Anggaran parameter mana-mana sistem fizikal adalah penting untuk mempermudah proses merancang pengawal dan menganalisis prestasi sistem. Dalam banyak kes, anggaran melalui pendekatan eksperimen lebih baik kerana parameter diperoleh menggunakan persediaan dunia sebenar. Ini adalah penting untuk mengesahkan keputusan yang diperoleh menggunakan simulasi untuk memastikan variasi parameter disimpan dalam had penerimaan. Walaupun ada variasi, seseorang hanya dapat mengenal pasti sumber percanggahan. Walau bagaimanapun, tanpa pendekatan eksperimen, hasil dari simulasi berpotensi membawa hasil kepada laluan yang salah, kerana ia hanya menganggap keadaan yang ideal dan mengabaikan ralat persediaan serta variasi produk. Oleh itu, di dalam kertas ini, adalah dicadangkan bahawa anggaran parameter motor BLDC bukan sahaja diperoleh menggunakan pendekatan simulasi, tetapi juga disahkan dengan kaedah eksperimen. Selain itu, kaedah eksperimen yang dicadangkan dalam kertas ini adalah murah dan mudah dilaksanakan tanpa perlu membeli instrumen rumit, tetapi ia masih memberikan ketepatan yang mencukupi dalam anggaran, yang penting untuk operasi masa nyata. Model motor BLDC yang digunakan dalam kertas ini ialah A2212 / 13T 1000KV dari Hobbypower, sebenarnya, mana-mana motor BLDC boleh digunakan tetapi ia dipilih kerana ia boleh didapati secara meluas untuk projek DIY. Masalahnya ialah, perincian parameter tidak diterbitkan atau dibekalkan oleh motor itu sendiri. Oleh itu kertas ini berfungsi sebagai garis panduan sistematik untuk menganggarkan fungsi pemindahan sistem dari parameter penting motor. Parameter sedemikian ialah rintangan line-to-line (๐น๐-๐), induktansi line-to-line (๐ณ๐-๐), garis pemulihan berterusan EMF (๐ฒ๐ ๐-๐) pekali (๐ฉ) dan momen inersia (๐ฑ) pemutar. Dalam eksperimen untuk mendapatkan nilai J dan B, Kaedah Minimum Least Square (LSM) digunakan untuk menapis data bising. Dengan cara yang sama, nilai ๐ฑ dan ๐ฉ dalam pendekatan simulasi dikira menggunakan kedua-dua Estimasi Parameter SIMULINKยฎ (SPE) dan pemodelan CAD menggunakan Solidworkยฎ. Hasil dan respons dari tiga kaedah dinilai dan dibandingkan. Fungsi pemindahan motor BLDC berdasarkan parameter yang diperolehi dibentangkan. Di samping itu, tindak balas motor seperti masa naik (๐ป๐), Masa penyelesaian (๐ป๐), Masa puncak (๐ป๐) dan Peratusan Overshoot (% ๐ถ๐บ) dibentangkan berdasarkan input langkah. Dari hasilnya, disimpulkan bahawa nilai-nilai anggaran melalui pendekatan eksperimen adalah sangat sesuai dengan data simulasi. Oleh itu, model boleh dianalisis dengan lebih lanjut prestasi serta merancang pengawal.
_______________________________________________________________________________________________________
Parameter estimation of any physical system is essential in order to simplify the process of designing the controllers and analyzing the systemโs performance. In many cases, the estimation through an experimental approach is more favorable since the parameters are obtained using the real-world-conditions setup. This is important to validate the result obtained using simulation to ensure the parameter variations is kept within the acceptance limit. Even if there is a variation, one can simply identify the source of the discrepancies. However, without the experimental approach, the outcome from simulation could potentially lead the result to the wrong path, since it only consider the ideal condition and ignores the setup error as well as product variations. Hence, in this paper, it is proposed that, the parameter estimation of BLDC motor is not only obtained using simulation approaches, but also validated with the experimental method. Moreover, the experimental method proposed in this paper is inexpensive and easy to be implemented without having to buy complicated instruments, but it still provides a sufficient accuracy in the estimation, which is crucial for real-time operation. The model of BLDC motor used in this paper is A2212/13T 1000KV from Hobbypower, in fact, any BLDC motors can be used but it is chosen because it is widely available for the DIY projects. The issue is that, the detail of the parameters are neither published nor supplied by the motor itself. Hence this paper serves as a systematic guideline to estimate the systemโs transfer function from the essential parameters of the motor. Such parameters are line-to-line resistance (๐น๐โ๐), line-to-line inductance (๐ณ๐โ๐), line-to-line back EMF constant (๐ฒ๐ ๐โ๐), torque constant (๐ฒ๐ป), viscous friction coefficient (๐ฉ) and rotorโs moment of inertia (๐ฑ). In the experiment to obtain the value of J and B, Least Square Method (LSM) is used to filter the noisy data. In the same way, the value of ๐ฑ and ๐ฉ in simulation approaches are computed using both SIMULINKยฎ Parameter Estimation (SPE) and the CAD modelling using Solidworkยฎ. The results and the responses from three methods are evaluated and compared. The transfer function of BLDC motor based on the parameters obtained are presented. In addition, the motor response such as rise time (๐ป๐), Settling time (๐ป๐), Peak time (๐ป๐) and Percentage of Overshoot (%๐ถ๐บ) are presented based upon the step input. From the result, it is concluded that the estimation values through experimental approach is perfectly in agreement with the simulation data. Therefore, the model can be further analysed the performance as well as designing a controller.
Brushless DC motor parameter estimation with experimental methods / Hoe Yew Hock