Sensorless field-oriented-control for PMSM air ventilating motor

Abstract

Este proyecto, como su nombre indica tiene como objetivo el control de un motor de imanes permanentes (PMSM) que actuará integrado en un ventilador de un coche convencional. Para hacer frente a este problema, el algoritmo Field Oriented Control (FOC) se utiliza en primer lugar en combinación con técnicas de control en tiempo discreto y después con control adaptativo predictivo. En la primera parte en la que se estudia el control del motor mediante FOC con controladores PID, el objetivo perseguido es un control robusto que pudiese accionar el motor de una manera fiable en presencia de cualquier perturbación y/o cambio en la referencia. De acuerdo con la parte en la que se trató el control Adaptativo Predictivo, acercarse o incluso mejorar el comportamiento del motor controlado con PID discretos es el objetivo principal. Por desgracia, la prueba de este último en la plataforma real no fue posible, debido a razones de diferencias entre modelo calculado del motor y motor real que se explicarán con más detalle en la tesis. Para el desarrollo de todo el trabajo, todos los materiales necesarios fueron proporcionados por el FH JOANNEUM. Estos van desde un sensor de corriente de efecto Hall simple a una herramienta sofisticada llamada MicroAutoBox actuando como la CPU del sistema o el “cerebro” de la aplicación.

This project as its name indicates aims at to control a Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM) integrated in the fan of the air ventilation system in a conventional car. To tackle this problem the Field Oriented Control (FOC) algorithm is used in combination with control techniques in discrete state, at first, and afterwards with predictive adaptive control. In the first part where FOC with discrete Proportional Integral Derivative (PID) controllers are studied, the objective was to achieve robust control capable of driving the motor in a reliable way in presence of any disturbance. Related to the part where Adaptive Predictive control is tried, approaching or even enhancing the behavior of the motor controlled with discrete PID’s has been the main objective. Unfortunately the final test with the real system was not possible due to reasons that will be explained in more detail within the thesis. For the development of the whole work, all necessary system components were provided by the FH JOANNEUM. These go from a simple Hall Effect current sensor to a sophisticated Rapid Control Prototyping Unit called MicroAutoBox acting as the CPU or “brain” of the application