Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Robust Algorithms for Control of Permanent Magnet Servo Drives.
KTH, School of Computer Science and Communication (CSC).
2011 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

A modern industrial robot is simply a collection of arms interconnected with joints that can be set into movement with electrical motors. Usually permanent magnet synchronism motors (PMSM) connected to a gearbox form the muscle of the robot. To control the motion of the motor, several typical position/speed PI/PID control systems are used in which feedback from the position of the motor is used in a closed loop. Normally, the output of the position/speed control loop is sent to the current controller loop, which is responsible to provide correct three-phase current to the poles of the motor so that it can output the necessary torque to the gear. Instead of the conventional current loop, this paper introduces the Direct Torque Control (DTC) method, which is never used in the industrial robot in ABB Shanghai, the aim of the project is to build a valid DTC system in Simulink, providing data that could be used in the further research work. In this paper, two different methods (DH model and inverse dynamic) are presented to build the dynamic model for a three link manipulator first. The real physical data are confidential, so α, β will be used in stead of real data while derivation and the final matrix will be presented in the same way. Then different methods including linear and nonlinear ones are studied and compared, the H infinity method which is much more advanced according to the research done by other scientist, but the high requirements on hardware devices are too high to be realized, then the typical PI method is chosen and implemented. And then a basic DTC method and an improved DTC method will be introduced and implemented in Simulink. The basic DTC method is based on the fact that the increase of torque is proportional to the increase of the angle δ. In that case to obtain the maximum change in actual torque the amplitude of the stator flux linkage should be kept constant with its rotating speed be controlled as fast as possible. However, which the switching table used, the robustness of the basic system is poor. An improved method, which is using Space Vector Modulation (SVM) to compensate error between the reference flux linkage values and the estimated ones, is proved to be more efficiency.

Abstract [sv]

En modern industrirobot är helt enkelt en samling av armar sammankopplade med leder som kan sättas i rörelse med elektriska motorer. Vanligtvis en synkronmotor med permanentmagneter (PMSM) kopplad till en växellåda utgör muskeln i roboten. För att styra rörelse av motorns position och hastighet används typiskt PI/PID-reglering, i vilken feedback från position återkopplas. Normalt skickas utdata av position/hastighet till strömregulatorns slinga, som är ansvarig för att ge korrekt trefasström till motors poler, så att den kan avge den nödvändiga vridmomentet till växeln. Istället för den konventionella strömslingan införs i detta examensarbete en Direct Torque Control (DTC)-metod, som aldrig används i industriella robotar på ABB Shanghai. Syftet med projektet är att bygga en giltig modell av DTC-systemet i Simulink med uppgifter som kan användas i det fortsatta forskningsarbetet. I detta papper presenteras två olika metoder (DH-modellen och invers dynamisk) för att bygga den dynamiska modellen för tre-länk roboten först. Den verklig fysikaliska datan är sekretessbelagd, så α, β kommer att används i stället för verklig data, samtidigt som härledning samt den slutliga matrisen kommer att presenteras på samma sätt. Olika metoder, inklusive linjära samt ickelinjära, studeras samt jämförs. H-infinity metoden är mycket mer avancerad enligt den forskning som gjorts, men de höga krav på hårdvara gör att den inte är användbar i praktiken, så en typisk PI-metod används istället. En grundläggande DTC-metod samt en förbättrad DTC-metod kommer att implementeras i Simulink. Den grundläggande DTC-metoden är baserad på det faktum att ökningen av vridmomentet är proportionell mot ökningen av vinkeln δ. I detta fall så uppnås maximal förändring i amplituden av vridmoment på statorflödet genom att kopplingen hålls konstant medan dess rotationshastighet kontrolleras så fort som möjligt. Dock där växlingstabellen använts är robusthet av det grundläggande systemet illa. En förbättrad metod använder Space Vector Modulation (SVM) för att kompensera fel mellan referensvärden och de beräknade värden för länkflödeskopplingen, och kan bevisas vara av högre effektivitet.

Place, publisher, year, edition, pages
2011.
Series
Trita-CSC-E, ISSN 1653-5715 ; 2011:003
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-130693OAI: oai:DiVA.org:kth-130693DiVA: diva2:654140
Educational program
Master of Science - Scientific Computing
Uppsok
Physics, Chemistry, Mathematics
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-10-07 Created: 2013-10-07

Open Access in DiVA

No full text

Other links

http://www.nada.kth.se/utbildning/grukth/exjobb/rapportlistor/2011/rapporter11/gao_yuan_11003.pdf
By organisation
School of Computer Science and Communication (CSC)
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 120 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf