A Hybrid Sensorless Observer for the Robust Global Asymptotic Flux Reconstruction of Permanent Magnet Synchronous Machines

We propose a hybrid sensorless observer for permanent magnet synchronous machines with global asymptotic stability guarantees. Exploiting the constraint of the rotor flux on a circle of unknown radius, we design an integrator system with periodic jumps triggered by a clock to generate a linear regression containing the flux estimation error. Then, a normalized projected gradient descent identifier provides the observer estimates. For the closed-loop system, it is shown that there exists a robustly globally asymptotically stable compact attractor, which, additionally, ensures zero estimation error if appropriate Persistency of Excitation (PE) conditions are satisfied. In this respect, sufficient conditions ensuring PE are provided for the angular speed and the clock period

Sliding modes in a class of complex-valued nonlinear systems

© 2021 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting /republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other worksA number of physical systems allow a complex-valued representation. This article extends the theory of sliding modes to a class of nonlinear systems described by complex-valued variables. Hence, states, parameters, control actions, and sliding manifolds belong, in general, to the complex field. In this article, it is also shown that the proposed design in the complex-valued framework provides shorter reaching times to the sliding manifold than the standard sliding-mode design at equal initial condition and control effort. Different implementation approaches are also evaluated, and numerical examples illustrate the proposal.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Speed sensorless nonlinear adaptive control of induction motor using combined speed and perturbation observer

High performance induction motors (IM) require a robust and reliable speed controller to maintain the speed tracking performance under various uncertainties and disturbances. This paper presents a sensorless speed controller for IM based on speed and perturbation estimation and compensation. By defining a lumped perturbation term to include all unmodeled nonlinear dynamics and external disturbances, two state and perturbation observers are designed with combining the model reference adaptive system (MRAS) based speed observer to estimate the flux and speed states and the flux- and speed-loop related lumped perturbation terms. The estimated flux, speed and perturbation terms are used to design an output feedback, speed sensorless nonlinear adaptive controller (SSNAC) for IM. The stability of the closed-loop system is addressed in Lyapunov theory. Effectiveness of the SSNAC is verified via simulation and experiment tests. Comparing with the standard vector control plus MRAS speed observer (VC-MRAS), the proposed SSNAC reduces the speed tracking error by 20% to 30% on average under model uncertainties and unknown load disturbance due to the estimation and compensation of perturbation terms. The combined observer can estimate the real rotor speed under speed varying and load changes and thus makes SSNAC achieve high performance robust speed drive without using speed sensors

Непряме векторне керування асинхронними двигунами з властивостями робастності та адаптації до змін активного опору ротора

У монографії представлено результати подальшого розвитку теорії систем векторного керування моментом і потоком асинхронних двигунів. Розвинуто метод синтезу алгоритмів непрямого векторного керування асинхронними двигунами, з використанням якого можливо з єдиних теоретичних позицій проводити синтез основних алгоритмів непрямого векторного керування моментом і потоком асинхронних двигунів (стандартного непрямого векторного керування, керування на основі принципу пасивності, поліпшеного непрямого векторного керування), а також нового робастного непрямого векторного керування. Розроблено метод формування зворотних зв'язків адаптивних до варіацій активного опору ротора спостерігачів вектора потокозчеплення ротора, що дозволяють забезпечити локальну експоненційну стійкість для структури, що складається з типового спостерігача Вергезе та алгоритму ідентифікації Матсусе. Теоретично обґрунтовано правомірність застосування нелінійного принципу розділення для побудови адаптивних систем на основі синтезованих алгоритму робастного непрямого векторного керування та адаптивного спостерігача вектора потокозчеплення ротора. Розроблено аналітичний метод дослідження робастності алгоритмів непрямого векторного керування моментом і потоком асинхронних двигунів до зміни активного опору ротора. Представлено результати досліджень розроблених структур векторного керування методом математичного моделювання та на експериментальних установках. Для фахівців, які займаються розробкою і дослідженням електричних приводів, аспірантів і студентів відповідних спеціальностей.В монографии представлены результаты дальнейшего развития теории систем векторного управления моментом и потоком асинхронных двигателей. Развит метод синтеза алгоритмов косвенного векторного управления асинхронными двигателями, с использованием которого возможно с единых теоретических позиций выполнять синтез основных алгоритмов косвенного векторного управления моментом и потоком асинхронных двигателей (стандартного косвенного векторного управления, управления на основе принципа пассивности, улучшенного косвенного управления), а также нового робастного косвенного векторного управления. Разработан метод формирования обратных связей адаптивных к вариациям активного сопротивления ротора наблюдателей вектора потокосцепления ротора, которые позволяют обеспечить локальную экспоненциальную устойчивость для структуры, состоящей из типового наблюдателя Вергезе и алгоритма идентификации Матсусе. Теоретически обоснована правомочность использования нелинейного принципа разделения для построения адаптивных систем на основе синтезированных алгоритма робастного косвенного векторного управления и адаптивного наблюдателя вектора потокосцепления ротора. Разработан аналитический метод исследования робастности алгоритмов косвенного векторного управления моментом и потокосцеплением асинхронных двигателей к изменениям активного сопротивления ротора. Представлены результаты исследований разработанных структур векторного управления методом математического моделирования и на экспериментальных установках. Для специалистов, которые занимаются разработкой и исследованием электрических приводов, аспирантов и студентов соответствующих специальностей

Cold Micro Metal Forming

This open access book contains the research report of the Collaborative Research Center “Micro Cold Forming” (SFB 747) of the University of Bremen, Germany. The topical research focus lies on new methods and processes for a mastered mass production of micro parts which are smaller than 1mm (by forming in batch size higher than one million). The target audience primarily comprises research experts and practitioners in production engineering, but the book may also be of interest to graduate students alike

Aeronautical engineering: A continuing bibliography with indexes (supplement 223)

This bibliography lists 423 reports, articles, and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system in January, 1988

100% Renewable Energy Transition: Pathways and Implementation

Energy markets are already undergoing considerable transitions to accommodate new (renewable) energy forms, new (decentral) energy players, and new system requirements, e.g. flexibility and resilience. Traditional energy markets for fossil fuels are therefore under pressure, while not-yet-mature (renewable) energy markets are emerging. As a consequence, investments in large-scale and capital intensive (traditional) energy production projects are surrounded by high uncertainty, and are difficult to hedge by private entities. Traditional energy production companies are transforming into energy service suppliers and companies aggregating numerous potential market players are emerging, while regulation and system management are playing an increasing role. To address these increasing uncertainties and complexities, economic analysis, forecasting, modeling and investment assessment require fresh approaches and views. Novel research is thus required to simulate multiple actor interplays and idiosyncratic behavior. The required approaches cannot deal only with energy supply, but need to include active demand and cover systemic aspects. Energy market transitions challenge policy-making. Market coordination failure, the removal of barriers hindering restructuring and the combination of market signals with command-and-control policy measures are some of the new aims of policies.The aim of this Special Issue is to collect research papers that address the above issues using novel methods from any adequate perspective, including economic analysis, modeling of systems, behavioral forecasting, and policy assessment.The issue will include, but is not be limited to: Local control schemes and algorithms for distributed generation systems; Centralized and decentralized sustainable energy management strategies; Communication architectures, protocols and properties of practical applications; Topologies of distributed generation systems improving flexibility, efficiency and power quality; Practical issues in the control design and implementation of distributed generation systems; Energy transition studies for optimized pathway options aiming for high levels of sustainabilit