Προβλεπτικός έλεγχος ροπής μεταβλητού διακοπτικού σημείου κινητήρα επαγωγής με μειωμένη υπολογιστική πολυπλοκότητα

Αλευράς, Ηλίας; Alevras, Ilias

dc.contributor.author	Αλευράς, Ηλίας	el
dc.contributor.author	Alevras, Ilias	en
dc.date.accessioned	2014-10-23T07:54:17Z
dc.date.available	2014-10-23T07:54:17Z
dc.date.issued	2014-10-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39364
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5075
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Μοντελοποιημένος προβλεπτικός έλεγχος	el
dc.subject	Προβλεπτικός έλεγχος ροπής μεταβλητού διακοπτικού σημείου	el
dc.subject	Στρατηγική ελέγχου εναλλασσόμενου κινητήρα	el
dc.subject	Προβλεπτικός έλεγχος ροπής	el
dc.subject	Branch and bound	en
dc.subject	AC motor control strategy	en
dc.subject	Model predictive control (MPC)	el
dc.subject	Variable switching point predictive torque control (VSP2TC)	en
dc.subject	Predictive torque control (PTC)	en
dc.title	Προβλεπτικός έλεγχος ροπής μεταβλητού διακοπτικού σημείου κινητήρα επαγωγής με μειωμένη υπολογιστική πολυπλοκότητα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρικά Ισχύος	el
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/11/7/11
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-11-14
heal.abstract	Η εφαρμογή του Μοντελοποιημένου Προβλεπτικού Ελέγχου στην οδήγηση ηλεκτρικών κινητήρων έχει αποκτήσει όλο και μεγαλύτερο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια, λόγω των δυνατοτήτων που προσφέρει και της ευρωστίας του. Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η βελτίωση της απόκρισης και της υπολογιστικής πολυπλοκότητας του προβλεπτικού ελεγκτή, όταν αυτός οδηγεί μια ηλεκτρική μηχανή. Αρχικά, δίνεται το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο για αυτές τις εφαρμογές. Συγκεκριμένα, αναλύονται βασικές κατηγορίες προβλημάτων βελτιστοποίησης (Κεφ. 2), όπως τα προβλήματα μικτών ακεραίων, ενώ παρουσιάζεται και η εξαντλητική μέθοδος απαρίθμησης. Έπειτα, γίνεται λόγος για τις θεμελιώδεις αρχές που διέπουν το Μοντελοποιημένο Προβλεπτικό Έλεγχο (Κεφ. 3), δηλαδή τη μαθηματική μοντελοποίηση του συστήματος, το πρόβλημα βέλτιστου ελέγχου και την πολιτική του μετατιθέμενου ορίζοντα. Τέλος, δίνεται το μαθηματικό μοντέλο του υπό έλεγχο συστήματος (Κεφ. 4), το οποίο αποτελείται από έναν τριφασικό αντιστροφέα πηγής τάσης 2 επιπέδων (2L-VSI), ο οποίος οδηγεί έναν κινητήρα επαγωγής μέσης τάσης. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται δύο στρατηγικές προβλεπτικού ελέγχου οδήγησης ηλεκτρικών κινητήρων, ο Προβλεπτικός Έλεγχος Ροπής (Κεφ. 5) και ο Προβλεπτικός Έλεγχος Ροπής Μεταβλητού Διακοπτικού Σημείου (Κεφ. 6). Για κάθε στρατηγική, δίνεται ο αλγόριθμος ελέγχου σε θεωρητικό επίπεδο και σε πρακτικό επίπεδο τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων στο προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab Simulink. Για την τελευταία στρατηγική, προτείνεται μια μέθοδος μείωσης της υπολογιστικής πολυπλοκότητας (Παρ. 6.4) και παρουσιάζονται τα αντίστοιχα αποτελέσματα. Έπειτα, παρουσιάζεται μια πρόταση βελτίωσης της απόκρισης του ελεγκτή, μέσω της επέκτασης του ορίζοντα πρόβλεψης στον αλγόριθμο του VSP2TC (Κεφ. 7). Λόγω του αυξημένου υπολογιστικού φόρτου της συγκεκριμένης πρότασης, παρουσιάζεται η τεχνική Branch and Bound (Παρ. 7.3), η οποία έχει στόχο τον περιορισμό των απαιτούμενων υπολογισμών του ελεγκτή, ενώ παράλληλα τον καθιστά ικανό για εφαρμογή σε πραγματικό περιβάλλον.	el
heal.abstract	The implementation of Model Predictive Control in ac drives has nowadays acquired an increasing amount of interest, due to the possibilities that it offers and its robustness. The purpose of the present diploma thesis is the improvement of the predictive controller’s response and the reduction of its computational complexity, when it drives an ac motor. First, the required theoretical background for these applications is given. Specifically, some basic categories of optimization problems are analysed (Chap. 2), as for example mixed-integer optimization problems, while the exhaustive enumeration method is presented. Next, the fundamental principles of Model Predictive Control are referred (Chap. 3), i.e. the mathematical model of the controlled plant, the optimal control problem and the receding horizon policy. Finally, the mathematical model of the plant under control (Chap. 4) is given, which consists of a three-phase two-level voltage source inverter (2L-VSI), driving an induction medium voltage motor. Furthermore, two MPC-based strategies for ac drives are presented, namely the Predictive Torque Control (Chap. 5) and the Switching Point Predictive Torque Control (Chap. 6). For each strategy, the control algorithm is described theoretically and the results of the simulations, which are implemented in Matlab Simulink, are given. For the latter strategy, a method for the reduction of the VSP2TC algorithm computational complexity is proposed (Sec. 6.4) and the corresponding quantitative results are presented. Also, a proposition for the improvement of the controller response is presented, through the extension of its prediction horizon (Chap. 7). For the reduction of the algorithm’s high computational burden, the Branch and Bound technique is introduced (Sec. 7.3), which aims at keeping the algorithm’s complexity modest, while enabling the implementation of the algorithm in a real-time system.	en
heal.advisorName	Μανιάς, Στέφανος	el
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	116 σ.
heal.fullTextAvailability	true