Algoritmo de detección de faltas de resolver de alta velocidad para plataforma de prototipado rápido de control

Abstract

Español:

En las últimas décadas, el aumento de la conciencia medioambiental ha puesto de relieve la necesidad de energías cada vez más limpias. Esta transición energética en curso, busca reducir de forma drástica las emisiones de agentes contaminantes. En el sector de la automoción esto pasa por una mayor implantación de los vehículos eléctricos. En las próximas décadas viviremos un crecimiento exponencial en la producción y comercialización de vehículos ‘limpios’. El vehículo eléctrico funciona con un motor de tracción que requiere conocer, en cada momento, la posición angular del rotor de forma precisa, para poder realizar un control del sistema adecuado y eficiente. El resolver es el dispositivo de medida más utilizado para cumplir esta función. El resolver es un sensor de posición robusto que habitualmente se usa en situaciones donde la seguridad es crítica y en aplicaciones que requieren un control de par del motor que exige precisión y alta resolución sobre la posición y/o la velocidad. Para aumentar la fiabilidad y efectividad de este tipo de sistemas es necesario contar con un esquema de detección de faltas que vigila el correcto funcionamiento del resolver y garantiza, así, la seguridad de los componentes del vehículo eléctrico y de sus pasajeros. Este proyecto se ha centrado en el diseño, la modelización y la simulación del algoritmo de detección de faltas de resolver. Para ello, se ha utilizado el software Matlab/Simulink y, una vez validada su funcionalidad, se ha realizado la implementación y validación del algoritmo mediante XilinX System Generator para su futura aplicación en un dispositivo digital de alta velocidad, como puede ser una FPGA.

Euskera: Azken hamarkadetako ingurune kontzientziaren hazkundeak energia garbiagoak sustatzeko beharra agerian utzi du. Abian jarri den trantsizio energetikoak kutsadura eragileen isurketak murriztea du helburu nagusia. Horrexegatik autogintzan kotxe elektrikoak gero eta gehiago garatu eta ekoizten ari dira. Ibilgailu elektrikoak trakzio motor bat darabil eta honek errotorearen angelu kokapena zehazki ezagutzea eskatzen du uneoro, sistemaren kontrola egoki eta eragingarri izan dadin. Helburu hori betetzeko resolver-a da neurgailurik erabiliena. Segurtasun une kritikoetan erabili ohi den kokapen sentsore sendoa da resolver-a. Motorreko torkearen kontrola zehatza eskatzen duten aplikazioetan, kokapenaz eta abiaduraz, erresoluzio handiko informazioa ematen du. Dispositibo hauen fidagarritasuna eta eraginkortasuna handitzeko, akatsak igertzeko detektorea jartzen da, ibilgailu elektrikoaren segurtasuna bermatzeko. Akatsak igertzeko algoritmoaren eredua finkatu eta simulatu da gure proiektuaren muina. Horretarako Matlab/Simulink sofwarea erabili dugu. Behin eraginkortasuna egiaztatu ondoren. XilinX System Generator-ren bitartez algoritmoa balidatu eta abian jarri dugu. Geroan abiadura handiko dispositibo digital batean jartzeko, FPGA batean kasu.

Ingles: In the last decades, the increase in environmental awareness has highlighted the need for cleaner energies. This ongoing energy transition seeks to drastically reduce emissions of pollutants. In the automotive sector, this involves a higher implementation of electric vehicles. In the coming decades we will experience an exponential growth in the production and commercialization of 'clean' vehicles. The electric vehicle works with a traction electric machine that requires knowing the angular position of the rotor in a precise way, in order to be able to carry out an accurate and efficient control of the system. The resolver is the most used measuring device to fulfil this function. The resolver is a robust sensor for rotary feedback that is commonly used in harsh environment situations where safety is critical and in applications where precision and high resolution over position and/or speed is needed. To increase the reliability and effectiveness of this type of systems, it is necessary to have a fault detection scheme that monitors the correct operation of the resolver and thus guarantees the safety of the components of the electric vehicle and its passengers. This Project has been focused on the design, modelling and simulation of the resolvers fault detection algorithm. For this purpose, the Matlab / Simulink software has been used and once the functionality has been validated, the algorithm has been implemented and validated using the XilinX System Generator for its future application in a high-speed digital device, such as an FPGA.