"Design and development of a model based and sensorless control system for a
permanent magnet synchronous motor"
Gli elettrodomestici come le lavastoviglie impiegano tecniche di controllo tradizionali
e diffuse, come regolatori PID o PI. Lo scopo di questa tesi è fornire una tecnica
di controllo alternativa che dimostri uguale o superiore efficienza rispetto a quelle
presenti sul mercato. Si propone dunque la progettazione di un controllo sensorless e
model based di un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM), attraverso lo
Sliding Mode Control (SMC): una tecnica di controllo non lineare, nota per la sua
robustezza e quantomeno teorica invarianza rispetto alle incertezze del sistema. Per
verificare le qualità dello SMC, sono stati progettati un regolatore di velocità e due
regolatori di corrente da sostituire ai PI presenti all’interno del simulatore Whirlpool.
L’azienda ha infatti fornito un progetto MATLAB/Simulink in grado di simulare il
processo e il suo comportamento dipendentemente dall’azione di controllo applicata.
I risultati grafici ottenuti dimostrano che lo SMC è in grado di mettere in atto
un’azione di controllo efficace e che garantisce performance apprezzabili, eccellente
prontezza e accurato inseguimento dei riferimenti da parte dei segnali reali. Inoltre
i valori di Integral Absolute Error (IAE) e Mean Squared Error (MSE) calcolati,
dimostrano la robustezza della tecnica di controllo oggetto di studio. I risultati della
tesi provano l’applicabilità di tale tecnica di controllo su un sistema reale.
Modern home appliances such as dishwashers employ traditional and popular
control techniques, such as PID or PI controllers. This thesis aims to provide an
alternative control technique that demonstrates equal or superior efficiency compared
to those on the market. A possible solution to this problem is the design of a sensorless
and model-based control of a permanent magnet synchronous motor (PMSM),
through the Sliding Mode Control (SMC): a non-linear control technique, known
for its robustness and at least theoretical uncertainties invariance. To verify the
quality of the SMC, a speed regulator and two current regulators were designed to
replace the PI regulators pre-inserted inside the Whirlpool simulator. The company
has in fact provided a MATLAB/Simulink project capable of simulating the process
and its behavior depending on the control action applied. The graphical results
obtained demonstrate that the SMC can realize an effective control action and that
it guarantees appreciable performance, excellent readiness and accurate tracking of
the references by the real signals. Furthermore, the calculated values of Integral
Absolute Error (IAE) and Mean Square Error (MSE) demonstrate the robustness of
the control technique under study. The results of the thesis prove the applicability
of this control technique to a real system.