شبیه‌سازی کنترل برداری بلادرنگ PMSM (FOC) با Simulink

آنچه یاد خواهید گرفت:

• طراحی و پیاده‌سازی کنترلرهای PI بلادرنگ برای حلقه‌های جریان و سرعت PMSM با استفاده از Simulink
• ساخت و اعتبارسنجی سیستم‌های کامل کنترل میدان‌محور (FOC) برای کاربردهای EV و رباتیک
• تبدیل معادلات کنترل PMSM به منطق آماده‌ سخت‌افزار برای DSP و HIL و استقرار روی سیستم‌های تعبیه‌ شده
• اعمال تکنیک‌های کنترل برداری برای تنظیم گشتاور، سرعت و موقعیت در درایوهای EV و رباتیک
• پیاده‌سازی منطق PI تعبیه‌ شده با anti-windup و کنترلرهای گسسته‌ برای استقرار آماده‌ شبیه‌سازی
• تبدیل معادلات کنترل به کد بلادرنگ با استفاده از بلوک‌های تابع تعبیه‌ شده در Simulink
• کسب اطمینان برای پروژه‌های صنعتی از طریق گردش‌کارهای شبیه‌سازی مورد استفاده در آزمایشگاه‌های خودرویی و کنترل servo
• آشنایی با بروزرسانی‌های جدید در روش‌های HIL، منطق کنترل آماده‌ سخت‌افزار و کاربردهای واقعی در EVs، رباتیک و درایوهای قدرت

پیش‌نیازهای دوره

• آشنایی پایه با ماشین‌های الکتریکی و مهندسی کنترل توصیه می‌شود.
• آشنایی با MATLAB و Simulink به دنبال‌ کردن شبیه‌سازی‌ها و تمرین‌های مدل‌سازی کمک می‌کند.
• داشتن مقداری پیشینه در الکترونیک قدرت (اینورترها و PWM) مفید است، اما الزامی نیست.
• آشنایی با استنتاج‌های ریاضی مفید است، هرچند برای حفظ تمرکز بر شبیه‌سازی و طراحی بلادرنگ، مراحل تکراری جبر حذف شده‌اند.
• این دوره برای دانشجویان سال‌های بالاتر، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و حرفه‌ای‌ها طراحی شده است نه برای مبتدیان کامل

توضیحات دوره

نکته مهم برای دانشجویان

این دوره درباره‌ کنترل میدان‌محور (FOC) ماشین‌های سنکرون آهنربای دائم (PMSM) برای یادگیرندگانی طراحی شده که در مهندسی کنترل یا درایوهای الکتریکی پایه دارند. این دوره برای مبتدیان کامل مناسب نیست.

ما همچنان معادلات را استخراج می‌کنیم، مدل‌ها را می‌سازیم و کنترلرها را گام‌به‌گام طراحی می‌کنیم. با این حال، همه‌ مراحل جبری را مانند یک کتاب درسی به‌ صورت کامل نمی‌نویسیم. در عوض، برخی مراحل میانی عمداً برای شما باقی گذاشته می‌شوند تا خودتان به‌ صورت فعال یاد بگیرید چگونه ماشین‌ها را مدل‌سازی کرده و کنترلرها را طراحی کنید.

سپس هر نتیجه‌ کلیدی مستقیماً به پیاده‌سازی‌های Simulink متصل می‌شود و نشان می‌دهد مهندسان کنترل چگونه سیستم‌های درایو واقعی را طراحی می‌کنند. اگر تازه با کنترل موتور آشنا شده‌اید، این دوره ممکن است چالش‌برانگیز به نظر برسد. اما اگر از قبل در سیستم‌های کنترل یا الکترونیک قدرت پیش‌زمینه دارید، این دوره به شما کمک می‌کند مهارت‌های خود را به سطح بالاتری ببرید.

تنها دوره‌ PMSM FOC که مهندسان در عمل از آن استفاده می‌کنند.

بیشتر دوره‌ها بلوک‌های Simulink را توضیح می‌دهند، بدون اینکه نشان دهند سیستم‌های کنترل واقعی چگونه طراحی می‌شوند. این دوره متفاوت است شما یاد می‌گیرید معماری را از پایه، همان‌طور که مهندسان در آزمایشگاه‌های R&D انجام می‌دهند طراحی کنید.

از تئوری تا تسلط بلادرنگ

این دوره برای یادگیرندگان منفعل نیست. این دوره برای مهندسان کنترل آینده، توسعه‌دهندگان EV و متخصصان رباتیک است که می‌خواهند سیستم‌های PMSM FOC را مدل‌سازی، طراحی و پیاده‌سازی کنند نه فقط نمودارها را ببینند.

شما فقط یاد نمی‌گیرید FOC چیست بلکه آن را می‌سازید، تنظیم می‌کنید و تحت محدودیت‌های بلادرنگ شبیه‌سازی می‌کنید.

آنچه ساخته و درک خواهید کرد:

گام‌به‌گام، همان گردش‌کاری را دنبال می‌کنید که در صنعت و پژوهش استفاده می‌شود:

• مدل‌سازی ماشین‌های PMSM در چارچوب‌های α–β و d–q با استفاده از اصول ریاضی
• طراحی کنترلرهای PI/PID برای حلقه‌های گشتاور، سرعت و جریان
• پیاده‌سازی تکنیک‌های PWM و SVPWM برای درایوهای تغذیه‌ شده از اینورتر
• ساخت تبدیل‌های Park و Clarke خودتان در Simulink
• افزودن منطق anti-windup و کنترلرهای PI تعبیه‌ شده با توابع MATLAB
• شبیه‌سازی و اعتبارسنجی معماری‌های کامل FOC در Simulink

این یک دوره‌ «درگ و دراپ» نیست. این یک دوره‌ سازنده‌محور است جایی که شما سیستم را طراحی می‌کنید، ریاضیات را می‌فهمید و آن را در EVs، رباتیک و کاربردهای صنعتی درایو به کار می‌گیرید.

آنچه این دوره را متفاوت می‌کند؟

بیشتر دوره‌ها در شبیه‌سازی متوقف می‌شوند. این دوره فراتر می‌رود:

• منطق PI را با استفاده از توابع MATLAB تعبیه‌ کنید.
• با محدودیت‌های بلادرنگ کنار بیایید.
• پاسخ سیستم را به‌ صورت مشابه سخت‌افزار شبیه‌سازی کنید.

همه‌ این‌ها در فقط چند ساعت یادگیری متمرکز فشرده شده است و شما را از هفته‌ها پژوهش و صدها صفحه کتاب درسی بی‌نیاز می‌کند.

این دوره برای شماست اگر:

• می‌خواهید بسازید، نه فقط تماشا کنید.
• مبانی نظریه‌ کنترل را می‌دانید و می‌خواهید آنها را در شبیه‌سازی به کار ببرید.
• برای مسیر شغلی در EV، رباتیک یا R&D کنترل موتور آماده می‌شوید.
• با ریاضیات آشنا هستید، چون کنترل واقعی موتور بر پایه‌ ریاضیات ساخته می‌شود.

آنچه داخل دوره است؟

• 23 درس کوتاه و پربازده (در مجموع حدود 3 ساعت همراه با بروزرسانی‌های مداوم)
• پیاده‌سازی کامل Simulink برای PMSM FOC
• آموزش تابع MATLAB تعبیه‌ شده با منطق PI ضد windup
• فایل‌های Simulink آماده‌ استفاده
• بروزرسانی‌های واقعی و آینده درباره‌ hardware-in-the-loop (HIL) و یکپارچه‌سازی سخت‌افزار

نتیجه‌گیری

این دوره فراتر از توضیحات سطحی می‌رود. شما دقیقاً همان گردش‌کاری‌ را یاد می‌گیرید که مهندسان برای طراحی، شبیه‌سازی و پیاده‌سازی سیستم‌های کنترل PMSM استفاده می‌کنند.

همین امروز تسلط به سیستم‌های کنترل PMSM FOC را آغاز کنید. از اصول ریاضی تا پیاده‌سازی تعبیه‌ شده بلادرنگ

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• دانشجویان مهندسی برق، مکاترونیک، مکانیک یا هوافضا که آماده‌ هستند از تئوری فراتر بروند و وارد کنترل واقعی PMSM شوند.
• حرفه‌ای‌های حوزه‌ سیستم‌های کنترل، قوای محرکه‌ EV یا اتوماسیون که می‌خواهند معماری‌های FOC آماده‌ سخت‌افزار را شبیه‌سازی و پیاده‌سازی کنند.
• پژوهشگران و یادگیرندگانی که می‌خواهند شکاف بین معادلات کتابی و طراحی کنترل تعبیه‌ شده و بلادرنگ را پر کنند.
• به‌ ویژه افرادی که روی خودروهای برقی، رباتیک، درایوهای سروو و کاربردهای کنترل موتور تعبیه‌ شده کار می‌کنند.
• مناسب مبتدیان کامل نیست. این دوره برای دانشجویان سال‌های بالاتر، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و مهندسان شاغلی طراحی شده که می‌خواهند سیستم‌های کنترل واقعی را بسازند و تست کنند، نه فقط نمودارهای بلوکی را تماشا کنند.