Control de Motores Síncronos de Imanes Permanentes (PMSM) Utilizando el Enfoque de Control por Orientación de Campo (FOC)

"El control por orientación de campo es la técnica más utilizada en el control de máquinas eléctricas, esta exitosa técnica permite que las señales eléctricas, que cambian en amplitud y frecuencia, de un motor permitan ser reguladas de manera estacionaria al realizar una transformación vectorial y rotacional (las transformadas de Clark y Park), lo cual convierte el control de velocidad de motores eléctricos de un problema de control de seguimiento a un problema de regulación, bajo el cual de manera natural la opción para regular estas nuevas variables estacionarias es el control PI, bajo esta idea es que se constituye el control por orientación de campo estándar. En el presente trabajo se estudia desde el punto de vista de control la estabilidad de este controlador cuando se utiliza con motores síncronos de imanes permanentes. Se muestra una prueba de estabilidad de Lyapunov que explica porque este controlador funciona bien en la práctica y cuáles son las condiciones que debe de satisfacer desde un punto de vista riguroso de control no lineal. Además, se presenta dos controladores robustos para la regulación de velocidad y posición utilizando el control con dos grados de libertad, de los cuales se demuestra su estabilidad y establecen criterios de sintonía, esto con el fin de solucionar los problemas que presenta el controlador FOC estándar y presentar una alternativa más robusta."

"The control by field orientation is the most used technique in the control of electrical machines, this successful idea allows to control the electrical signals, which change in amplitude and frequency, can be regulated in a stationary frame when performing a vector and rotational transformation (the Clark and Park transformations). This strategy converts the problem of speed control in electric motors from a tracking to a regulation control problem; under these conditions the most common option to regulate these new stationary variables is naturally the PI control. This idea constitutes the standard field orientation controller. In the present work, the controller stability of this controller is studied when it is used with permanent magnet synchronous motors. A stability probe using Lyapunov method is presented which is intended to explain why this controller works well in practice, and what are the conditions that must be satisfied from a rigorous nonlinear analysis. In addition, there are presented two robust controllers for speed and position control using two degrees of freedom design. For both controllers, their stability is demonstrated establishing stability criteria and tuning guidelines. The robust controllers are presented to solve the inherited problems presented for the use of PI control by the standard FOC and present a more robust alternative."