Zastosowanie sztucznej sieci neuronowej do regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego w układzie sterowania typu IFOC

Podobne dokumenty
STEROWANIE PRACĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO W ASPEKCIE BEZCZUJNIKOWEJ REGULACJI PRĘDKOŚCI KĄTOWEJ ZA POMOCĄ SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH

KONCEPCJA NEURONOWEGO DETEKTORA USZKODZEŃ CZUJNIKA PRĘDKOŚCI DLA UKŁADÓW NAPĘDOWYCH Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM STEROWANYCH METODĄ POLOWO ZORIENTOWANĄ

ANALIZA PRACY SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO W ASPEKCIE STEROWANIA WEKTOROWEGO

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

Silnik indukcyjny - historia

Cel zajęć: Program zajęć:

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

STEROWANIE UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM W ZASTOSOWANIACH TRAKCYJNYCH

Problemy optymalizacji układów napędowych w automatyce i robotyce

KOGENERACJA (CHP), SZANSA ROZWOJU ELEKTROWNI PROSUMENCKICH

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

Sztuczna Inteligencja Tematy projektów Sieci Neuronowe

ANALIZA WYBRANYCH DETEKTORÓW USZKODZEŃ CZUJNIKA PRĘDKOŚCI KĄTOWEJ W NAPĘDACH Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

Automatyka i Regulacja Automatyczna Laboratorium Zagadnienia Seria II

ANALIZA WRAŻLIWOŚCI WYBRANYCH ESTYMATORÓW ZMIENNYCH STANU NA BŁĘDNĄ IDENTYFIKACJĘ PARAMETRÓW SCHEMATU ZASTĘPCZEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

WPŁYW SPOSOBU ADAPTACJI PRĘDKOŚCI KĄTOWEJ W ESTYMATORZE MRAS NA WŁAŚCIWOŚCI BEZCZUJNIKO- WEGO UKŁADU WEKTOROWEGO STEROWANIA SILNIKA INDUKCYJNEGO

Tematyka prac doktorskich 1. Bezczujnikowe sterowanie oraz estymacja parametrów maszyn wielofazowych zasilanych przekształtnikowo

ZAGADNIENIA STANÓW DYNAMICZNYCH TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH W WYBRANYCH NIESYMETRYCZNYCH UKŁADACH POŁĄCZEŃ

ELEKTROWNIA WIATROWA Z MASZYNĄ DWUSTRONNIE ZASILANĄ BADANIA SYMULACYJNE

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

ZASTOSOWANIE MODELI ADALINE W STRUKTURZE STEROWANIA PRĘDKOŚCIĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO

PL B1. Sposób regulacji prądu silnika asynchronicznego w układzie bez czujnika prędkości obrotowej. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

LABORATORIUM Z AUTOMATYKI NAPĘDU

Zmiana punktu pracy wentylatorów dużej mocy z regulowaną prędkością obrotową w obiektach wytwarzających energię cieplną lub elektryczną

Bezpośrednie sterowanie momentem silnika indukcyjnego zasilanego z 3-poziomowego. przekształtnika MSI z kondensatorami o zmiennym potencjale

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

HAŁASU Z UWZGLĘDNIENIEM ZJAWISK O CHARAKTERZE NIELINIOWYM

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

ZASTOSOWANIE SIECI NEURONOWYCH W BEZCZUJNIKOWYM UKŁADZIE NAPĘDOWYM Z POŁĄCZENIEM SPRĘŻYSTYM

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 20/10. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL WUP 05/15. rzecz. pat.

WPŁYW ADDYTYWNYCH ZAKŁÓCEŃ TYPU SINUSOIDALNEGO SYGNAŁÓW WEJŚCIOWYCH REGULATORÓW PI W UKŁADZIE FOC Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM NA PRĘDKOŚĆ OBROTOWĄ

BADANIE SYMULACYJNE JEDNOFAZOWEJ PRZERWY W ZASILANIU ORAZ PONOWNEGO ZAŁĄCZENIA NAPIĘCIA ZASILANIA NA DYNAMIKĘ SILNIKA INDUKCYJNEGO

ANALIZA WPŁYWU USZKODZEŃ CZUJNIKÓW PRĄDU STOJANA NA PRACĘ WEKTOROWEGO UKŁADU NAPĘDOWEGO KONCEPCJA UKŁADU ODPORNEGO

Badania maszyny reluktancyjnej przełączalnej, przeznaczonej do napędu lekkiego pojazdu elektrycznego

BADANIA SYMULACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH PRZEZNACZONYCH DO NAPĘDU WYSOKOOBROTOWEGO

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

Ćwiczenie EA1 Silniki wykonawcze prądu stałego

Analiza układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z uszkodzonymi prętami klatki wirnika

Automatyka i sterowania

Wstęp do teorii sztucznej inteligencji Wykład III. Modele sieci neuronowych.

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Wydział EAIiE Katedra Maszyn Elektrycznych Publikacje 2009

Instytut Politechniczny Zakład Elektrotechniki i Elektroniki

Laboratorium Elektromechaniczne Systemy Napędowe BADANIE AUTONOMICZNEGO GENERATORA INDUKCYJNEGO

Najprostsze modele sieci z rekurencją. sieci Hopfielda; sieci uczone regułą Hebba; sieć Hamminga;

UKŁAD HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO DO BADANIA NAPĘDÓW

Bezczujnikowe sterowanie SPMSM

PL B1. Sposób regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego zasilanego z falownika napięcia z filtrem silnikowym

MASZYNY INDUKCYJNE SPECJALNE

Algorytm wstecznej propagacji błędów dla sieci RBF Michał Bereta

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Układ regulacji ze sprzężeniem zwrotnym: - układ regulacji kaskadowej - układ regulacji stosunku

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

dr inż. WIKTOR HUDY dr hab. inż. KAZIMIERZ JARACZ Uniwersytet Pedagogiczny im. KEN w Krakowie Instytut Techniki

Badanie wpływu zakłóceń sygnałów wejściowych regulatorów typu PI w układzie sterowania polowo-zorientowanego z silnikiem indukcyjnym

d J m m dt model maszyny prądu stałego

Obiekt. Obiekt sterowania obiekt, który realizuje proces (zaplanowany).

przedmiot kierunkowy obowiązkowy polski semestr I

Wysokowydajne falowniki wektorowe Micno KE300.

Dr hab. inż. Jan Staszak. kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) nieobowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski III

Zasilanie silnika indukcyjnego poprzez układ antyrównoległy

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki niestacjonarne

Struktury sterowania dwusilnikowych pojazdów elektrycznych

WYBRANE PROBLEMY DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH Z FALOWNIKAMI NAPIĘCIA

Wybrane problemy diagnostyki układów napędowych z falownikami napięcia

BADANIA MOCY W MODELU ELEKTROWNI WIATROWEJ Z GENERATOREM ASYNCHRONICZNYM DWUSTRONNIE ZASILANYM

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

ZASTOSOWANIE SIECI NEURONOWYCH DO ESTYMACJI PRĘDKOŚCI NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

dr hab. inż. Krystyna Macek-Kamińska, profesor PO

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Napęd elektryczny Electric Drives 2012/2013. Elektrotechnika I stopień Ogólnoakademicki stacjonarne

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

POZNAN UNIVE RSITY OF TE CHNOLOGY ACADE MIC JOURNALS No 72 Electrical Engineering 2012

Silniki indukcyjne. Ze względu na budowę wirnika maszyny indukcyjne dzieli się na: -Maszyny indukcyjne pierścieniowe. -Maszyny indukcyjne klatkowe.

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Podstawy Sztucznej Inteligencji (PSZT)

OBLICZENIA POLOWE SILNIKA PRZEŁĄCZALNEGO RELUKTANCYJNEGO (SRM) W CELU JEGO OPTYMALIZACJI

przedmiot kierunkowy obowiązkowy polski semestr VII

Matematyczne modele mikrosilników elektrycznych - silniki prądu stałego

Serwomechanizmy sterowanie

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

Uczenie sieci typu MLP

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

Ćwiczenie 3 Falownik

UKŁADY NAPĘDOWE Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI STEROWANE METODAMI WEKTOROWYMI DFOC ORAZ DTC-SVM ODPORNE NA USZKODZENIA PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Załącznik nr Wybrane w pracy ustawienia modelu maszyny asynchronicznej w środowisku Matalab/Simulink karta Configuration...

ANALIZA WPŁYWU METODY ADAPTACJI REGULTAORA PRĘDKOŚCI NA WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNE NAPĘDU INDUKCYJNEGO

Maszyny i napęd elektryczny I Kod przedmiotu

Badanie silnika indukcyjnego jednofazowego i transformatora

Transkrypt:

Zastosowanie sztucznej sieci neuronowej do regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego w układzie sterowania typu IFOC Mariusz Krupa, Janusz Flasza 1. Wprowadzenie Elektryczne układy napędowe, składające się głównie z silników elektrycznych, układów zasilających, regulacyjnych oraz obciążających, takich jak np. pompy czy wentylatory, zużywają ok. 40 do 50% energii elektrycznej wyprodukowanej na potrzeby polskiego przemysłu [1, 2]. Jednym ze sposobów na poprawę efektywności energetycznej napędów przemysłowych jest optymalizacja napędów elektrycznych poprzez zastosowanie energooszczędnych silników oraz układów o zmiennej regulacji prędkości obrotowej. Współczesna teoria sterowania napędami elektrycznymi to wynik złożenia kilku dyscyplin nauki i techniki. Obejmuje ona nie tylko klasyczną teorię maszyn elektrycznych, ale teorię napędu elektrycznego, teorię sterowania, elektronikę przemysłową, jak również sztuczną inteligencję. Klasyczne rozwiązania układów sterowania czasami wymagają zaprzęgnięcia rozwiązań alternatywnych, jakimi są sieci neuronowe. Streszczenie: W artykule dokonano porównania wybranych metod sterowania pracą maszyny prądu przemiennego, tj. metody IFOC oraz DTC-SVM, w aspekcie bezczujnikowej regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy wykorzystaniu sztucznych sieci neuronowych. Celem niniejszej pracy jest ocena efektywności działania oraz zasadności stosowania sztucznych sieci neuronowych, przewidzianych do zadań (regulacyjnych) regulacji prędkości kątowej maszyny indukcyjnej w rozwiązaniach praktycznych. Szczególnie interesujące z punktu widzenia procesu regulacji dla przedstawionych metod sterowania są stabilność procesu, odporność na zakłócenia oraz zdolności adaptacyjne rozważanych struktur neuronowych. Słowa kluczowe: metody sterowania maszyną indukcyjną, sieć neuronowa, regulacja prędkości kątowej 2. Opis modelu symulacyjnego Przedstawiony w pracy model symulujący sterowanie prędkości kątowej ω m (rys. 1), stanowi zamknięty układ regulacyjny, opracowany w środowisku programu Matlab/Simulink. W układzie wykorzystano metodę sterowania według orientacji pola, znaną również jako sterowanie typu TRANSVECTOR [3]. Obiekt regulacji stanowi model prądowy trójfazowego silnika asynchronicznego (rys. 2) w układzie współrzędnych (x, y, 0) wirujących synchronicznie z wektorem strumienia wirnika w taki sposób, że Ψ R = Ψ Rx. W opracowanym modelu występują dwie składowe prądu stojana, tzn. składowa bierna, odpowiedzialna za sterowanie wielkością strumienia wirnika Ψ R oraz składowa czynna prądu stojana, której rolą jest sterowanie wielkością momentu elektromagnetycznego silnika m e. Należy przy tym podkreślić, że strumień wirnika Ψ R = const (w naszym przypadku Ψ R = 1). W modelu uwzględniono odpowiednie układy przetwarzania sygnałów, w tym również składowych typu x-y prądu stojana na postać zespoloną. Parametry przyjęte dla symulacji: czas symulacji: 60 [s]; krok symulacji stały: 1e-3; algorytm symulacyjny: ode 4 (Runge-Kutta). Wartości parametrów dla zastosowanego w modelu trójfazowego silnika asynchronicznego: 1/TN = 314 [1/s]; rs = 0,059; rr = 0,048; xs = xr = 1,92; COMPARISON OF METHODS FOR CONTROLLING THE OPERATION OF AC MACHINES IN TERMS OF ANGULAR VELOCITY SENSORLESS CONTROL OF INDUCTION MOTOR USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS Abstract: On the basis of the design for a new electric power system including wind-electric and solar power stations, coming into being at the Faculty of Electrical Engineering at Czestochowa University of Technology, the authors intend to present in some stages the possibility of using the existing renewable energy sources to the new opportunities for mini combined heat and power (CHP) plants. The resultant system will be responsible for data collection and analysis to focusing on cogeneration and implementation of the data in true applications. Keywords: induction machine control method, neural network, the angular speed xm = 1,82; xmrr/xr = xmrr/xr1 = 0,0455; rr/xr = 0,025; xm/xr = 0,9479; 1/TM = 1,16 [1/s].] 3. Opis zaprojektowanej struktury neuronowej Zaprojektowaną w modelu symulacyjnym sztuczną sieć neuronową, mającą zadania regulacyjne, stanowi struktura o jednokierunkowym przepływie danych, bez sprzężeń zwrotnych [4]. Wybraną spośród wielu strukturę neuronową otrzymano w wy- 132 Nr 9 Wrzesień 2013 r.

Rys. 1. Model symulacyjny układu napędowego z silnikiem asynchronicznym, dla którego zrealizowano sterowanie polowo zorientowane typu IFOC reklama Nr 9 Wrzesień 2013 r. 133

Rys. 2. Model prądowy trójfazowego silnika asynchronicznego Rys. 3. Przebieg procesu uczenia dla wybranej struktury neuronowej Rys. 4. Odpowiedź sieci neuronowej na wyjściu, odwzorowanie przebiegu m e = f(t) niku żmudnego procesu uczenia, przy założeniu właściwych parametrów treningu oraz 326 pełnych cykli iteracji (epok), rys. 3. W procesie uczenia przyjęto algorytm Levenberga-Marquardta (L-M), należący do grupy metod gradientowych, wykorzystujący własności wstecznej propagacji błędu. Do głównych zalet algorytmu L-M należy wysoka dynamika przeprowadzanego treningu dla wybranej struktury neuronowej oraz znikomy błąd odtwarzania funkcji celu, przedstawionej sieci jako zbiór wartości oczekiwanych na wyjściu. Opracowana sieć neuronowa posiada 4 neurony w warstwie wejściowej oraz 8 neuronów w I warstwie ukrytej i 2 neurony w II warstwie ukrytej. Na wyjściu sieci obserwowany jest przebieg momentu elektromagnetycznego m e = f (t), który stanowił w fazie uczenia zbiór wartości oczekiwanych (rys. 4). Jak widać na rysunku 4, zaprojektowana struktura neuronowa odtwarza oczekiwany przebieg momentu m e z błędem o znikomej, pomijalnej wartości, nieprzekraczającej 1%. Należy przy tym podkreślić, iż uwzględniony w modelu symulacyjnym regulator typu PI, stanowił na etapie uczenia sieci układ nauczyciela. 4. Charakterystyki symulacyjne W rezultacie symulacji przeprowadzonych dla przygotowanego modelu sterowania pracą silnika asynchronicznego otrzymano przebiegi momentu elektromagnetycznego maszyny m e = f (t). W celu uproszczenia procesu sterowania w zaprezentowanym modelu symulacyjnym pominięto dynamikę układu prze- 134 Nr 9 Wrzesień 2013 r.

Rys. 5. Przebieg momentu elektromagnetycznego m e = f(t) dla regulacji typu PI, przy ω mz Rys. 6. Przebieg momentu elektromagnetycznego m e = f(t) dla regulacji przy pomocy sieci neuronowej, dla ω mz = 95 rad/s, t = 60 sec. reklama Nr 9 Wrzesień 2013 r. 135

Rys. 7. Przebieg prędkości kątowej ω m = f(t) dla regulacji typu PI, przy ω mz Rys. 10. Przebieg całkowitego prądu stojana i s = f(t) dla regulacji neuronowej, przy ω mz Rys. 8. Przebieg prędkości kątowej ω m = f(t) dla regulacji neuronowej, przy ω mz Rys. 11. Przebieg strumienia wirnika dla maszyny Ψ r = f(t) dla regulacji typu PI, przy ω mz Rys. 9. Przebieg całkowitego prądu stojana i s = f(t) dla regulacji typu PI, przy ω mz [opr. wł] Rys. 12. Przebieg strumienia wirnika dla maszyny Ψ r = f(t) dla regulacji neuronowej, przy ω mz 136 Nr 9 Wrzesień 2013 r.

kształtnikowego, z czym związany jest charakter oraz kształt uzyskanych przebiegów przestawionych na rysunkach 5, 6. Jak wynika z zaprezentowanych przebiegów, opracowana sieć neuronowa dość dobrze poradziła sobie z odwzorowaniem funkcji m e = f (t), przedstawionej w procesie uczenia. Należy przy tym podkreślić, iż regulator typu PI stanowił dla sieci układ nauczyciela, który określił funkcję oczekiwaną na wyjściu w fazie treningu. Schodkowy charakter przebiegu momentu elektromagnetycznego, uzyskanego dla regulacji neuronowej, wynika z doboru kroku próbkowania, ustalonego dla modelu symulacyjnego w celu właściwej rejestracji zbiorów danych uczących dla sieci. Dla obydwu przedstawionych wykresów widać brak przeregulowania, który cechuje stabilne układy regulacji. W opracowanym modelu symulacyjnym zasadniczy problem rozważań stanowiła regulacja prędkości kątowej maszyny na wale ω m. W układzie zrealizowano metodę pośredniej regulacji prędkości, opartą na znanych zależnościach sterowania polowo zorientowanego typu IFOC, z uwzględnieniem modelu prądowego silnika indukcyjnego. W niniejszej pracy dokonano porównania jakości procesu regulacji prędkości kątowej ω m, przy pomocy konwencjonalnego regulatora typu PI oraz jednokierunkowej struktury neuronowej, bez sprzężeń zwrotnych (typu feedback), zaprojektowanej do tego celu w oparciu o dane uczące. Dla zadanej wartości prędkości kątowej na wale maszyny ω m otrzymano przebiegi czasowe przedstawione na rys. 7, 8. Jak widać z powyżej zaprezentowanych przebiegów, sieć neuronowa odwzorowuje zadaną prędkość kątową silnika w sposób łagodny i nieobarczony zauważalnym błędem regulacji, a przy tym zachowuje właściwą dynamikę. Podobnie jak w przypadku regulatora typu PI, brak jest efektu przeregulowania. Należy również zauważyć, że przebieg prędkości dla regulacji PI ma wyraźnie stromy charakter, niespotykany w rzeczywistych układach tego typu. Pod tym względem zaprojektowana struktura neuronowa znacznie lepiej poradziła sobie z zadaniem regulacji prędkości kątowej maszyny. Niemniej jednak należy zauważyć, że w obydwu przypadkach zachodzi znikomy, pomijalnie mały błąd regulacji. Dla rozważanego modelu układu napędowego z silnikiem asynchronicznym oraz przyjętej metody sterowania prędkości kątowej, otrzymano przebiegi prądu stojana i s zobrazowane na rys. 9, 10. Przebieg całkowitego prądu stojana i s silnika indukcyjnego przypomina kształtem przebieg momentu elektromagnetycznego m e. Wynika to z wyraźnego wpływu składowej prądu stojana i sy, która jest wielkością proporcjonalną do momentu elektromagnetycznego maszyny, zgodnie z przyjętą ideą sterowania polowo zorientowanego. Zadana wartość składowej i sx, proporcjonalnej do strumienia wirnika maszyny Ψ r, nie wpływa znacząco na obserwowany przebieg, mimo iż całkowity prąd stojana jest sumą obydwu składowych. Początkowy skok wartości prądu stojana dla regulacji typu PI, wynika z fazy rozruchu dla silnika indukcyjnego, uwzględnionego w opracowanym modelu reklama Nr 9 Wrzesień 2013 r. 137

Rys. 13. Przebieg błędu regulacji w układzie z regulatorem typu PI, przy założeniu ω mz = 95 rad/s oraz t = 60 sec. Rys. 14. Przebieg błędu regulacji w układzie z siecią neuronową w funkcji regulatora, przy założeniu ω mz = 95 rad/s oraz t = 60 sec. symulacyjnym. Ponadto należy podkreślić, że zgodnie z metodą sterowania polowo zorientowanego typu IFOC strumień wirnika Ψ R = const., a w naszym przypadku Ψ R = 1, co pokazują przebiegi zarejestrowane dla modelu, rys. 11, 12. Błąd regulacji, wnoszony do układu przez zaprojektowaną sieć neuronową, jest znikomy i podobnie, jak w przypadku regulatora PI nie przekracza 1%, co pokazują zamieszczone przebiegi czasowe na rysunkach 13, 14. Podsumowanie Otrzymane w wyniku przeprowadzonych symulacji przebiegi czasowe uwidoczniły wyraźne zalety regulacji neuronowej, do których niewątpliwie należą stabilność procesu, odporność na zakłócenia, wysoka dynamika oraz znikomy, pomijalnie mały uchyb dla regulowanej wielkości. Wszystko to sprawia, że sztuczne sieci neuronowe stanowią niezwykle atrakcyjną i rozwojową technikę sterowania dla różnorodnych obiektów nieliniowych, w tym także dla nowoczesnych układów napędowych z silnikami indukcyjnymi. Ich konkurencyjność w odniesieniu do wielu innych znanych metod regulacji wynika z niewygórowanych wymagań sprzętowych, jak również szerokich możliwości symulacyjnych, rozlicznych zastosowań w modelowaniu, rozwiązywaniu skomplikowanych zagadnień sterowania oraz estymacji wielkości dynamicznych dla silników indukcyjnych. Zrealizowana w układzie regulacja neuronowa ma charakter adaptacyjny, co wynika z przyjętej metody uczenia struktury w fazie treningu. Oznacza to, że sieć ma cechy dynamiczne i potrafi reagować na sygnał zmieniający się w czasie. Ponadto na etapie uczenia wymaga obecności układu nauczyciela, który nadzoruje proces. W naszym przypadku układ ten stanowił regulator typu PI. Zastosowanie sieci neuronowej w rozważanym modelu symulacyjnym, gwarantuje wysoką jakość procesu pośredniej regulacji prędkości mechanicznej na wale silnika asynchronicznego, a przy tym eliminuje znane wady regulacji typu PI. Przyjęta struktura neuronowa korzystnie wpłynęła na stabilność rozważanego układu regulacji. Literatura [1] Flasza J.: Współczesny napęd elektryczny kierunki badań energooszczędności w układach napędowych, Wybrane Zagadnienie Elektrotechniki i Elektroniki WZEE 2003, Częstochowa-Poraj, wrzesień 2003. [2] Kaźmierkowski M.P.: Nowoczesne energooszczędne układy sterowania i regulacji napędów z silnikami indukcyjnymi klatkowymi. Polski Program Efektywnego Wykorzystania Energii w Napędach Elektrycznych. PEMP, Krajowa Agencja Poszanowania Energii SA, Wydanie I, Warszawa 2004. [3] Kalus M., Skoczkowski T.: Sterowanie napędami asynchronicznymi i prądu stałego. WPK JS, 2003. [4] Osowski S.: Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym, WNT, Warszawa 1996. mgr inż. Mariusz Krupa Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, e-mail: mariusz.krupa84@wp.pl; dr inż. Janusz Flasza Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, e-mail: januszflasza@o2.pl artykuł recenzowany 138 Nr 9 Wrzesień 2013 r.