(LUẬN văn THẠC sĩ) cân bằng tải cho 02 động cơ xoay chiều nối cứng trục, chung tải

I ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -o0o - DƯƠNG THỊ YẾN CÂN BẰNG TẢI CHO 02 ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU NỐI CỨNG TRỤC, CHUNG TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa CB HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN DUY CƯƠNG THÁI NGUYÊN- 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com II LỜI CAM ĐOAN Tên là: Dương Thị Yến Sinh ngày: 16 tháng 05 năm 1989 Học viên Cao học Khoá 16 – Lớp Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Xin cam đoan luận văn “Cân tải cho 02 động xoay chiều nối cứng trục, chung tải” thầy giáo PGS.TS Nguyễn Duy Cương hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tôi xin cam đoan tất nội dung luận văn nội dung đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Nếu có vấn đề nội dung luận văn, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan Thái Nguyên, ngày 09 tháng năm 2016 Học viên Dương Thị Yến Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com III LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương hướng dẫn tận tình giúp đỡ thầy giáo PGS.TS Nguyễn Duy Cương, luận văn với đề tài “Cân tải cho 02 động xoay chiều nối cứng trục, chung tải” hồn thành Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới: Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Duy Cương tận tình dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Các thầy giáo Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp, quan tâm động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập để hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng hết sức, song điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế thân cịn ít, đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo bạn bè đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 09 tháng năm 2016 Học viên DƯƠNG THỊ YẾN Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com IV MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÂN BẰNG TẢI CHO HAI ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU NỐI CỨNG TRỤC 1.1 Những yêu cầu truyền động thực tế 1.2 Giải pháp truyền thống 1.3 Giải pháp đề xuất CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU 2.1 Máy điện xoay chiều 2.1.1 Khái niệm chung máy điện đồng 2.1.2 Cấu tạo máy điện đồng 10 2.1.3 Nguyên lý hoạt động máy điện đồng .12 2.1.4 Phân loại máy điện đồng .12 2.2 Động điện đồng .13 2.2.1 Nguyên lý làm việc động điện đồng pha 13 2.2.2 Các phương pháp khởi động động đồng 14 2.2.3 Mô hình tốn mơ tả động học động đồng pha .14 2.2.3.1 Biến đổi hệ tọa độ .15 2.2.3.2 Các phương trình hệ tọa độ dq .16 2.2.3.3 Phương trình tính điện áp MTu 16 2.3 Mơ hình hai động đồng từ thơng dọc trục kích từ nam châm vĩnh cửu nối cứng trục 17 2.3.1 Phương trình tốn mơ tả động đồng 01 17 2.3.2 Phương trình tốn mơ tả động đồng 02 18 2.3.3 Phương trình mơ men hai động chung tải 18 CHƯƠNG 19 ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI THEO MƠ HÌNH MẪU (MRAS) 19 3.1 Hệ thống điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu 19 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển thích nghi trực tiếp 23 3.2.1 Thiết kế điều khiển thích nghi trực tiếp dựa vào luật MIT .23 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com V 3.2.2 Thiết kế điều khiển thích nghi tuyến tính dựa vào phương pháp ổn định Lyapunov 31 3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển thích nghi gián tiếp dựa vào phương pháp ổn định Lyapunov 36 3.3.1 Xác định cấu trúc đối tượng mơ hình mẫu .37 3.3.2 Xác định phương trình sai số .38 3.3.3 Chọn hàm Lyapunov V(e) .39 3.3.4 Xác định điều kiện để đạo hàm V (e) xác định âm .39 3.3.5 Tìm tham số biểu thức tham số am , bm 40 3.3.6 Xác định tham số p11, p22 41 3.3.7 Thiết kế điều khiển PD thích nghi 41 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG 47 4.1 Thiết kế mô cho động chiều 47 4.1.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện động 48 4.1.2 Thiết kế điều chỉnh dòng điện động dùng điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu MRAS 50 4.1.3 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 53 4.1.4 Kết luận 55 4.2 Thiết kế mô cho động xoay chiều .55 4.2.1 Xây dựng đối tượng Matlab/Simulink 55 4.2.2 Thiết kế điều khiển .57 4.2.2.1 Xây dựng điều khiển PID theo phương pháp Zigler – Nichol .57 4.2.2.2 Bộ điều khiển PI thích nghi điều chỉnh dịng điện 64 4.3 Kết luận chương 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com VI DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt MRAS PID Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh Model Reference Adaptive Hệ thống thích nghi theo System mơ hình mẫu Proportional - Integral Derivative Tỷ lệ- tích phân - đạo hàm AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều DC Direct Current Dòng điện chiều AD Analog digital Bộ biến đổi tương tự -số TNTT Thích nghi trực tiếp ĐCĐB Động đồng ĐB3P Đồng pha Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com VII DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phụ tải sử dụng 01 động Hình 1.2: Hai động có cuộn phần ứng kích từ tương ứng nối tiếp Hình 1.3: Hai động với hai điều khiển riêng rẽ Hình 1.4: Cấu trúc hệ thống điều khiển truyền thống Hình 1.5: Cấu trúc hệ thống điều khiển đề xuất Hình 2.1: Cấu tạo máy điện đồng 11 Hình 2.2: Sơ đồ Véc-tơ chuyển đổi sang hệ dq 15 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển thích nghi tham số 20 Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển thích nghi tín hiệu 20 Hình 3.3: Điều khiển thích nghi trực tiếp 22 Hình 3.4: Mơ hình đối tượng điều khiển mơ hình mẫu 23 Hình 3.5: Sự thay đổi tham số bq dẫn tới thay đổi đáp ứng đầu 25 Hình 3.6: Đáp ứng đầu đối tượng (Yp), đáp ứng mơ hình mẫu (Yp1) sai lệch hai đáp ứng đầu (e) thay đổi tham số bp 26 Hình 3.7: Bộ điều khiển thích nghi trực tiếp dựa vào luật MIT theo tham số Kb 27 Hình 3.8: Đáp ứng đầu đối tượng điều khiển mơ hình mẫu theo luật MIT 27 Hình 3.9: Sai lệch đầu đối tượng mơ hình mẫu 27 Hình 3.10: Hệ số thích nghi Kb theo luật MIT 28 Hình 3.11: Sơ đồ mơ chỉnh định thông số Ka Kb 29 Hình 3.12: Đáp ứng đầu sai lệch đầu đối tượng mơ hình mẫu 30 Hình 3.13:Các hệ số Ka Kb 30 Hình 3.14: Khi thay đổi hệ số thích nghi 31 Hình 3.15: Hệ thống điều khiển thích nghi gián tiếp 42 Hình 3.16: Hệ thống điều khiển thích nghi gián tiến Matlab/Simulink 44 Hình 3.17: Đáp ứng đối tượng, mơ hình mẫu với tham số đối tượng thay đổi t  15(s);t  30(s) 45 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com VIII Hình 3.18: Đáp ứng tham số hiêu chỉnh mơ hình mẫu tham số thích a , b K p , Kd nghi m m , với thay đổi tham số mơ hình đối tượng t  15(s);t  30(s) 46 Hình 4.1: Cấu trúc hệ thống điều khiển 47 Hình 4.2: Tổng hợp mạch vòng dòng điện 48 Hình 4.3: Sơ đồ mơ điều khiển dòng điện động 50 Hình 4.4: Đáp ứng dịng điện 50 Hình 4.5: Sơ đồ mơ điều khiển dịng thích nghi cho động 51 Hình 4.6: Đáp ứng dịng điện đầu sai lệch động so với dòng điện mẫu 52 Hình 4.7: Các tham số điều khiển 52 Hình 4.8: Cấu trúc mạch vịng tốc độ 53 Hình 4.9: Sơ đồ mơ mạch vịng tốc độ 54 Hình 4.10: Đáp ứng đầu mạch vòng tốc độ 54 Hình 4.11: Sơ đồ chuyển đổi từ Uabc sang Udq 55 Hình 4-12: Sơ đồ mối liên hệ yd, yq với isd, isq 56 Hình 4.13: Mơ hình chi tiết động ĐB3P 56 Hình 4.14: Mơ hình động đồng pha 57 Hình 4.15: Mơ hình động ĐB3P nối cứng trục 57 Hình 4.16: Đáp ứng nấc hệ hở có dạng S 58 Hình 4.17: Xác định số khuếch đại tới hạn 59 Hình 4.18: Đáp ứng nấc hệ kín k = kth 59 Hình 4.19: Bộ điều khiển PI chỉnh dòng ĐCĐB pha 01 60 Hình 4.20: Cấu trúc điều khiển PI chỉnh dòng đối 60 với mơ hình ĐCĐB pha nối cứng trục 60 Hình 4.21: Sơ đồ mạch vịng ổn định tốc độ 01 ĐCĐB pha 61 Hình 4.22: Sơ đồ mạch vịng ổn định tốc độ với ĐCĐB pha nối cứng trục Các thông số ổn định tốc độ dựa theo phương pháp Ziegler – Nichols 61 Hình 4.23: Đặc tính dịng Isq động 01 02 hệ tọa độ dq sử dụng điều khiển PID 62 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com IX Hình 4.24: Sai lệch dịng Isq1 ĐC01 với Isq2 ĐC02 sử dụng điều khiển PID 63 Hình 4.25: Sơ đồ mơ điều khiển thích nghi dịng điện isd2;isq2 động 02 Matlab/Simulink 2012 66 Hình 4.26: Đặc tính dịng điện Isq1; Isq2 áp dụng điều khiển PI thích nghi 67 Hình 4.27: Sai lệch Isq1; Isq2 áp dụng điều khiển PI thích nghi 68 Hình 4.28: Đặc tính tốc độ hệ thống áp dụng điều khiển PI thích nghi 68 Hình 4.29: Đặc tính mơmen hệ thống áp dụng điều khiển PI thích nghi 69 Hình 4.30:Tham số thích nghi Kp điều khiển PI dòng điện isq2 69 Hình 4.31:Tham số thích nghi Ki điều khiển PI thích nghi dịng điện isq2 70 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại cơng nghiệp hóa đại hóa gắn liền với tri thức nay, việc ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật hệ thống điều khiển, từ việc điều khiển động công suất nhỏ, đến động công suất lớn để điều khiển đèn giao thông ngã tư dây truyền, hệ thống nhà máy, xí nghiệp đặc biệt quan tâm Cùng với trợ giúp máy tính, trí tuệ nhân tạo, hệ thống điều khiển ngày trở nên hoàn thiện hơn, phục vụ nhiều chức khả tự động hóa ngày cao Do đó, yêu cầu cán kỹ thuật phải có trình độ cao, đồng thời phải có khả nắm bắt công nghệ cách tốt Tuy nhiên, hệ thống sử dụng lại yêu cầu người cán kỹ thuật phải có khả nắm bắt cải tiến công nghệ cho hệ thống Việc sử dụng động công suất lớn đáp ứng yêu cầu tải gặp nhiều khó khăn thiết kế, chế tạo động công suất lớn Vận hành động công suất lớn đồng nghĩa với việc kèm với thiết bị biến đổi (bộ chỉnh lưu có điều khiển động chiều, nghịch lưu động xoay chiều) công suất lớn Việc chế tạo động công suất lớn chế tạo biến đổi cơng suất lớn tương xứng khẳng định phức tạp đắt để thiết kế chế tạo Với đề tài: “Cân tải cho 02 động xoay chiều nối cứng trục, chung tải”, đưa giải pháp khắc phục khó khăn, hạn chế thay sử dụng động công suất lớn ta sử dụng 02 động có tổng cơng suất cơng suất động cần thay thế, động chọn có tốc độ định mức cơng suất định mức, nối cứng trục Ưu điểm giải pháp là: Tính khả thi việc thiết kế, chế tạo động biến đổi kèm có cơng suất nhỏ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 59 Hình 4.17: Xác định số khuếch đại tới hạn Thay điều khiển PID hệ kín khuếch đại (hình 4.6) Tăng hệ số khuếch đại tới giá trị tới hạn kth để hệ kín chế độ biên giới ổn định, tức h(t) có dạng dao động điều hòa Xác định chu kỳ Tth dao động Hình 4.18: Đáp ứng nấc hệ kín k = kth Thông số điều khiển chọn theo bảng 4.2 Bảng 4.2: Các tham số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ Thông số BĐK kp TI TD P 0,5kth - - PI 0,45kth 0,85Tth - PID 0,6kth 0,5Tth 0,125Tth Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 60 a) Bộ điều khiển PI điều chỉnh dòng điện động ĐB3P Trước vào thiết kế điều khiển thích nghi điều chỉnh dịng cho động thứ 2, ta tiến hành thiết kế điều khiển PID cho đồng thời động Giải thuật xây dựng điều khiển PID luận văn đưa dựa theo phương pháp thực nghiệm Ziegler-Nichols Hình 4.19: Bộ điều khiển PI chỉnh dịng ĐCĐB pha 01 Bởi động có tính chất giống nhau, ta cần tính tốn điều khiển dịng cho động thứ nhất, tương tự ta có điều khiển dịng cho động thứ Hình 4.20: Cấu trúc điều khiển PI chỉnh dịng mơ hình ĐCĐB pha nối cứng trục Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 61 Các thông số điều khiển PI hiệu chỉnh dịng Isd Isq tính tốn dựa theo phương pháp Ziegler – Nichols b) Bộ điều khiển PID điều chỉnh tốc độ động đồng pha Để ổn định tốc độ động tải thay đổi trình làm việc, mạch vòng điều chỉnh tốc độ thực điều khiển PID Sơ đồ hệ thống ổn định tốc độ động đồng pha xây dựng (Hình 4-21) Hình 4.21: Sơ đồ mạch vịng ổn định tốc độ 01 ĐCĐB pha Mạch vòng ổn định tốc độ quay động cơ, bên cạnh điều khiển PID cịn bao gồm phần khởi động mềm hạn dịng Tương tự ta có sơ đồ mơ mạch vịng ổn định tốc độ tương ứng với mơ hình động nối cứng trục (Hình 4-22) Hình 4.22: Sơ đồ mạch vịng ổn định tốc độ với ĐCĐB pha nối cứng trục Các thông số ổn định tốc độ dựa theo phương pháp Ziegler – Nichols Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 62 c) Kết mô Bảng 4.3:Thông số kỹ thuật động Công suất định mức Điện áp pha định mức Tần số lưới điện Điện trở cuộn dây stator 4,5KW 220V 50Hz Điện cảm dọc trục Điện cảm ngang trục Mơ-men qn tính Từ thơng cực Số đôi cực từ Tốc độ đặt ω* = 400 ( rad/s ) Sau động khởi động không tải 0,05 giây ta cho động mang tải mT = 20 Nm Kết mô sau : Hình 4.23: Đặc tính dịng Isq động 01 02 hệ tọa độ dq sử dụng điều khiển PID Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 63 - Thơng số điều khiển dịng tìm dựa theo phương pháp Ziegler Nichols sau: Bộ PIsd1 hiệu chỉnh mạch vòng dòng điện isd1 có hàm truyền: (4.1) Bộ PIsq1 hiệu chỉnh mạch vịng dịng điện isq1 có hàm truyền: (4.2) Bộ PIsd2 hiệu chỉnh mạch vịng dịng điện isd2 có hàm truyền: (4.3) Bộ PIsq2 hiệu chỉnh mạch vịng dịng điện isq2 có hàm truyền: (4.4) - Thông số điều khiển ổn định tốc độ: (4.5) Hình 4.24: Sai lệch dịng Isq1 ĐC01 với Isq2 ĐC02 sử dụng điều khiển PID Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 64 Kết luận: - Khi hệ thống làm việc ổn định tốc độ động bám theo giá trị đặt, sai lệch tĩnh hệ thống gần khơng - Khi động làm việc có tải thời điểm 0,05 giây, tốc độ động giảm xuống sau lại ổn định bám trở lại tốc độ đặt - Dòng điện khởi động nằm phạm vi cho phép Trong điều kiện thực tế động khơng hồn tồn giống Suy giả thiết đưa tham số Rs động sai khác Nhận thấy dòng điện Isq1 Isq2 khơng hồn tồn bám thể (Hình 4.23) (Hình 4.24) 4.2.2.2 Bộ điều khiển PI thích nghi điều chỉnh dịng điện Giải pháp đề xuất trình bày nghiên cứu là: giữ nguyên cấu trúc điều khiển hai mạch vòng điều khiển, điều khiển PID mạch vòng tốc độ bên ngồi chung cho 02 động với thơng số cố định, hai điều khiển PID mạch vòng dòng điện bên riêng cho 02 động cơ, điều khiển dịng điện động 1với thơng số cố định, tín hiệu điều khiển tín hiệu mẫu, thơng số điều khiển dịng động thứ hai hiệu chỉnh dựa sai lệch dịng điện 02 động Nói cách khác, điều khiển dòng động thứ điều khiển thích nghi thiết kế dựa mơ hình mẫu tạo điều khiển dịng động thứ phần thơng số động Với cấu trúc trình vận hành, dịng điện động thứ xem dịng mẫu, dịng động thứ ln bám dòng động với sai số nhỏ Có nghĩa dịng phần ứng hai động – điều mà mong đợi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 65 a) Thiết kế điều khiển PI thích nghi điều chỉnh dịng điện Isd2 Dựa theo bước xây dựng điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu (MRAS) Chương Ta tiến hành xây dựng điều khiển PI thích nghi dòng điện Isd2 Các bước tiến hành thiết kế PI thích nghi dựa theo phương pháp ổn định Liapunov sau: - Xác định phương trình vi phân cho cho dòng isq2: Do động 01 xem mơ hình mẫu động 02, suy dòng điện isd2được mong muốn giống với isd1đại lượng dòng điện đầu theo trục d động 01 Từ ta có phương trình sai số: (4.6) Suy ra, phương trình vi phân sai số là: (4.7) - Chọn hàm Lyapunov dòng isq2: Trong toán ta chọn hàm ổn định Lyapunov có phương trình: V (e)  eT Pe  aT a  bT  b (4.8) - Xác định điều kiện để đạo hàm V(e) xác định âm: K p  isd   Ki  isd    22  22 (p e  p22e2 ) dt  K p (0) (p e  p22e2 )dt  K i (0) (4.9) 21 21 (4.10) Trong đó:  sai lệch lượng đặt isd2(ref) với đầu hệ thống isd2 P21; P22 phần tử thuộc ma trận đối xứng xác định dương P Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 66 - Giải phương trình: AmT P  PAm  Q (4.11) Để tìm ma trận P ta cần tiến hành giải phương trình (4.11), với Q ma trận xác định dương Trong toán Q chọn: (4.12) Sử dụng lệnh phần mềm Matlab: >>lyap(Am,Q); Ta có ma trận P: (4.13) Các hệ số thích nghi α22 β22 lựa chọn tự do, trạng thái ổn định luôn bảo đảm b) Kết mơ điều khiển PI thích nghi Hình 4.25: Sơ đồ mơ điều khiển thích nghi dòng điện isd2;isq2 động 02 Matlab/Simulink 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 67 Từ biểu thức hệ số Kp Ki thích nghi, tham số tính (Mục 4.2.2.2a) hệ thống điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu để hiệu chỉnh dịng isq2 thực Matlab/Simulink để kiểm tra đáp ứng hệ thống (Hình 4.26) Hình 4.26: Đặc tính dịng điện Isq1; Isq2 áp dụng điều khiển PI thích nghi Hình 4.26 thể đường đặc tính dịng điện Isq1; Isq2 Đường nét liền dịng đặc tính dịng Isq1 động Tín hiệu dòng Isq1 chọn làm tién hiệu mẫu để ổn định dòng điện Isq2 động Qua kết mơ ta thấy tín hiệu dịng Isq2 ln bám theo dịng Isq1 cho dù tải thay đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 68 Hình 4.27: Sai lệch Isq1; Isq2 áp dụng điều khiển PI thích nghi Hình 4.27 đưa dạng thay đổi sai lệch Isq1; Isq2 Sau 0,4 giây ta thấy sai lệch hội tụ giá trị Hình 4.28: Đặc tính tốc độ hệ thống áp dụng điều khiển PI thích nghi Hình 4.28: Khi thay đổi tốc độ đặt cho động theo chu kỳ 0,5 giây theo dạng xung vuông (tăng từ 0 400 rad/s) đáp ứng đầu hệ thống bám theo lượng đặt Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 69 Hình 4.29: Đặc tính mơmen hệ thống áp dụng điều khiển PI thích nghi Ta thấy tốc độ đặt thay đổi, đặc tính mơ men đối tựơng đựơc ổn định mạch vòng điều khiển dòng điện Hình 4.30:Tham số thích nghi Kp điều khiển PI dịng điện isq2 Hình 4.30: Bộ điều khiển thích nghi PI có tham số Kp Ki hội tụ giá trị xác định 0,042 sau 0,3 giây Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 70 Hình 4.31:Tham số thích nghi Ki điều khiển PI thích nghi dịng điện isq2 Hình 4.31 thể tham số thích nghi Ki điều khiển hội tụ giá trị sau 0,3 giây 4.3 Kết luận chương Qua kết mơ (Hình 4.26; 4.27; 4.28, 4.29) ta thấy rằng: - Tín hiệu dịng điện đầu theo hệ dq động 02 bám theo tín hiệu dịng điện đầu động 01 (mơ hình mẫu) - Tốc độ đầu bám theo lượng đặt điều kiện tải thay đổi (tải thay đổi lên 20N.m thời điểm 0.051s) - Các hệ số thích nghi điều khiển PI dịng điện isd2 isq2 hội tụ nhanh, đảm bảo hệ thống ổn định cho chất lượng điều khiển tốt Những yếu tố giúp loại bỏ tình trạng động làm việc tải, động lại non tải tình trạng xấu động ngồi việc kéo tồn tải cịn phải kéo động cịn lại Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt được: Luận văn trình bày giải pháp thực kết hợp hai hay nhiều động nối cứng trục làm việc để tạo công suất lớn theo yêu cầu đồng thời cho phép động đóng góp phần cơng suất riêng theo mong muốn Ý tưởng giải pháp đơn giản, coi dòng động dịng mẫu, dịng động khác làm việc bám theo dòng mẫu với hệ số mong muốn lớn hay nhỏ 1, điều thực phân chia tải cho động Giải thuật điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu áp dụng để thiết kế điều khiển cho dòng điện Isq động 02 Kết mô chứng minh giải pháp nên xem xét, đánh giá cách nghiêm túc để mở triển vọng áp dụng vào thực tế sản xuất Đóng góp luận văn: - Xây dựng mơ hình 02 động xoay chiều ba pha làm việc song song nối cứng trục, mơ hình hóa phần mềm Matlab/Simulink - Thiết kế điều khiển thích nghi trực mơ hình mẫu cho đối tượng 02 động xoay chiều ba pha làm việc song song nối cứng trục - Kiểm chứng hệ thống điều khiển đề xuất thông qua mô Hạn chế đề tài: Thiết kế đề xuất thể nhiều ưu điểm nêu, nhiên bên cạnh cịn thể nhược điểm sau: - Thuật ngữ chia tải chưa rõ ta sử dụng sensor dòng điện - Chỉ dừng lại thiết kế, mô phỏng, cần áp dụng vào mơ hình thử nghiệm, thực tế sản xuất Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 72 Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo: Để giúp cho tốn hồn thiện hơn, nghiên cứu tới cần quan tâm vấn đề sau: - Tiến hành áp dụng vào mô hình thực tế sản xuất - Thuật ngữ chia tải rõ ta sử dụng sensor đo mơ men trục động thay sử dụng sensor dòng điện Tuy nhiên sensor đo mơ men có giá thành cao, việc lắp ráp khó khăn - Áp dụng vào thực tế sản xuất với động công suất lớn - Mạch điện tử thực chức điều khiển thích nghi tương tự xây dựng dựa theo cơng thức tốn dạng biểu thức tích phân Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Duy Cương (2014), Đề tài Khoa học Công nghệ cấp Bộ: “Cân tải cho 02 động làm việc song song, nối cứng trục” [2] Nguyễn Văn Đào (2014), Đề tài luận văn thạc sĩ: “ Thiết kế, chế tạo điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu (MRAS) áp dụng cho tốn phân chia cơng suất hai động chiều nối cứng trục, chung tải” [3] Nguyễn Doãn Phước (2009), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyên Thương Ngô (1999), Lý thuyết điều khiển tự động đại, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Doãn Phước (2007), Lý thuyết điều khiển nâng cao, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ (1998), Máy điên T1, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (2008), Truyền động điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [8] Võ Minh Chính, Nguyễn Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [9] PGS.TS Võ Quang Lạp, TS Trần Xuân Minh, Giáo trình Kĩ thuật biến đổi, ĐH Kỹ thuật Công nghiệp – Thái Nguyên [10] Đỗ Đức Tuấn,Vector control of a permanent magnet synchronous motor [11] Trần Xuân Minh, Dương Quốc Tuấn,Designing current adaptation controller for two permanent magnet synchronous axial flux motors connected by one shaft [12] Nguyen Phung Quang, Jorg-Andege ,Power Systems Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn download by : skknchat@gmail.com ... cho 02 động xoay chiều nối cứng trục, chung tải? ??, đưa giải pháp khắc phục khó khăn, hạn chế thay sử dụng động cơng suất lớn ta sử dụng 02 động có tổng cơng suất công suất động cần thay thế, động. .. Cấu trúc luận văn bao gồm chương, nội dung tóm tắt chương sau: Chương 1: Tổng quan cân tải cho hai động xoay chiều nối cứng trục Đặt vấn đề cân tải cho hai động xoay chiều nối cứng trục Tổng... Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp – Đại học Thái Nguyên Xin cam đoan luận văn ? ?Cân tải cho 02 động xoay chiều nối cứng trục, chung tải? ?? thầy giáo PGS.TS Nguyễn