جمعیت انسان ها روی کره ی زمین همواره رو به رشد بوده است. که این امر نیاز روزافزون به انرژی، به خصوص بعد از انقلاب صنعتی را نشان می دهد. انرژی مورد نیاز عموما از طریق سوزاندن مواد مختلف مانند مواد نفتی، زغال سنگ و گاز طبیعی (شکل1-1) تامین می شود که این منابع انرژی، منابعی تجدید ناپذیر می باشند. براساس سرعت رشد جمعیت جهان که در شکل1- 2 نشان داده شده است تخمین زده می شود که ذخایر سوخت های فسیلی 40 تا 100 سال دیگر به اتمام برسد. این تخمین بر اساس اعلام سازمان ملی مواد نفتی در صورتی درست می باشد که سالانه 2/1 تریلیون بشکه از سوخت های فسیلی برداشت شود. ولی با توسعه ی لوگاریتمی جمعیت در کشورهای در حال توسعه این تخمین تغییر خواهد کرد و سرعت اتمام این منابع بیشتر خواهد شد. باتوجه به شرایط لازم برای تشکیل نفت خام و اینکه مناطق خاصی از جهان از این منابع بهره مند بوده و اکثر این منابع کشف شده اند بنابراین ممکن است کشف میدان های جدید نفتی بسیار بعید به نظر برسد. از طرف دیگر میدان های نفتی که در سال های اخیر کشف شده اند دارای ذخایر اندکی بوده و %33 از نفت خام در میادینی است که استخراج آن ها در حال حاضر مقرون به صرفه نمی باشد. از این رو دست یابی به منابع جدید و تمیز انرژی بسیار حائز اهمیت شده و گستره ی وسیعی از تحقیقات علمی را به خود اختصاص داده است ]1[.

موتورهای جریان مستقیم و القایی برای مدت زیادی نیاز صنایع به موتورهای الکتریکی را برطرف کرده اند. به دلیل بازده پایین این ماشین ها، میزان تلفات الکتریکی در این بخش زیاد بوده است. امروزه با توجه به افزایش تقاضای انرژی و کاهش قیمت مواد مغناطیس دایم، موتورهای سنکرون مغناطیس دایم بیش از پیش مورد توجه قرارگرفته اند. این ماشین ها دارای مزایای فراوانی از جمله قابلیت اطمینان بالا، بازده بالا، نسبت گشتاور به حجم بیشتر و نیاز به نگهداری کمتر نسبت به موتورهای القایی و جریان مستقیم، هستند در این پایان نامه به کنترل بدون حسگر موتور سنکرون مغناطیس دایم داخلی با استفاده از کنترل کننده های فازی و مد لغزشی وفقی پرداخته شده است. روش کنترلی استفاده شده برای این کار، تکنیک کنترل برداری است. روش کنترل برداری به دو دسته کنترل میدان گرا و کنترل مستقیم گشتاور تقسیم می شود که در این پایان نامه از روش کنترل میدان گرا بهره برده خواهد شد. روش کنترل میدان گرا در مقایسه با روش های دیگر دقیق تر بوده، ریپل گشتاور و شار در آن کمتر است. همچنین عملکرد این روش در سرعت های پایین نسبت به روش های دیگر مطلوب تر است. سختی روش کنترل برداری این است که به صورت پیوسته و دقیق به اطلاعات موقعیت و سرعت روتور نیازمند است. به صورت معمول برای فراهم کردن سیگنال موقعیت و سرعت از حسگرها استفاده می شود. ولی وجود حسگرها نه تنها موجب افزایش قیمت، حجم و پیچیدگی سیستم می شود بلکه قابلیت اطمینان آن را کاهش می دهد؛ بنابراین در این پایان نامه برای غلبه بر این مشکلات به جای حسگر از مشاهده گر موقعیت برای تخمین موقعیت روتور استفاده شده است. همچنین برای تخمین سرعت از روی سیگنال موقعیت از مشاهده گر انتگرالی-فیدبکی استفاده شده است. از آنجایی که سیستم های درایو کنترل بدون حسگر برای تعیین موقعیت و سرعت روتور از پارامتر های موتور بهره می برند، به شدت به تغییرات پارامترهای موتور و نوسانات گشتاور بار حساس هستند. از این رو در این پایان نامه از دو کنترل کننده فازی و مد لغزشی وفقی که در برابر تغییر پارامترهای موتور و نوسانات گشتاور بار مقاوم هستند، برای کنترل سرعت موتور بهره برده شده و عملکرد آن ها باهم مقایسه می شود. هنگام مقایسه عملکرد کنترل کننده های سرعت، سیگنال موقعیت روتور توسط مشاهده گر غیرخطی فراهم شده است. به منظور بررسی عملکرد مشاهده گر غیرخطی، کارکرد آن با عملکرد یک مشاهده گر مد لغزشی وفقی مقایسه می شود. در نهایت نتایج شبیه سازی ارائه گردیده است و مشاهده می شود نه تنها با حذف حسگر موقعیت، هزینه و حجم سیستم کاهش پیدا کرده است بلکه سیستم از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است.