"Progetto e sviluppo di un sistema di controllo model based e sensorless per un motore sincrono a magneti permanenti"

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.

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.