Hệ truyền động ba pha là hệ truyền động được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng điện công nghiệp. Tuy nhiên, trong một vài thập kỷ gần đây, sự quan tâm đến các hệ truyền động động cơ cảm ứng nhiều pha gia tăng đáng kể, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp như ô tô, xe điện, xe điện lai, hàng không vũ trụ, quân sự và hạt nhân nơi đòi hỏi độ tin cậy cao, công suất lớn động cơ nhiều pha ngày càng chiếm ưu thế và dần thay thế cho các hệ truyền động ba pha truyền thống. Những ưu điểm vượt trội của hệ truyền động này như [1]: Giảm dòng trên mỗi pha, giảm biên độ và tăng
tần số xung động mô men, giảm tổn hao trên rotor, tỉ trọng mô men trên dòng điện cao. Hệ truyền động nhiều pha cũng được đánh giá làm việc an toàn, tin cậy, khả năng chịu sự cố cao hơn so với hệ ba pha truyền thống. Do những ưu điểm của hệ truyền động nhiều pha mà ngày nay nó thậm chí được xem xét và áp dụng cho những hệ truyền động công suất nhỏ, đòi hỏi làm việc tin cậy, an toàn cao. Trong số rất nhiều loại động cơ nhiều pha, động cơ không đồng bộ sáu pha (SPIM) là một trong những loại động cơ phổ biến nhất.
Giống như các hệ truyền động động cơ AC, hệ truyền động SPIM ngoài việc chịu ảnh hưởng từ tính chất phi tuyến của đối tượng điều khiển còn bị tác động bởi độ nhạy của tham số máy điện trong quá trình hoạt động và việc khó điều khiển tách rời độc lập thành phần từ trường và mô men như động cơ DC. Có hai kỹ thuật cơ bản để điều khiển SPIM là kỹ thuật điều khiển vô hướng và điều khiển vector. Trong kỹ thuật điều khiển vô hướng, cường độ và tần số của điện áp hoặc dòng điện stator được điều khiển. Phương pháp này có ưu điểm là dễ thực hiện tuy nhiên lại cho đáp ứng động kém. Do đó, điều khiển vector được sử dụng cho các hệ truyền động IM yêu cầu chất lượng điều khiển cao. Với kỹ thuật điều khiển này, SPIM được vận hành giống như một động cơ DC. Trong kỹ thuật điều khiển vector, các bộ điều khiển dựa trên điều khiển PID với các hệ số cố định khó có thể đạt được chất lượng điều khiển thỏa đáng trong các trường hợp mô men tải, điều kiện vận hành và các tham số của động cơ thay đổi.
Để nâng cao chất lượng của điều khiển vector cho các hệ truyền động SPIM, điều khiển PID dần được thay thế bằng các kỹ thuật điều khiển phi tuyến như: Điều khiển tuyến tính hóa hồi tiếp [35], điều khiển mô hình trượt [38], điều khiển Backstepping [41], điều khiển Logic mờ [44], điều khiển mạng nơ ron (NN) [46], điều khiển dự báo [48], điều khiển thụ động [49], điều khiển Hamiltonia [52],….
Tuy nhiên, do cấu trúc ghép nối phi tuyến của SPIM, cũng như sự thay đổi tham số và nhiễu tải bên ngoài luôn tồn tại, việc ứng dụng các phương pháp điều khiển phi tuyến độc lập chưa khắc phục triệt để các hạn chế của hệ truyền động phi tuyến như: Vấn đề về thời gian đáp ứng, sai tốc độ cao, hoạt động không ổn định đặc biệt là ở vùng tốc độ thấp, dao động mô men và không bền vững trước sự thay đổi tham số máy, nhiễu tải....
vì vậy, việc đòi hỏi một hệ thống điều khiển ổn định, bền vững, luôn duy trì hiệu quả điều khiển mong muốn vẫn là một thách thức lớn và đồng thời nó
cũng chính là động lực để các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu các giải pháp cải tiến tối ưu hơn nữa các bộ điều khiển cho các hệ truyền động SPIM.
Bên cạnh việc cải thiện và tối ưu các kỹ thuật điều khiển, chúng ta cũng nhận thấy rằng chất lượng, độ tin cậy, bền vững của điều khiển vector hệ SPIM một phần cũng phụ thuộc vào các bộ nhận dạng tham số của máy (các chiến lược điều khiển FOC cần thông tin chính xác về cả biên độ và vị trí góc của từ thông rotor, điều khiển DTC cần thông tin về từ thông stator). Các thành phần từ thông này không thể đo trực tiếp được mà được tính toán, ước lượng thông qua các mô hình toán và các kỹ thuật ước tính. Do đó, chất lượng điều khiển không thể đảm bảo nếu sử dụng các bộ nhận dạng không phù hợp. Các vấn đề thường gặp khi nhận dạng các tham số máy đặc biệt là từ thông rotor gặp một số vấn đề như: Độ nhạy của thông số, các vấn đề tích phân thuần túy, v.v… Cho đến hiện tại, đây vẫn luôn là một thách thức cần nghiên cứu khắc phục và cải tiến triệt để trong lĩnh vực điều khiển vector của các hệ truyền động sử dụng động cơ SPIM.
Trong điều khiển vector hệ truyền động SPIM, ngoài thông tin về từ thông và các tham số của máy, các thông tin về tốc độ rotor của động cơ cũng được yêu cầu. Các hệ truyền động SPIM truyền thống thường được trang bị một cảm biến tốc độ gắn trên trục động cơ để cung cấp thông tin tốc độ cho điều khiển vector của hệ. Điều này sẽ làm tăng chi phí, kích thước, trọng lượng và làm giảm độ tin cậy của hệ thống. Trong một vài thập kỷ gần đây việc kiểm soát các hệ truyền động SPIM không sử dụng cảm biến tốc độ gắn trên trục động cơ được tập trung nghiên cứu và phát triển. Công nghệ này thường được gọi là "Điều khiển không cảm biến". Với chiến lược này, tốc độ động cơ được ước tính thay vì đo trực tiếp bằng các loại cảm biến tốc độ. Điều khiển không cảm biến ngoài việc khắc phục được những nhược điểm của hệ sử dụng cảm biến tốc độ được đề cập ở trên còn làm tăng độ tin cậy, tính ổn định, bền vững của hệ thống [55- 57]. Rất nhiều chiến lược mới đã được nghiên cứu và đề xuất. Các chiến lược này khá thành công trong dải tốc độ cao và trung bình. Tuy nhiên, duy trì chất lượng ước lượng ở dải tốc độ thấp và tốc độ không vẫn là một thách thức lớn do ảnh hưởng của sự biến đổi tham số, các vấn đề tích phân thuần túy, vấn đề về điện áp stator và tính phi tuyến của biến tần, … Các nghiên cứu để cải thiện chất lượng của các bộ quan sát tốc độ, đặc biệt trong dải tốc độ thấp và tốc độ gần không nhận được sự quan tâm rất lớn và được tập trung phát triển trong thời gian gần đây.