بهبود عملکرد دینامیک موتور جریان مستقیم با استفاده از کنترل کننده های هوشمند pi/pid در سیستم محرکه مترو

چالش¬های تحقیقاتی در صنعت حمل¬و¬نقل¬ریلی و بطورخاص در پدیده¬های مرتبط با دینامیک حرکت وسائط نقلیه ریلی واندرکنش قطارها با خطوط و سازه¬های ریلی بسیار گسترده و متعدد است. این پدیده¬ها بعنوان عمده¬ترین پدیده¬های دینامیکی تأثیر بسزایی در بروز حوادث و هزینه¬های سنگین بهره¬برداری در راه¬آهن دارد. از آنجا که وسائط نقلیه¬ریلی در ضمن حرکت خود تحت تأثیر نیروهای مقاوم مختلفی قرار می¬گیرند به بررسی و شبیه¬سازی نیروهای مقاوم پرداخته شده¬است. نیروی مقاوم به دو نوع 1- نیروی مقاوم اصلی 2- نیروی مقاوم فرعی تقسیم شده و معادلات آن¬ها¬ نیز بیان گردیده است. نیروی مقاوم هوا یکی از مهمترین نیروی مقاوم اصلی و نیروی مقاوم قوس و فراز بعنوان نیروی مقاوم فرعی با یک فرض در سرعت اعمالی به قطار، شبیه¬سازی و متعاقب با آن¬ها گشتاور اعمالی به تراکشن موتور قطار رسم شده است. بنابراین محقق با شناخت کامل از رفتار دینامیکی می¬تواند روش کنترل مناسبی برای تراکش موتور قطار اعمال نماید. عمده ترین تأثیر تغییرات دینامیکی سیستم های ریلی برقی بر روی سیستم محرکه آن است. سیستم محرکه وسائط نقلیه الکتریکی شامل موتورهای تراکشن و سیستم های کنترلی آن است. کنترل¬کننده¬های pid بدلیل سادگی در طراحی و پیاده¬سازی، در صنعت رایج بوده و با وجود تغییرات در پارامترهای موتور و شرایط کاری مختلف، برای کنترل موتورهایdc استفاده شده است. موتورها زمانی که در کاربردهای کششی مورد استفاده قرار می¬گیرند در سرعتها و گشتاورهای مختلف عمل می¬کنند، و در واقع این کاربرد جز کاربردهای با بار متغیر برای ماشینهای الکتریکی به شمار می¬آید به همین خاطر در این پایان¬نامه پاسخ پله سرعت و جریان موتور در نقاط مختلف کاری شبیه¬سازی شده است. دلیل این امر تغییر شرایط شتابگیری، شرایط شیب جاده و تغییر شرایط محیطی است. برای فائق آمدن بر این مشکلات و حفظ ساختار کنترلکنندههای pid از روشهای هوشمند که روشی سریع و قدرتمند در بهینهسازی محسوب می¬شود و مبتنی بر هوش جمعی است، استفاده شده است. رفتار دینامیکی یک تراکشن با بکاربردن روش کنترلی مناسب بصورت بهینه درآمده است. بنابراین از روش هوشمند جدیدی تحت عنوان gabc برای طراحی کنترل¬کننده pid استفاده شده است و با روش¬های هوشمند دیگری از قبیل abcو pso مقایسه شده که نشان از برتری الگوریتم پیشنهادی نسبت به دو الگوریتم دیگر دارد. در این پایان¬نامه برای کنترل درایو dc از یک چاپر دوربعی با سوئیچینگ مدولاسیون پهنای پالس استفاده شده است. در این بخش از شبیه¬سازی هر دو کنترل¬کننده سرعت و جریان باهمدیگر شبیه¬سازی شده و پاسخ ها شامل سرعت مرجع بهمراه سرعت خروجی، ولتاژ آرمیچر، پالس pwm، گشتاور بار و غیره در محیط متلب شبیه سازی شده هستند.