeds and load change. The overall simulation and design of the scheme are implemented Using MATLAB/Simulink program.

تم في هذا البحث دراسة تحسين استجابة السرعة والعزم الديناميكية للمحرك ثلاثي الاطوار التزامني ذو المغناطيس الدائم (PMSM) باستخدام تقنية السيطرة المباشرة على العزم ((DTC. تم تجهيز المحرك التزامني ذو المغناطيس الدائم بعزوم مختلفة خلال سرع مختلفة لضمان الحصول على مسيطر أكثر متانة لمتغيرات الحمل والسرعة. استخدم المسيطر التناسبي-التكاملي (PI) المثالي لتعديل استجابة ال (DTC). المتغيرات (gains) المثالية للمسيطر (PI) تم ضبطها باستخدام تقنية أفضلية الحشد الجزيئي (PSO). قد درب المسيطر المعتمد على الشبكات العصبية الاصطناعية (NARMA-L2)على النتائج التي تم الحصول عليها من المسيطر PI-PSO)). اظهرت النتائج اداءاً متفوقاً عند استخدام المسيطر (NARMA-L2) على المسيطر PI-PSO)) لسرعات متغيرة وبتغير الحمل. تم تنفيذ المحاكاة الشاملة وتصميم المخطط باستخدام برنامج MATLAB/ SIMULINK

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (6)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2019 (1)

2016 (2)

2014 (1)

2011 (1)

2010 (1)

More...