implementa§£o de sistemas inteligentes em processadores .implementa§£o de...

Download Implementa§£o de Sistemas Inteligentes em Processadores .Implementa§£o de Sistemas Inteligentes

Post on 10-Nov-2018

219 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Implementao de Sistemas Inteligentes em Processadores

    Digitais para Controle de Mquinas Eltricas Rotativas

    Dissertao Mestrado apresentada Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo, sendo parte dos requisitos para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Eltrica.

    Marcelo Suetake

    Orientador: Prof. Dr. Ivan Nunes da Silva

    So Carlos

    2008

  • Livros Grtis

    http://www.livrosgratis.com.br

    Milhares de livros grtis para download.

  • Porque dele e por meio dele, e para ele, so todas as coisas. Glria, pois a ele eternamente.

    Amm.

    Romanos 11, 36

  • Agradecimentos

    A concluso desta dissertao de mestrado fruto da dedicao e

    principalmente da colaborao de diversas pessoas que se envolveram de forma

    direta e/ou indireta.

    Gostaria de agradecer, em primeira instncia, a toda minha famlia pelo

    especial apoio e incentivo aos estudos que sempre me concederam, em especial,

    minha me, Massae Susaki Suetake e ao meu irmo Carlos Suetake.

    Ao Prof. Dr. Ivan Nunes da Silva que, mediante sua expressiva tutoria desde

    o perodo de Iniciao Cientfica, contribuiu de forma efetiva, no somente pela

    concluso do trabalho, como tambm para formao tica e profissional. Agradeo

    pela orientao tcnica e acadmica, pelos ensinamentos na elaborao de

    projetos, pelo incentivo e motivao pesquisa e pela reviso dos artigos publicados

    em eventos cientficos.

    Ao Prof. Dr. Alessandro Goedtel, por possibilitar a produo de diversos

    trabalhos vinculados bancada de ensaios experimentais desenvolvido durante a

    sua tese, pelas sugestes e correes de artigos cientficos, pelo auxlio nos

    conceitos relativos s Mquinas Eltricas e pela orientao sobre os inmeros

    problemas encontrados durante a confeco desta dissertao.

    Aos colegas Eng. Dr. Rogrio Andrade Flauzino, Eng. Dr. Antnio Vanderlei

    Ortega, MSc. Rodrigo Antonio Faccioli, Eng. MSc. Srgio Ferreira da Silva, Eng.

    Cristiano Minotti, Eng. MSc. Fernando Ranieri, Eng. MSc. Danilo Hernane Spatti,

    Eng. MSc. Wesley Fernando Usida, Eng. MSc. Aline D. P. Juliani, Prof. MSc.

    Matheus Giovanni Pires, Prof. Dra. Fabiana Cristina Bertoni, Eng. Ricardo

  • vi

    Fernandes, Diego Salvaia e aos demais colegas pelas inmeras contribuies ao

    trabalho.

    Aos professores e companheiros de graduao da UNESP/Bauru, Curso de

    Engenharia Eltrica 2001, instituio na qual tive o privilgio em adquirir toda base

    de conhecimento acadmico.

    Aos professores da Universidade de So Paulo (USP/EESC/SEL), em

    especial, ao Prof. Dr. Digenes P. Gonzaga, ao Prof. Dr. Manoel L. de Aguiar e ao

    Prof. Evandro L. L. Rodrigues.

    Aos funcionrios da Universidade de So Paulo (USP/EESC/SEL), em

    especial, ao tcnico de laboratrio, Rui Bertho; ao suporte tcnico de informtica,

    Roseli Ribeiro e secretria de Ps-Graduao, Marisa Fortulan.

    FAPESP (Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo), pelo

    auxlio financeiro concedido no perodo da realizao deste trabalho na forma de

    bolsa de estudos (06/56093-3) sem a qual o mesmo no seria possvel.

    CAPES (Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior),

    por possibilitar o acesso a inmeras revistas e peridicos renomados gratuitamente,

    permitindo o desenvolvimento de um projeto de pesquisa de qualidade superior.

    Escola de Engenharia de So Carlos (EESC/USP) que acolheu este

    trabalho de mestrado, por meio da destinao de espao fsico e apoio

    administrativo, traduzindo assim a grandiosidade da instituio e viso de futuro.

  • SUMRIO

    Resumo ..................................................................................................................... ix Abstract ..................................................................................................................... xi Lista de Siglas e Abreviaturas .............................................................................. xiii Lista de Figuras ..................................................................................................... xvii Lista de Quadros .................................................................................................. xxiii Lista de Tabelas .................................................................................................... xxv 1 Introduo .......................................................................................................... 1

    1.1 Motivao e Relevncia do Trabalho .......................................................... 1 1.2 Objetivo e Justificativa da Dissertao ........................................................ 9 1.3 Organizao da Dissertao ..................................................................... 10 1.4 Trabalhos Publicados em Eventos Cientficos .......................................... 11

    2 Fundamentos de Mquinas Eltricas ............................................................ 13 2.1 O Motor de Induo Trifsico .................................................................... 13 2.2 Aspectos de Modelagem Matemtica do MIT ........................................... 15

    2.2.1 Equaes de Fluxos ....................................................................... 20 2.2.2 Equaes das Tenses .................................................................. 21 2.2.3 Equao do Torque Eletromagntico ............................................. 23 2.2.4 Equaes Mecnicas da Mquina .................................................. 25 2.2.5 Transformaes Lineares ............................................................... 25 2.2.6 A Mquina de Corrente Contnua ................................................... 30 2.2.7 Modelagem Matemtica da MCC ................................................... 32

    2.3 Aspectos de Controle de Velocidade de MIT ............................................ 34 2.3.1 Controle Volts/Hertz Constante ...................................................... 36 2.3.2 Velocidade de Escorregamento Controlado ................................... 38 2.3.3 Controle de Fluxo no Entreferro ..................................................... 39 2.3.4 Controle Vetorial ............................................................................. 41 2.3.5 Controle Direto de Torque .............................................................. 46

    2.4 Principais Tipos de Cargas Acopladas ao Motor de Induo .................... 47 2.4.1 Carga Quadrtica ........................................................................... 48 2.4.2 Carga Linear ................................................................................... 48 2.4.3 Carga Inversa ................................................................................. 49 2.4.4 Carga Constante ............................................................................ 49

    3 Aspectos da Bancada de Ensaios Experimentais ........................................ 51 3.1 A Bancada de Ensaios .............................................................................. 52 3.2 Quadro de Comando ................................................................................. 54 3.3 Excitao do Enrolamento de Campo do GCC ......................................... 55 3.4 Circuito de Carga na Armadura do GCC ................................................... 57 3.5 Sensores Hall de Corrente e Tenso ........................................................ 57

  • viii

    3.6 Encoder ptico Incremental ..................................................................... 60 3.7 Sistema de Aquisio de Dados ............................................................... 62 3.8 Hardware de Interface com o DSP ........................................................... 63 3.9 Inversor Trifsico ...................................................................................... 67

    4 Abordagem Desenvolvida para Controle de Velocidade do MIT ................ 71 4.1 Aspectos Fundamentais do Sistema Fuzzy .............................................. 71

    4.1.1 Sistemas de Inferncia Fuzzy ........................................................ 73 4.1.2 Mtodo de Implicao de Mamdani ............................................... 76

    4.2 Controle Escalar V/f Fuzzy de Velocidade ................................................ 80 4.2.1 Introduo ...................................................................................... 80 4.2.2 Tenses Aplicadas no MIT ............................................................. 82 4.2.3 Parmetros da Mquina ................................................................. 83 4.2.4 Projeto do Controlador Fuzzy ........................................................ 83

    4.3 Resultados de Simulaes Computacionais ............................................. 89 4.3.1 Resposta Carga Quadrtica ........................................................ 91 4.3.2 Resposta Carga Linear ............................................................... 93 4.3.3 Resposta Carga Inversa ............................................................. 96 4.3.4 Resposta Carga Constante ......................................................... 99 4.3.5 Resposta aos Degraus de Torque de Carga ................................ 101

    5 Projeto do Sistema de Controle Fuzzy Embarcado em DSP ..................... 103 5.1 Aspectos Gerais do Sistema de Controle ............................................... 103 5.2 Aspectos Fundamentais de DSP ............................................................ 105

    5.2.1 Clock Module ............................................................................... 109 5.2.2 Portas de I/O .....................

Recommended

View more >