(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VÕ VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT DIEZEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THÁI NGUYÊN-2020 ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VÕ VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT DIEZEL Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 852 02 16 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Võ Quang Lạp THÁI NGUYÊN - 2020 iii LỜI CAM ĐOAN Tên là: Võ Văn Hùng Sinh ngày: 22 tháng 02 năm 1969 Học viên lớp CĐK17A – KTĐK&TĐH, Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu nêu luận văn trung thực Những kết luận luận văn chưa cơng bố cơng trình Mọi thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Thái nguyên, tháng 11 năm 2020 Tác giả luận văn Võ Văn Hùng iv LỜI CẢM ƠN Tơi xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp- người hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin trân thành cảm ơn thầy giáo Khoa Cơng nghệ tự động hóa trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái Nguyên đóng góp nhiều ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Phòng Đào Tạo, phòng ban, Khoa sau đại học, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường đại học công nghệ thông tin truyền thông Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi mặt để tơi hồn thành khóa học Thái nguyên, tháng 11 năm 2020 Tác giả luận văn Võ Văn Hùng v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên ký hiệu STT Ý nghĩa F- Đ: Hệ truyền động máy phát động điện chiều T-Đ Hệ truyền động thysirtor động điện chiều PID Bộ điều chỉnh tỷ lệ vi tích phân P Bộ điều chỉnh tỷ lệ I Bộ điều chỉnh tích phân PI Là điều chỉnh tỷ lệ tích phân PD Là điều chỉnh tỷ lệ vi phân vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ (hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị ) Hình 1 Sơ đồ khối điều chỉnh tần số thứ cấp Hình Sơ đồ cấu đo tần số (a); Biểu đồ vectơ điện áp (b) .4 Hình Đường đặc tính tĩnh Diezel (1,2,3) phụ tải (1’,2’,3) Hình Giới thiệu hệ điều tốc máy phát Diezen 10 Hình Đồ thị công thị 10 Hình Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc Diezel .13 Hình Sơ đồ khối hệ thống truyền động điều chế độ rộng xung động .14 Hình Sơ đồ nguyên lý biến đổi PWM dạng 15 Hình Đồ thị điện áp biến đổi PWM dạng H 15 Hình Sơ đồ khối hệ điều chỉnh vị trí 18 Hình 2 Sơ đồ tổng hợp hệ truyền động PWM-Đ 19 Hình Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động PWM - D 19 Hình Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện 21 Hình Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vịng dịng điện 22 Hình Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng tốc độ 23 Hình Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động xung điện áp động 24 Hình Sơ đồ mơ hệ truyền động điện 25 Hình Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng vị trí 27 Hình Quan hệ  ω………………………………………………….32 Hình Sơ đồ khối điều khiển mờ .33 Hình 3 Mơ hình chuyển đổi hiểu biết người hệ mờ 37 Hình 4.Ví dụ chọn tập liệu vào/ra .38 Hình Hệ điều khiển mờ theo luật I .43 Hình Hệ điều khiển mờ theo luật PD 43 Hình Hệ điều khiển mờ theo luật PI 44 Hình Hệ điều khiển mờ PID 45 vii Hình Mơ hình điều khiển mờ lai kinh điển 47 Hình 10 Mơ hình điều khiển mờ bù 47 Hình 11 Mơ hình điều khiển mờ lai chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 49 Hình 12 Cấu trúc bên chỉnh định mờ 50 Hình 13 Định nghĩa biến vào điều khiển mờ lai PD 53 Hình 14 Định nghĩa tập mờ cho biến ET điều khiển mờ lai PD 53 Hình 15 Định nghĩa tập mờ cho biến DET điều khiển mờ lai PD .53 Hình 16 Định nghĩa tập mờ cho biến U điều khiển mờ lai PD 54 Hình 17 Xây dựng luật điều khiển cho điều khiển mờ lai PD 54 Hình 18 Bề mặt đặc trưng cho quan hệ vào điều khiển mờ lai PD 54 Hình 19 Quan sát tín hiệu vào mờ lai PD 55 Hình 20 Sơ đồ mô điều khiển mờ lai PD nối song song 55 Hình 21 Đáp ứng vị trí điều chỉnh mờ lai PD nối song song .56 Hình 22 Đáp ứng tốc độ điều chỉnh mờ lai PD nối song song 56 Hình 23 Đáp ứng mô men điều chỉnh mờ lai PD nối song song .56 Hình 24 Sơ đồ mô điều khiển mờ lai PD nối nối tiếp 57 Hình 25 Đáp ứng vị trí điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp 57 Hình 26 Đáp ứng tốc độ điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp 57 Hình 27 Đáp ứng mô men điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp 57 Hình 28 Sơ đồ mô so sánh chất lượng điều khiển PID 58 Hình 29 Đáp ứng vị trí với khoảng dịch chuyển 0.01rad 58 Hình 30 Đáp ứng tốc độ với khoảng dich chuyển 0.01 rad 59 Hình 31 Đáp ứng mơ men với khoảng dich chuyển 0.01 rad .59 Hình 32 Đáp ứng vị trí với khoảng dịch chuyển 0.1rad .60 Hình 33 Đáp ứng tốc độ với khoảng dich chuyển 0.1 rad 60 Hình 34 Đáp ứng mơ men với khoảng dich chuyển 0.1 rad 60 Hình 35 Đáp ứng vị trí với khoảng dịch chuyển 1rad .61 Hình 36 Đáp ứng tốc độ với khoảng dich chuyển rad 61 viii Hình 37 Đáp ứng mô men với khoảng dich chuyển rad 62 Hình 38 Đáp ứng vị trí với khoảng dịch chuyển 10 rad .62 Hình 39 Đáp ứng tốc độ với khoảng dich chuyển 10 rad 63 Hình 40 Đáp ứng mơ men với khoảng dich chuyển 10 rad 63 ix MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .III LỜI CẢM ƠN IV DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH TẦN SỐ .3 TRONG MÁY PHAT ĐIỆN DIEZEL 1.1 Ý nghĩa việc ổn định tần số: 1.2 Các phương pháp ổn định tần số máy phát điện: 1.2.1 Ổn định tần số thứ cấp: 1.2.2 Ổn định tần số sơ cấp 1.3 Hệ điều tốc ổn định tần số máy phát Diezel 1.3.1 Các thông số đặc trưng điều tốc 1.3.2.Giới thiệu sơ đồ 1.3.3 Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc Diezen để ổn định tần số máy phát điện 13 1.3.4.Các hệ thống truyền động ứng dụng hệ ổn định tốc độ Diezel 14 Kết luận chương 1: 16 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT TÍNH TỐN VÀ TỔNG HỢP HỆ VỚI MẠCH VỊNG PHẢN HỒI VỊ TRÍ TUYẾN TÍNH DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID .18 2.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ điều chỉnh vị trí 18 2.2 Khảo sát tính tốn hệ truyền động ổn định tốc độ 18 2.2.1 Giới thiệu sơ đồ 18 2.2.2 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ truyền động PWM 19 2.2.3 Hàm truyền khâu hệ truyền động 20 2.2.4 Tổng hợp hệ truyền động 21 2.2.5 Mô hệ 25 x 2.3 Khảo sát tính tốn hệ truyền động ổn định vị trí với điều khiển PID tuyến tính .26 2.3.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh vị trí 27 2.3.2 Tổng hợp điều khiển vị trí 27 2.3.2 Mô 29 Kết luận chương 2: 30 CHƯƠNG 3: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN ỔN .31 ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN DIEZEN BẰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 31 3.1 Tính phi tuyến điều khiển vị trí 31 3.2 Ứng dụng điều khiển mờ mạch vịng vị trí 32 3.2.1 Sơ đồ khối điều khiển mờ 33 3.2.2 Nguyên lý điều khiển mờ .35 3.2.3 Những nguyên tắc tổng hợp điều khiển mờ 36 3.3 Các điều khiển mờ .41 3.3.1 Phương pháp tổng hợp kinh điển 41 3.3.2 Bộ điều khiển mờ tĩnh 42 3.3.3 Bộ điều khiển mờ động 42 3.4 Bộ điều khiển mờ lai PID 46 3.4.1 Giới thiệu chung .46 3.4.2 Bộ điều khiển mờ lai chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 48 3.5 Tổng hợp hệ thống với điều khiển PID kết hợp điều khiển mờ cho điều khiển chuyển động ổn định tần số máy phát Diezel 50 3.6 Mô hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai PD 55 3.6.1 Bộ điều khiển mờ lai PD nối song song 55 3.6.2 Bộ điều khiển mờ lai PD nối nối tiếp .57 3.7 So sánh chất lượng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD .58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 55 Hình 19 Quan sát tín hiệu vào mờ lai PD 3.6 Mô hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai PD 3.6.1 Bộ điều khiển mờ lai PD nối song song Hình 20 Sơ đồ mơ điều khiển mờ lai PD nối song song 56 Hình 21 Đáp ứng vị trí điều chỉnh mờ lai PD nối song song Hình 22 Đáp ứng tốc độ điều chỉnh mờ lai PD nối song song Hình 23 Đáp ứng mơ men điều chỉnh mờ lai PD nối song song 57 3.6.2 Bộ điều khiển mờ lai PD nối nối tiếp Hình 24 Sơ đồ mơ điều khiển mờ lai PD nối nối tiếp Hình 25 Đáp ứng vị trí điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp Hình 26 Đáp ứng tốc độ điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp Hình 27 Đáp ứng mô men điều chỉnh mờ lai PD nối nối tiếp 58 3.7 So sánh chất lượng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD Hình 28 Sơ đồ mơ so sánh chất lượng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD a Kết mô với khoảng dịch chuyển 0.01rad Hình 29 Đáp ứng vị trí với khoảng dịch chuyển 0.01rad 59 Hình 30 Đáp ứng tốc độ với khoảng dich chuyển 0.01 rad Hình 31 Đáp ứng mơ men với khoảng dich chuyển 0.01 rad b Kết mô với khoảng dịch chuyển 0.1rad ... điều khiển nâng cao chất lượng Có nhiều điều khiển mới, luận văn đề xuất điều khiển mờ để nâng cao chất lượng hệ ổn định tần số máy phát Diezel Điều khiển mờ giữ vai trò quan trọng hệ thống điều. .. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VÕ VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT DIEZEL Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 852... pháp 1.2.1 Ổn định tần số thứ cấp: Ổn định thứ cấp lấy tín hiệu điện có tần số phát máy phát để tạo mạch phản hồi hệ điều khiển ổn định tần số máy phát Hệ điều chỉnh ổn định tần số thứ cấp thể hình