FS-MPC predictive control of matrix converters

Abstract

Doubly-fed induction motors (DFIG) play an increasingly important role in industrial applications and renewable energy due to their numerous advantages such as flexible speed control and the ability to operate as a generator. In this context, model predictive control plays a pivotal role in achieving high performance for doubly-fed induction motors. Model predictive control (FS-MPC) is characterized by its ability to accurately model the system and take into account operational constraints, enabling optimal control of key variables such as speed, torque, and electrical currents. We also use a Direct Matrix Converter (DMC), which is a direct AC/DC converter connected to the grid, which connects between the AC source and the AC load without the need for energy storage elements such as capacitors. Additionally, model predictive control can achieve multiple objectives such as reducing power losses and improving torque response simultaneously. This thesis focuses on developing and testing model predictive control strategies for doubly-fed induction motors in different operating scenarios, with an emphasis on dynamic performance and efficiency.تلعب المحركات غير المتزامنة ثنائية التغذية دو را متزايد الأهمية في التطبيقات الصناعية والطاقة المتجددة بفضل مزاياها العديدة مثل التحكم المرن في سرعة الدوران وإمكانية التشغيل كمولد. في هذا السياق، يلعب التحكم التنبؤي دو را محور يا في تحقيق أداء للمحرك ل عا ا ت غير المتزامنة ثنائية التغذية. يتميز التحكم التنبؤي بقدرته على النمذجة الدقيقة للنظام ومراعاة القيود التشغيلية، مما يسمح بالتحكم الأمثل في المتغيرات الرئيسية مثل السرعة والعزم والتيارات الكهربائية.كما نستخدم محول المصفوفة المباشر و هو عبارة عن محول التيار المتردد / التيار المتردد دون الحاجة إلى عناصرتخزين الطاقة مثل المكثفات ، بالإضافة إلى ذلك، يمكن AC وحمل AC المباشر المتصل بالشبكة ،التي تتصل بين مصدر للتحكم التنبؤي تحقيق أهداف متعددة مثل تقليل فقد الطاقة وتحسين استجابة العزم في نفس الوقت. تركز هذه الأطروحة على تطوير واختبار استراتيجيات التحكم التنبؤي للمحركات غير المتزامنة ثنائية التغذية في سيناريوهات تشغيل مختلفة، مع التركيز على الأداء الديناميكي والكفاءة.