Diseño de un Controlador Robusto por Modos Deslizantes sin Sensor Mecánico para un Motor de Corriente Directa sin Escobillas

Abstract

Los motores de corriente directa sin escobillas gozan de gran popularidad en diversas aplicaciones debido a su alta eficiencia y densidad de potencia. Obtener un desempeño deseado puede resultar muy complejo debido a características no lineales, perturbaciones de carga y variaciones paramétricas. En este trabajo se presenta el diseño de un controlador sin sensor mecánico para regular la velocidad de un motor de corriente directa sin escobillas. La técnica de control por modos deslizantes es robusta ante la presencia de perturbaciones que están en el sub-espacio de control (pertubaciones matched) pero es suceptible a perturbaciones que están fuera del sub-espacio de control (perturbaciones unmatched). Para mejorar la robustez del sistema ante perturbaciones presentes fuera del campo de acción del control por modos deslizantes convencional se desarrolló un algoritmo de control por modos deslizantes anidados de alto orden para el seguimiento de la velocidad de rotor. También se presenta el diseño de un observador por modos deslizantes para la estimación de la velocidad de rotor para la operación sin sensor mecánico. El controlador diseñado es simulado numéricamente para mostrar el desempeño del sistema ante perturbaciones dentro y fuera del sub espacio de control. Adicionalmente se demuestra un correcto seguimiento de la velocidad de rotor ante señales de referencia variables en el tiempo.