Implementação do controle ADRC (Active Disturbance Rejection Control) no acionamento de motores síncronos de imãs permanentes aplicados em máquinas de tração de elevadores

Abstract

This paper deals with the design and implementation of a discrete controller for reference tracking of elevators with permanent magnet synchronous motors. The proposed controller uses a technique called ADRC - Active Disturbance Rejection Control, implementing a linear extended state observer that estimates a generalized disturbance of the plant, which is then actively rejected by the controller. Simulations were performed in Simulink software, using the new control and PID control, widely used nowadays. To configure the parameters of the PID control three different methods were used: Ziegler- Nichols, CHR - Reference Response and CHR - Disturbance Response. The simulation results were compared to analyze the performance of the ADRC controller versus the PID controller. The controller was implemented in an inverter control board and the application was validated through an experimental setup based on an elevator traction machine with no load. Experimental results are presented to validate the proposed control strategy, showing that the proposed method simplifies the tuning of the control parameters by field technicians. As a result, an improved performance is expected while reducing the setup time.

Esta dissertação aborda o projeto e a implementação de um controlador em tempo discreto para seguimento da trajetória em elevadores elétricos com motor síncrono de imãs permanentes. O controle proposto utiliza a técnica ADRC - Active Disturbance Rejection Control, implementando um observador de estados linear estendido que estima a perturbação total da planta, a qual é ativamente rejeitada pelo controlador. Simulações foram realizadas no software Simulink, utilizando o novo controle e o controle PID, amplamente utilizado atualmente. Para realizar o ajuste do controle PID foram utilizados três métodos distintos: Ziegler-Nichols, CHR - Resposta à Referência e CHR - Resposta à Perturbação. Os resultados obtidos nas simulações foram comparados para analisar o desempenho do controlador ADRC frente ao controlador PID. O novo controlador ADRC foi implementado em um módulo de acionamento de inversor de frequência e a aplicação foi validada através de uma bancada experimental baseada em uma máquina de tração de elevador a vazio, com realimentação realizada através de encoder absoluto. Resultados experimentais são apresentados para validar a estratégia de controle proposta, comprovando que esta implementação simplifica o ajuste do elevador em campo pelo técnico, evitando elevadores com problemas de ajuste e aumentando, assim, a qualidade e desempenho do produto percebidos pelos passageiros.