AN OPTIMISATION-BASED APPROACH FOR DESIGNING INDIRECT SENSORS APPLIED TO AN INDUCTION MOTOR

Abstract

Valdés et al.:An optimisation-based approach for designing indirect sensors applied to an induction motor Rev. RESUMEN Este artículo propone una novedosa estrategia aplicada al problema de estimación no lineal de estados en un motor de inducción (MI). Este método permite, en general, la estimación de variables de difícil acceso o que simplemente no se pueden medir. Lo cual es posible a través de mediciones indirectas, considerando un modelo dinámico del proceso y un algoritmo de estimación basado en optimización no lineal. El principal atractivo de esta estrategia de estimación de estados denominada MHSE (Moving Horizon State Estimation) en un MI, que permite conocer la magnitud del flujo, la velocidad o posición del rotor, es su simplicidad de implementación, sus buenas características de convergencia, su independencia de estructuras preestablecidas de modelos y su fácil sintonía. Resultados en simulación muestran la efectividad del método propuesto efectuando la estimación de la velocidad de un MI bajo diferentes puntos de operación. Palabras clave: MHSE, estimación de estados, motor de inducción, optimización no lineal, horizonte móvil. ABSTRACT This article proposes an innovative strategy to the problem of non-linear estimation of states in an induction motor, (IM). This method allows the estimation of variables that are difficult to access or that are simply impossible to measure. The estimation is made possible by using indirect measures, through the consideration of a dynamic model of the process and an estimation algorithm based on non-linear optimization. This state estimation strategy (a.k.a. Moving Horizon State Estimation or MHSE) in an IM allows the determination of the flux magnitude and the velocity or position of the rotor. Its principal advantages are the simplicity of its implementation, good convergence characteristics, independence from pre-established model structures, and easy tuning. Simulated results corroborate the effectiveness of the proposed method through estimates of the velocity of an IM under different operational situations.