Implementação do Estimador de Velocidade Proposto

Para a obtenção dos resultados experimentais, foi utilizada a mesma plataforma de acionamento utilizada no Capítulo anterior. Detalhes a respeito dessa plataforma utilizada podem ser encontrados em Costa et alli [ 25 ].

A Figura IV. 14 mostra o sinal de referência e a saída do modelo de referência para o primeiro teste experimental do servo de velocidade proposto. Nesse teste o sistema é iniciado com 0 rad/s de referência, quando a velocidade de referência é aumenta até 60 rad/s. Após 10 s, a velocidade de referência é reduzida até -30 rad/s. Nesse teste é possível avaliar o comportamento do servo de velocidade em inversão do sinal de referência. A Figura IV. 15 mostra a velocidade estimada e a velocidade medida para esta referência. Note que o sinal estimado acompanha o sinal medido durante toda a faixa, inclusive durante a transição de velocidade. Entretanto, note que há um pouco de oscilação na estimativa da velocidade em baixas velocidades.

Figura IV. 14 – Sinal de Referência usado em primeiro teste experimental

ωRM

Figura IV. 15 – Velocidade estimada (sólido) e a velocidade medida (pontilhada) em primeiro teste experimental

Figura IV. 16 – Sinal de Referência usado em segundo teste experimental

ωRf

ωR

ωRM

Figura IV. 17 – Velocidade estimada (sólido) e a velocidade medida (pontilhada) em segundo teste experimental Já a Figura IV. 17 mostra a resposta do servo proposto para a referência mostrada na Figura IV. 16. O sistema é iniciado operando a 0 rad/s, quando, a partir de 4s, a referência começa a crescer até 60 rad/s. Após 10 s, a referência de velocidade é reduzida até zero, e após 8 s ela é elevada até 30 rad/s. Neste teste é possível avaliar o comportamento do servo durante zero de velocidade. A Figura IV. 17 apresenta a velocidade medida e estimada para este caso. Note que as velocidades atuais e estimadas encontram-se bem próximas, inclusive em zero de velocidade. Isso mostra a o bom desempenho deste controlador em condições de velocidade nula. Entretanto, na faixa de 4 a 10 rad/s é possível verificar um pouco de oscilação na velocidade estimada. Essa é a faixa em que ocorre a atuação da modificação sigma.

Para avaliar o comportamento do servo em saltos de referência, um terceiro teste foi realizado. Nesse caso a taxa de variação do sinal de referência não foi limitada. A Figura IV. 18 mostra saída do modelo de referência para este caso. Foram dados saltos de 10 rad/s de 30 rad/s e de 60 rad/s. A Figura IV. 19 mostra a estimativa da velocidade e a velocidade medida na máquina. Note que os sinais de velocidade seguem o sinal de saída do modelo de referência, mesmo quando o salto de velocidade é de 0-60 rad/s.

ωRf

Figura IV. 18 – Sinal de referência usado em terceiro teste experimental

Figura IV. 19 – Velocidade estimada (sólido) e a velocidade medida (pontilhada) em terceiro teste experimental

ωRf

ωR

IV.8. Sumário

Neste Capítulo é proposto um servo encoderless de velocidade aplicado a motores de indução, capaz de acioná-los mesmo em condições de velocidade baixa e nula. Na seção IV.1 apresentou-se uma estrutura geral do controlador proposto. Na seção IV.2 foi apresentada estrutura do controlador RMRAC, que é utilizado para obter o controlador MMRAC, apresentado na seção IV.3. Como pode ser visto nesta seção este controlador é obtido utilizando o RMRAC junto com uma modificação sigma. Essa modificação possibilita o uso do estimador de velocidade, apresentado no Capítulo III, em toda a faixa de velocidade. A seção IV.4 apresenta o algoritmo usado para a identificação dos parâmetros do controlador, que visa atualizar os parâmetros do controlador em tempo real e obter um sistema de controle estável. A análise da estabilidade desse controlador foi também apresentada na seção IV.5 item. Através dessa análise, foi verificado que, mesmo quando µ ≠ 0, é possível provar que o erro é pequeno na média, na ordem de grandeza do valor µ, Lozano et alli [ 34 ]. Ainda, na ausência de dinâmica não modelada, o erro de rastreamento vai assintoticamente para zero.

A partir das equações apresentadas nesse Capítulo foi implementado um programa para a simulação da estratégia proposta e aplicada a um servomecanismo com motor de indução. Os resultados dessa simulação foram apresentados no item IV.6, mostrando o bom desempenho dessa estratégia para diferentes condições de velocidade. Neste item foram obtidos os parâmetros iniciais do controlador, possibilitando a implementação experimental em plataforma PC compatível do servo proposto. Os resultados obtidos nessa implementação são apresentados na seção IV.7 corroborando àqueles obtidos em simulação, mostrando bom desempenho em diferentes condições de velocidade. Apesar do bom desempenho obtido, os resultados apresentaram um pouco de oscilação no sinal ωRf , utilizado na realimentação da

lei de controle. Alternativas serão investigadas no próximo capítulo com o fim de reduzir ou eliminar essas oscilações.

Capítulo V

Estimador MRLS com

Controlador RMRAC

Aplicado a Servos sem

Encoder

No Capítulo IV foi apresentada uma lei de controle MMRAC para servos de velocidade encoderless aplicados a motores de indução. Esta lei de controle foi obtida a partir da aplicação de uma modificação sigma em um controlador RMRAC. Essa modificação possibilita o uso do estimador de velocidade apresentado no Capítulo III para toda a faixa de velocidade incluindo velocidades baixa e nula. Apesar do bom desempenho obtido, os resultados apresentaram um pouco de oscilação no sinal ω_Rf , utilizado na realimentação da lei de controle. Essas oscilações são decorrentes da transição entre o sinal estimado ω) e a _R saída do modelo de referência na equação (IV. 14).

Neste Capítulo, diferentemente do Capítulo IV, é proposta uma modificação sigma no estimador de velocidade RLS. Com esta modificação é obtido o estimador MRLS (Modified Recursive Least Square). Desse modo, é possível se garantir que a estimativa da velocidade não diverge, podendo ser utilizada pelo controlador RMRAC durante toda a faixa de velocidade.