اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدنظام التحكم بمحركات الخطوة الهجينة و نمذجته باستخدام MATLAB
A Hybrid Stepper Motor Drive Using MATLAB
1342
0 188
0
(
0
)
تأليف
رنا عكاري( باحث )
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
محرك الخطوة من أكثر المحركات المستخدمة في أنظمة التحكم عندما يراد التحكم بالحركة و الموضع معاً، و لعل المحرك الخطوي الهجين يعتبر من أهم هذه الأنواع ، و موضوع أنظمة التحكم الخاصة بعمل هذا النوع من المحركات يعتبر مهماً جداً خاصة مع استخدام مفهوم الأتمتة في هذه الأيام، لذا فإن تصميم نموذجٍ لنظام التحكم و محاكاته باستخدام برنامج MATLAB يعد تطبيقاً عملياً لنظام التحكم بعمل المحرك الخطوي الهجين، و دراسة العوامل المؤثرة عليه ببساطة و سهولة و بتوفير للوقت و الجهد و الكلفة إضافة لإمكانية التأكد من صحة النتائج و دقتها.
No English abstract
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية موضوع نظام التحكم بمحركات الخطوة الهجينة ونمذجته باستخدام برنامج MATLAB. تُعتبر محركات الخطوة من أكثر المحركات استخداماً في أنظمة التحكم التي تتطلب التحكم بالحركة والموضع معاً. يركز البحث على تصميم نموذج لنظام التحكم بمحرك الخطوة الهجين، والذي يجمع بين ميزات محركات الخطوة ذات الممانعة المتغيرة ومحركات الخطوة ذات الأقطاب المغناطيسية الدائمة. يتم استخدام برنامج MATLAB لمحاكاة هذا النظام ودراسة العوامل المؤثرة عليه، مما يوفر الوقت والجهد والتكلفة. يوضح البحث كيفية نمذجة المحرك الهجين باستخدام MATLAB/Simulink، بما في ذلك نمذجة المحرك، المبدل، ومولد نبضات التحكم بالاتجاه والخطوة. تُعرض النتائج النهائية للنموذج من خلال منحنيات تظهر تغيرات التيار، العزم، والسرعة الزاوية للمحرك تحت ظروف مختلفة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية ذات أهمية كبيرة في مجال التحكم بمحركات الخطوة الهجينة، حيث تقدم نموذجاً مفصلاً ودقيقاً لنظام التحكم باستخدام برنامج MATLAB. ومع ذلك، يمكن ملاحظة بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، قد يكون من المفيد تضمين مقارنة بين الأداء الفعلي للنظام المحاكي والنظام الحقيقي للتحقق من دقة النموذج. ثانياً، يمكن توسيع الدراسة لتشمل تأثير العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة على أداء المحرك. وأخيراً، قد يكون من المفيد تقديم توصيات عملية لتطبيق النظام في بيئات صناعية حقيقية.
أسئلة حول البحث
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام محرك الخطوة الهجين في أنظمة التحكم؟
الفائدة الرئيسية هي القدرة على التحكم الدقيق في الحركة والموضع، مما يجعله مناسباً لتطبيقات الأتمتة التي تتطلب دقة عالية.
-
كيف يساعد استخدام برنامج MATLAB في نمذجة نظام التحكم بمحرك الخطوة الهجين؟
يساعد برنامج MATLAB في توفير الوقت والجهد والتكلفة من خلال محاكاة النظام ودراسة العوامل المؤثرة عليه بسهولة ودقة.
-
ما هي الأنواع الرئيسية لمحركات الخطوة التي تم تناولها في البحث؟
تم تناول ثلاثة أنواع رئيسية: محركات الخطوة ذات الممانعة المتغيرة، محركات الخطوة ذات الأقطاب المغناطيسية الدائمة، ومحركات الخطوة الهجينة.
-
ما هي التحديات التي قد تواجه استخدام محركات الخطوة في التطبيقات الصناعية؟
من التحديات الرئيسية هي أن محركات الخطوة مصممة للأحمال الصغيرة، وبالتالي فإن الحمولات الكبيرة قد لا تكون مناسبة لهذه الأنواع من المحركات.
المراجع المستخدمة
D.P. Atherton, G.W. Irwin, “Stepping Motors a guide to theory and practice”, 4th Edition, The institute of Engineering and Technology, 2007
Q.B. Al-Sabbagh, A.S. Mahdi, “ Pulse width modulation for high performance hybrid stepper motor’’, Journal of Engineering, Nr. 4, Vol.16, December 2010, p.p. 60286047
W.H. Yeadon, A.W. Yeadon “Handbook of small electric motors”, McGraw Hill,2003
قيم البحث
اقرأ أيضاً
درِس في هذا البحث النموذج الرياضي الديناميكي المبسط للمحرك الخطوي الهجين، و الهدف هو تبسيط الدراسة و التركيز على جوانب محددة في هذا الموضوع. و قد وضع النموذج الرياضي، الذي يصف الأداء الديناميكي (الميكانيكي
و الكهربائي) للمحرك المدروس. إِذ يعطى النمو
ذج الميكانيكي بقوانين نيوتن، أما النموذج الكهربائي فيعطى بقوانين كيرشوف للدارة المكافئة الكهربائية لكل طور.
إن محدودية مصادر الطاقة العالمية من الوقود الاحفوري و النووي, استوجب البحث الملّح عن مصادر طاقة بديلة. بما يحقق موازنة العرض و الطلب دون اللجوء أو التخفيف قدر الإمكان من المولدات التي تعتمد على الغازات, و الوقود الأحفوري. و تعتبر السلامة البيئية من ا
لشروط الهامة لمصدر الطاقة, حيث أن الطلب المتزايد على مصادر الطاقة التقليدية جعل من الضروري تحسين تكلفة مصادر الطاقة غير التقليدية, و الاعتماد على الطاقة الشمسية بوصفها مصدر للحصول على الطاقة الكهربائية.
يقدم البحث نموذجاً لنظام PVمع دراسة تأثير تغير شروط العمل (الإشعاع, درجة الحرارة), و بعض العوامل (المقاومة التسلسلية RS, و التفرعية RP, و عامل المثالية A) على مميزات (I-V) و (P-V), و تم وضع نموذج نظام الطاقة الكهروشمسي المستقل باستخدام MatLab, و للحصول على أعظم طاقة كهربائية يمكن توليدها من النظام الشمسي طورت عدة تقنيات لملاحقة نقطة الاستطاعة العظمى و استخدمت في هذا البحث خوارزمية P&O بتقنية MPPT, و تم مقارنة الاستطاعة المولدة المقدمة للحمل مع وجود تقنية MPPT و بدون وجودها و حساب الزيادة في الكفاءة الناتجة من استخدام هذه التقنية.
تم في هذا البحث بناء نموذج لنظام قيادة كهربائي يستخدم محرك تحريضي ثلاثي الطور ذي دائر مقصور باستخدام طريقة الحقل الموجه و ذلك للتحكم بكل من السرعة، الفيض و التيار. تم استخدام منظمات تناسبية تكاملية في دارة التحكم، أما نموذج الآلة فتم تشكيله بالاعتماد
على معادلات الآلة التحريضية المكتوبة في الإحداثيات الثابتة.
لإتمام عملية التحكم دون قياس فيض الدائر تم بناء نموذج للفيض انطلاقاً من القيم المقاسة لكل من تيار الثابت و سرعة الدائر التي يمكن قياسها بشكل مباشر و تم التحقق من النموذج بنتائج تم الحصول عليها باستخدام بيئة Matlab-Simulink.
بناء النظم الكهروشمسية هي عملية تصميمية يتم فيها تحديد عوامل النظام
و اختيار أجهزته. تعتمد العملية على مجموعة متنوعة من العوامل مثل الموقع الجغرافي
و الإشعاع الشمسي، و متطلبات الحمل من الطاقة. يقدم البحث طريقة عملية لحساب
عناصر و مكونات نظام الطاق
ة الكهروشمسي المستقل، و اجراء التحليل الاقتصادي للنظام،
و ستتيح الواجهة التخاطبية GUI المصممة باستخدام الحزمة البرمجية MATLAB معرفة هذه المكونات اعتماداً على كفاءة مبدل و استطاعة ألواح و سعة بطاريات معروفة في السوق المحلية مع الأخذ بعين الاعتبار العوامل المناخية و عدد ساعات الاشعاع الشمسي في منطقة تركيب النظام، و كذلك معرفة تكلفة النظام و زمن استردادها.
يقدم هذا العمل مرشحاً فعالاً تفرعياً ثلاثي الطور لتحسين جودة الطاقة الكهربائية من حيث تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية.
تعتمد عملية التعويض على قيم تيارات الحمل اللاخطي و تيارات المرشح الفعال و اشتقاق التيارات المرجعية من التيارات المقاسة. يتم
تحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية a-b-c إلى الشكل المرجعي الدوار أي إلى الإحداثيات d-q.
تمّ استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني أخذت الاشارات الناتجة عن المتحكم الى دارة قيادة تعديل عرض النبضة و منها تمّ التحكم بمفاتيح قالبة تعمل كمنبع جهد متحكم به تمثل المرشح الفعال. تمّ اثبات أداء كل من المرشح الفعال التفرعي و المتحكم التناسبي التكاملي التزامني اعتماداً على النتائج المأخوذة من النماذج المشغولة في بيئة الـماتلاب.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
