Versenyautó motorvezérlő szoftverének irányítástechnikai vizsgálata

Konzulens:
Dr. Harmati István
Külső konzulens vagy kontakt:
Bekes Nándor (BME Formula Racing team)
External supervisor e-mail:
nandor.bekes@bmefrt.hu
Tárgy:
Önálló laboratórium 1 - Egészségügyi mérnök, MSc Eü.
Önálló laboratórium 2 - Egészségügyi mérnök, MSc Eü.
Önálló laboratórium 1 - Irányító és látórendszerek MSc. főspec.
Önálló laboratórium - Irányítórendszerek ágazat, BSc Vill.
Projektfeladat mechatronikusoknak
Hallgatói létszám:
1
Folytatás:
Szakdolgozat / Diplomaterv
Leírás:
A feladat egy Formula Student versenyautó saját fejlesztésű motorvezérlőjéhez kapcsolódik. A motorvezérlő egység a nagy feszültségű hajtásrendszer irányítását látja el, melynek elemei az autó akkumulátora és a kerékagyba épített magas fordulatszámra képes háromfázisú állandó mágneses szinkron motor.  Az akkumulátor által szolgáltatott DC feszültséget szintén a csapat által fejlesztett háromfázisú inverter alakítja át a motor számára szükséges AC fázisfeszültségekké. Az invertert vezérlő szoftverben az áramszabályozás mezőorientált technikával történik, melynek lényege, hogy koordináta transzformációk segítségével a nyomatékot meghatározó áramkomponensek külön, egyenáramú jelleggel (d-q frame) felírhatóak. A bemeneti jelek a pilóta által adott nyomaték referencia, illetve a visszacsatoló ágban a mért motor fázisáramok. A d-q koordináta rendszerben értelmezett referencia áramok szabályozását PI szabályozók végzik, melyeket a feladat során hangolni kell aszerint, hogy a zárt szabályozási kör hogyan viselkedik stabilitás - és robusztusság szempontjából, amelyhez fel kell állítani a szakaszt reprezentáló villanymotor állapotteres leírását. Mindezek után el kell végezni a szabályozást lineáris kvadratikus Gauss-féle irányítás felhasználásával is, ami a lineáris kvadratikus irányítások egy Kálmán-szűrővel kiegészített változata. A szűrő segítségével a szabályozási kör nem mérhető állapotait becsüljük (vagy a mérhetőeket korrigáljuk), kiküszöbölve a rendszer pontatlanságait és a mérési hibákat.Így egy valós, zajjal és nemlinearitásokkal terhelt környezetben is tudunk megfelelő irányítást végezni. A feladathoz felhasznált fejlesztőkörnyezet: Matlab/Simulink.