Controllo Tempo Ottimale di Corrente e Velocità di un IPM SM

In the present days, the demand for systems with extremely fast large-signal torque responses is increasing. Emerging applications, like electrical test rigs for automotive, can't be implemented effectively with PID-like controllers. In fact these types of controllers show good behaviour in quasi steady state conditions, but perform poorly under great variations of torque, further more if the current regulators are saturated. PID controllers aren't optimized to work in voltage saturation conditions. A solution to the issue posed by these system in need of a fast response, has already been proposed by Doc. Matteo Tommasini in his PhD thesis: "Innovative control algorithms for electric drives", in which the author presents two new strategies for fast motor control, the Time Optimal Current and Torque Controls (\textit{toCc} and \textit{toTc}). In his paper Tommasini uses the Optimal Control theory to derive both controls' strategies. The followed procedure will be also presented in this Master Thesis, first on the same IPM motor used in Tommasini's paper, and then it will be used together with a speed control.

Al giorno d'oggi, la domanda di sistemi con risposte di coppia estremamente veloci per segnali di grandi dimensioni è in aumento. Le applicazioni emergenti, come i banchi di prova elettrici per il settore automobilistico, non possono essere implementate in modo efficace con controller di tipo PID. Infatti questi tipi di controllori mostrano un buon comportamento in condizioni quasi stazionarie, ma si comportano male con grandi variazioni di coppia, tanto più se i regolatori di corrente sono saturi. I controller PID non sono ottimizzati per funzionare in condizioni di saturazione della tensione. Una soluzione al problema posto da questi sistemi che necessitano di una rapida risposta, è già stata proposta dal doc. Matteo Tommasini nella sua tesi di dottorato: "Algoritmi di controllo innovativi per azionamenti elettrici", in cui l'autore presenta due nuove strategie per il controllo di motori veloci, i controlli Time Optimal Current e Torque (\textit{toCc} e \textit{toTc}). Nel suo articolo Tommasini utilizza la teoria del controllo ottimo per derivare le strategie di entrambi i controlli. La procedura seguita sarà presentata anche in questa tesi di laurea, prima sullo stesso motore IPM utilizzato nell'articolo di Tommasini, e poi verrà utilizzato insieme a un controllo di velocità.