Sviluppo e validazione sperimentale di un modello digital-twin per azionamento vettoriale con motore SPMSM in configurazione back-to-back.

La tesi riguarda lo sviluppo, simulazione e validazione sperimentale di un modello digital-twin per azionamento vettoriale di un motore sincrono a magneti permanenti superficiali (SPMSM) con inverter trifase PWM a sette intervalli, in configurazione back-to-back. Lo scopo principale è la realizzazione, tramite MATLAB/Simulink, di una piattaforma di simulazione fedele alle dinamiche di un banco prova e che supporti il sistema di controllo e autotuning del PI di velocità. Grazie a Motor Control Blockset, il modello riproduce le equazioni d-q di motore e inverter, ponendo le basi per future estensioni di code generation e hardware-in-the-loop. Il controllo adotta un doppio anello annidato: l’anello interno regola le correnti d-q tramite PI digitali con anti-windup, quello esterno la velocità con autotuning dei parametri per ottimizzare la risposta dinamica, integrando inoltre algoritmi di field weakening per ampliare il funzionamento oltre la velocità base. Il modello include la possibilità di perturbare i segnali di feedback per riprodurre reali condizioni operative. La validazione è stata effettuata confrontando i risultati simulati con le prove sperimentali al banco con rampe di velocità, variazioni di carico, regime costante e inversione di rotazione: lo scarto tra dati simulati e sperimentali si mantiene sempre basso e sicuramente accettabile. La piattaforma accelera il tuning dei controllori, riduce rischi e tempi di sviluppo su hardware reale e rappresenta una solida base per future applicazioni real-time e strategie avanzate di controllo e diagnostica per azionamenti con SPMSM.