Controlador Auto Electrico
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Controlador Auto Electrico Controlador Auto Electrico Presentation Transcript

  • CONTROLADOR DE UN VEHICULO ELECTRICO UTILIZANDO LOS SISTEMAS DE INFERENCIA MAMDANI Y SUGENO
    Marcelo Francisco Sandoval Z., Jaime Germán Bonilla A., Eduardo Alejandro Tusa J., LucíaQuintero M.
    Departamento de Ingeniería Electrónica en Control
    Colegio Politécnico de la Universidad San Francisco de Quito
    Cumbayá, Quito-Ecuador
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Organización de la exposición
    • Introducción. Motivación
    • Modelo del auto
    • Sistemas Fuzzy Mamdani y Sugeno
    • Resultados
    • Conclusiones
  • MOTIVACIÓN
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Seguramente han sentido algunos de los efectos de la contaminación en el aire que respiramos en cada día que pasa.
    • En algunas ciudades tales como México DF, Santiago, Moscú, etc., las emisoras de radio alertan:
    • Atención, hoy el nivel de polución es alto,
    • Ancianos y niños no deben salir de casa,
    • Los que practican deportes no deben hacerlo hoy,
    • Los asmáticos deben utilizar cilindros portátiles de oxígeno,
    • Las demás personas deben utilizar mascarillas,
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Existe una alternativa!
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    En 1996, los primeros autos eléctricos de producción en serie, los EV1 (Electric Vehicle 1), fueron fabricados en los EUA por la General Motors, y circularon por las calles de California.
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Eran autos rápidos: pasaban de 0 a 100 km/h,
    ¡en menos de 9 segundos !
    • ¡Y silenciosos !
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    No producían ningún tipo de polución (ni siquiera tenían tubo de escape).
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Eran fácilmente recargables con energía eléctrica en el garage de la casa.
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    • Diez años más tarde estos autos del futuro desaparecieron...
    ¿Cómo es esto posible?
    • En primer lugar, estos autos no podían ser comprados, sólo alquilados.
    • Los contratos de alquiler no fueron, pura y simplemente, renovados.
    • General Motors recuperó todos los EV1, a pesar de la oposición de sus usuarios.
    (en la camiseta puede leer: Salven el EV1),
    y después…
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    …DESTRUIDOS…
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    …TODOS ESTOS AUTOS!!!
  • MODELO DEL AUTO
    Descripción
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    MODELO DEL AUTO
    Descripción
    El HEV Dynamic Simulator de la Universidad de Illinois simula HEVs, PHEVs, and Evs
    El modelo simula las ecuaciones dinámicas del vehículo.
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    MODELO DEL AUTO
    Descripción
    Electrical Battery Model for Use in Dynamic Electric Vehicle Simulations
    Los modelosprevios de lead- acid battery simulabansolamenteunafuente de voltaje en serie con unaresistencia ( ambasfunciones del SOC).
    Se necesitaba un modelocapaz de predecir Li-ion, NiMH, and Lead-acid SOC, caracteristicas I-V, y comportamientodinamico.
    R. Kroezepropuso un nuevomodelo y lo verifico:
    Tresconstantes de tiempo
    Identificacion de parametros a travez de pruebas
    Matlab/Simulink
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    MODELO DEL AUTO
    Descripción
    Simulacion de manejodentro de la ciudad, y carretera
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    MODELO DEL AUTO
    Descripción
    Se muestran componentes adicionales del sistema de tracción, incluyendo el controlador eléctrico y el motor de inducción.
    Las ecuaciones dinámicas para el motor de inducción permiten alterar todos los parámetros internos: el número de polos, la resistencia de la armadura y el rotor; así también como la velocidad promedio, carga, fase, frecuencia, manejo de corriente, y torque.
    El controlador eléctrico para el motor de inducción es un inversor trifásico , donde el voltaje de la batería se invierte a un voltaje AC trifásico que permite el control del motor de inducción. Las corrientes trifásicas del motor de inducción son substraídas de las corrientes referenciales del controlador de campo, y los voltajes trifásicos que alimentan el motor de inducción producen las Corrientes deseadas, de esta forma controlan que el motor de inducción produzca el torque deseado
    Las ecuaciones dinámicas del controlador usan la velocidad angular del eje y el torque de referencia (provisto por el controlador de velocidad) para proveer las corrientes trifásicas de referencia para el inversor.
  • SISTEMAS FUZZY MAMDANI Y SUGENO
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    INTRODUCCIÓN
    • Los sistemas difusos se han venido consolidando como una herramienta útil para tratar y modelar sistemas complejos y no lineales.
    • A diferencia de la Lógica Convencional, en donde solo son posibles valores de falso o verdadero, la Lógica Difusa permite definir valores intermedios en un intento por aplicar un modo de pensamiento similar al del ser humano.
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MAMDANI Y SUGENO
    Sistema de lógica difusa tipo Mamdani
    Expresiones linguísticas
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Sistema de lógica difusa tipo Sugeno
    Las salidas son funciones de la entrada
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Sistema de lógica difusa tipo Mandani.
    Entradas: Velocidad y el torque del motor de inducción.
    La salida: Corriente
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Descripción de las variables.
    Velocidad
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Descripción de las variables.
    Torque
    La curva torque-velocidad a estudiarsees el resultado de la evaluación de un motor de inducciónmodelo E15D6 1½ HP de la compañía General Electric
  • SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Descripción de las variables.
    Corriente
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Descripción de las variables. Sistema Sugeno
    Corriente
  • SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Descripción de las reglas
  • RESULTADOS
  • RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Con el controlador Mandani, se puedeverque a unavelocidadcercana a los rangos de operatividad de 3450 RPM y un torque de 2 Nm resultaunabajacorriente de 0.294A, lo cuales lo esperadoporquelasbaterías se encuentran en el voltajeadecuado y no necesitan ser cargadas.
  • RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Con el controlador Sugeno, se puedeverque a unavelocidadcercana a los rangos de operatividad de 3450 RPM y un torque de 2 Nm resultaunabajacorriente de 0.294A, lo cuales lo esperadoporquelasbaterías se encuentran en el voltajeadecuado y no necesitan ser cargadas.
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Distintos tipos de defuzzyficación
    Mamdani. Método Centroide
    Mamdani. Método Bisector
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Distintos tipos de defuzzyficación
    Sugeno. Método Wtaver
    Sugeno. MétodoWtsum
  • CONCLUSIONES
  • CONCLUSIONES: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO
    Las características observadas entre ambos sistemas son:
    Controlador Sugeno
    Es computacionalmente eficiente.
    Se puede observar que el sistema funciona bien con las técnicas lineales
    Permite un buen análisis matemático. Salida función de las entradas
    Controlador Mandani
    Es muy intuitivo
    Tiene gran aceptación
    Se adapta bien con la interfaz humana
  • XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
    Gracias por su atención…