Controlador Auto Electrico

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Controlador Auto Electrico

  1. 1. CONTROLADOR DE UN VEHICULO ELECTRICO UTILIZANDO LOS SISTEMAS DE INFERENCIA MAMDANI Y SUGENO<br />Marcelo Francisco Sandoval Z., Jaime Germán Bonilla A., Eduardo Alejandro Tusa J., LucíaQuintero M.<br />Departamento de Ingeniería Electrónica en Control<br />Colegio Politécnico de la Universidad San Francisco de Quito<br />Cumbayá, Quito-Ecuador <br />
  2. 2. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Organización de la exposición<br /><ul><li>Introducción. Motivación
  3. 3. Modelo del auto
  4. 4. Sistemas Fuzzy Mamdani y Sugeno
  5. 5. Resultados
  6. 6. Conclusiones</li></li></ul><li>MOTIVACIÓN<br />
  7. 7. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Seguramente han sentido algunos de los efectos de la contaminación en el aire que respiramos en cada día que pasa. <br /><ul><li>En algunas ciudades tales como México DF, Santiago, Moscú, etc., las emisoras de radio alertan:
  8. 8. Atención, hoy el nivel de polución es alto,
  9. 9. Ancianos y niños no deben salir de casa,
  10. 10. Los que practican deportes no deben hacerlo hoy,
  11. 11. Los asmáticos deben utilizar cilindros portátiles de oxígeno,
  12. 12. Las demás personas deben utilizar mascarillas,</li></li></ul><li>XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Existe una alternativa!<br />
  13. 13. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />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.<br />
  14. 14. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />
  15. 15. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Eran autos rápidos: pasaban de 0 a 100 km/h,<br /> ¡en menos de 9 segundos !<br /><ul><li>¡Y silenciosos !</li></li></ul><li>XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />No producían ningún tipo de polución (ni siquiera tenían tubo de escape).<br />
  16. 16. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Eran fácilmente recargables con energía eléctrica en el garage de la casa.<br />
  17. 17. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br /><ul><li>Diez años más tarde estos autos del futuro desaparecieron...</li></ul>¿Cómo es esto posible?<br /><ul><li>En primer lugar, estos autos no podían ser comprados, sólo alquilados.
  18. 18. Los contratos de alquiler no fueron, pura y simplemente, renovados.
  19. 19. General Motors recuperó todos los EV1, a pesar de la oposición de sus usuarios.</li></ul> (en la camiseta puede leer: Salven el EV1),<br /> y después…<br />
  20. 20. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />…DESTRUIDOS…<br />
  21. 21. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />…TODOS ESTOS AUTOS!!!<br />
  22. 22. MODELO DEL AUTO<br />Descripción<br />
  23. 23. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />MODELO DEL AUTO<br />Descripción<br />El HEV Dynamic Simulator de la Universidad de Illinois simula HEVs, PHEVs, and Evs<br />El modelo simula las ecuaciones dinámicas del vehículo.<br />
  24. 24. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />MODELO DEL AUTO<br />Descripción<br />Electrical Battery Model for Use in Dynamic Electric Vehicle Simulations<br />Los modelosprevios de lead- acid battery simulabansolamenteunafuente de voltaje en serie con unaresistencia ( ambasfunciones del SOC).<br />Se necesitaba un modelocapaz de predecir Li-ion, NiMH, and Lead-acid SOC, caracteristicas I-V, y comportamientodinamico.<br />R. Kroezepropuso un nuevomodelo y lo verifico:<br />Tresconstantes de tiempo<br />Identificacion de parametros a travez de pruebas<br />Matlab/Simulink<br />
  25. 25. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />MODELO DEL AUTO<br />Descripción<br />Simulacion de manejodentro de la ciudad, y carretera<br />
  26. 26. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />MODELO DEL AUTO<br />Descripción<br />Se muestran componentes adicionales del sistema de tracción, incluyendo el controlador eléctrico y el motor de inducción.<br />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.<br />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<br />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.<br />
  27. 27. SISTEMAS FUZZY MAMDANI Y SUGENO<br />
  28. 28. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />INTRODUCCIÓN<br /><ul><li>Los sistemas difusos se han venido consolidando como una herramienta útil para tratar y modelar sistemas complejos y no lineales.
  29. 29. 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.</li></li></ul><li>XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MAMDANI Y SUGENO<br />Sistema de lógica difusa tipo Mamdani<br />Expresiones linguísticas<br />
  30. 30. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Sistema de lógica difusa tipo Sugeno<br />Las salidas son funciones de la entrada<br />
  31. 31. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Sistema de lógica difusa tipo Mandani.<br />Entradas: Velocidad y el torque del motor de inducción.<br />La salida: Corriente<br />
  32. 32. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Descripción de las variables.<br />Velocidad<br />
  33. 33. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Descripción de las variables.<br />Torque<br />La curva torque-velocidad a estudiarsees el resultado de la evaluación de un motor de inducciónmodelo E15D6 1½ HP de la compañía General Electric<br />
  34. 34. SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Descripción de las variables.<br />Corriente<br />
  35. 35. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Descripción de las variables. Sistema Sugeno<br />Corriente<br />
  36. 36. SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Descripción de las reglas<br />
  37. 37. RESULTADOS<br />
  38. 38. RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />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. <br />
  39. 39. RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />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. <br />
  40. 40. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Distintos tipos de defuzzyficación<br />Mamdani. Método Centroide<br />Mamdani. Método Bisector<br />
  41. 41. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />RESULTADOS: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Distintos tipos de defuzzyficación<br />Sugeno. Método Wtaver<br />Sugeno. MétodoWtsum<br />
  42. 42. CONCLUSIONES<br />
  43. 43. CONCLUSIONES: SISTEMAS FUZZY MANDANI Y SUGENO<br />Las características observadas entre ambos sistemas son:<br />Controlador Sugeno<br />Es computacionalmente eficiente.<br />Se puede observar que el sistema funciona bien con las técnicas lineales<br />Permite un buen análisis matemático. Salida función de las entradas<br />Controlador Mandani<br />Es muy intuitivo<br />Tiene gran aceptación<br />Se adapta bien con la interfaz humana<br />
  44. 44. XXII Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica<br />Gracias por su atención…<br />

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