BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING 1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG QUẠT – CÁNH PHẲNG

BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA ĐIỆN BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG QUẠT – CÁNH PHẲNG Sinh viên thực hiện: Phan Văn Hồi Nam(Nhóm Trưởng) Nguyễn Quang Linh Nguyễn Tuấn Minh Nguyễn Tuấn Phong Lê Minh Hoàng Lớp: 20TDHCLC3 Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Khánh Quang ĐÀ NẴNG,2022 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH LỜI NĨI ĐẦU Trong suốt khoảng thời gian năm học tập Trường Đại học Bách Khoa nói chung thời gian từ Thầy Cơ hướng dẫn đồ án nói riêng nhóm em học đượcc nhiều điều quý báu không liên quan đến ngành học mà cịn nhiều kiến thức bổ ích bên ngồi sống Em cảm ơn Thầy Nguyễn Khánh Quang, , cô Trương Thị Bích Thanh tạo điều kiện thuận lợi nhất, tận tình giúp đỡ giải đáp tất thắc mắc trình thực đồ án để nhóm em hồn thành đồ án liên mơn riêng Có lẽ kiên thức vô hạn mà tiếp nhận kiến thức thân người tồn hạn chế định Do q trình hồn thành dự án chắn không tránh khỏi lỗi khiến mơ hình khơng thể chạy cách hồn hảo thân nhóm em mong nhận góp ý đến từ thầy để đồ án nhóm em hồn thiện phát triển sau Sau nhóm thực xin chúc Thầy cô sức khoẻ, thành công tiếp tục đào tạo sinh viên giỏi đóng góp cho đất nước Chúc bạn sức khỏe, học tập thật tốt để không phụ công lao Thầy Cô giảng dạy Nhóm thực xin chân thành cảm ơn Trân trọng TỔNG QUAN DỰ ÁN I TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG QUẠT-CÁNH PHẲNG II NHIỆM VỤ NỘI DUNG 1:Xây dựng mơ hình hệ thống NỘI DUNG 2: Mơ hệ thống điều khiển NỘI DUNG 3:Tính chọn làm mạch,mơ NỘI DUNG 4:Kiểm tra mạch đánh giá BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG :MƠ TẢ MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG QUẠT-CÁNH PHẲNG CHƯƠNG 2: NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 2.1 SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 10 10 2.2 NHẬN DẠNG HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG IDENTIFICATION TOOLBOX TRONG MATLAB CHƯƠNG : MÔ PHỎNG BẰNG MATLAB SIMULINK 3.1 Chọn thông số PID CHƯƠNG : THIẾT KẾ MẠCH PID 11 16 16 17 4.1 Mô sơ đồ nguyên lí mạch PID 17 4.2 Thiết kế mạch làm mạch PID 17 4.3 Các linh kiện để thiết kế mạch 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ĐĨNG GĨP CỦA CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHĨM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Phan Văn Hồi Nam -Nghiên cứu, tìm hiểu lí thuyết Mạch điện tử -Xây dựng, mô thiết kế Mạch điện tử -Góp ý chỉnh sửa mơ hình hệ thống phù hợp với mạch điện tử -Nghiên cứu, thực nghiệm, mơ tìm hiểu Hàm truyền đạt Nguyễn Quang Linh Tìm hiểu, mơ phần khí Lắp ráp, chỉnh sửa mơ hình hệ thống Thực nghiệm thơng số hàm truyền Nguyễn Tuấn Minh Tìm hiểu, xây dựng mơ hình hệ thống Lắp ráp, chỉnh sửa mơ hình hệ thống Thực nghiệm thơng số hàm truyền Lê Minh Hồng Tìm hiểu lí thuyết, thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống Nghiên cứu, thực nghiệm, mơ tìm hiểu Hàm truyền đạt Thiết kế mạch PID Nguyễn Tuấn Phong Tìm hiểu lí thuyết, phát triển ý tưởng Mạch điện tử Tìm hiểu, mơ chọn lọc Mạch điện tử Thực nghiệm thông số hàm truyền Lập trình cho cho thiết bị: Arduino, LCD, Encorder,… Thiết kế mạch PID BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH BÁO CÁO TIẾN ĐỘ CƠNG VIỆC Cơng việc Ngày bắt đầu Ngày kết thúc Phân chia nhóm, tìm hiểu ngun lí hoạt động đề tài 7/2/2022 14/2/2022 Phân tích mơ hình hệ thống, xây dựng sơ đồ khối 15/2/2022 22/2/2022 Tìm hiểu linh kiện 23/2/2022 2/3/2022 Mơ mơ hình khí, mua linh kiện 3/3/2022 10/3/2022 Làm mơ hình khí 11/3/2022 20/3/2022 Làm mạch PID 21/3/2022 14/4/2022 Tìm cách lắp encorder, viết code encorder 15/4/2022 30/4/2022 Viết chương trình chuyển liệu sang LCD 1/5/2022 7/5/2022 Thí nghiệm thay đổi điện áp lấy thông số 7/5/2022 11/5/2022 Tìm hàm truyền đạt, mơ matlab 11/5/2022 14/5/2022 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH CHƯƠNG :MƠ TẢ MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG QUẠT-CÁNH PHẲNG 1.1 GIỚI THIỆU PHẦN CƠ KHÍ a) Nguồn tổ ong - Nguồn tổ ong 12V 5A hay gọi nguồn chiều 12V thiết kế để chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 220VAC thành nguồn chiều 12VDC để cung cấp cho thiết bị hoạt động - Nguồn tổ ong loại tốt dùng nhiều linh kiện loại phổ thơng thị trường, chất lượng hiệu suất chuyển đổi điện tốt Ứng dụng : BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH Dùng để cấp nguồn cho điều khiển tốc độ động b) Bộ điều khiển tốc độ động ● Điện áp hoạt động: 12V - 40V ● ● ● ● ● ● Dòng tiêu thụ khơng tải: 20mA Dịng tải tối đa: 10A Cơng suất tải: 120W 400W (phụ thuộc nguồn cấp) Điều chỉnh PWM: 10% - 100% Tần số: 13KHz Kích thước: 60 x 75 x 28mm Ứng dụng : Dùng để cấp nguồn điều khiển tốc độ động máy quạt xung PWM c) Động cơ-Cánh quạt Được điều khiển động điện chiều 12V, 1.43A : BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH d) Encoder đo góc LPD3806-600BM Encoder 600 Xung có pha AB sử dụng điện áp từ 524V với ngõ NPN cực thu để hở Được cấu tạo kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cài đặt dễ dàng, lợi chi phí Được ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: đo tốc độ quay vật thể, góc, gia tốc đo chiều dài Thông số kỹ thuật: ● ● ● ● ● Tiêu chuẩn với cáp 1,5 m Hiệu suất: 600 xung / vòng Điện áp hoạt động: DC5-24V Tốc độ khí tối đa 6000 vịng / phút Tần số đáp ứng điện 20K / giây Kết nối: ● Dây điện: Xanh lục = Pha A, trắng = pha B, màu đỏ = VCC, đen = GND BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ● Chú ý: phải gắn điện trở kéo lên 4k7 khơng nhận encoder e) Mơ hình tổng quát : BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH CHƯƠNG 2: NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 2.1 SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM Hình 2.1 Số liệu thực nghiệm BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ NHẬN DẠNG HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG IDENTIFICATION TOOLBOX TRONG MATLAB ○ Nhập liệu đầu vào/ra ● ○ + Sử dụng câu lệnh : ● ○ u1 =xlsread('C:\Users\lenovo\Matlab\data_new.xlsx',1,'J2:J43') y1 =xlsread('C:\Users\lenovo\Matlab\data_new.xlsx',1,'L2:L43' ) Các câu lệnh dùng để đọc file excel ● ● ● ● ○ + Sau nhập câu lệnh : sử dụng ident save u1 y1 để lưu giá trị đọc vào file ident BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ Mở system identification toolbox ○ + gõ lệnh >> ident ● Hình 2.2 Cửa số làm việc công cụ nhận dạng ● ○ Nhập giá trị miền thời gian vào công cụ nhận dạng ● ● ● ● ● BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ● Hình 2.3 Nhập đối tượng vào cơng cụ nhận dạng ● ○ Ước lượng mơ hình: ○ + Ta chọn Estimate🡪 Transfer Function Models ● ● ● ● ● Hình 2.4 Chọn thơng số cho ước tính ● ○ + Sau ta thu kết bên phải công cụ nhận dạng BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ ● ● Hình 2.5 Kết ● ○ +Sau chọn Model output để xem độ phù hợp mô hình ● ● Hình 2.6 Độ phù hợp mơ hình BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ Đặc tính vào/ra ● ○ Chọn Time plot để xem biểu đồ : ● ● ● Hình 2.7 Time plot ● ○ Kết hàm truyền : ● ● ● Hình 2.8 Hàm truyền ● ○ + Như hàm truyền hệ thống sau : ● ● 196 s +2458 G (s )= ● s + 120.3 s+538.8 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ CHƯƠNG : MƠ PHỎNG BẰNG MATLAB SIMULINK ● ○ 3.1 Chọn thông số PID ● ● ● ● ● ● Hình 3.1 Lựa chọn thơng số PID BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ CHƯƠNG : THIẾT KẾ MẠCH PID ● ○ Mơ sơ đồ ngun lí mạch PID : ● ○ Hình 4.1 :Sơ đồ nguyên lí mạch PID proteus ● ● ○ Thiết kế mạch làm mạch PID : ● ● ■ Hình 4.2 Mạch sau thiết kế Altium BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ ● ● Hình 4.3 :Mạch sau in ● ○ Các linh kiện để thiết kế mạch : BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ○ ● ○ Hình 4.4 Danh sách linh kiện TÀI LIỆU THAM KHẢO ○ -https://pdf1.alldatasheet.com/datasheetpdf/view/228084/FAIRCHILD/LM741.html ● ○ -Slide Thầy Cô cung cấp ● ○ - Giáo trình Mạch điện tử tương tự số TS NGUYỄN HOÀNG MAI biên soạn ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● HẾT ● ● ● ● ● ● ● LỜI NĨI ĐẦU Có lẽ kiên thức vô hạn mà tiếp nhận kiến thức thân người tồn hạn chế định Do q trình hồn thành dự án chắn không tránh khỏi lỗi khiến mơ hình khơng thể chạy cách hồn hảo thân nhóm em mong nhận góp ý đến từ thầy để đồ án nhóm em hồn thiện phát triển sau MỤC LỤC Encoder đo góc Thơng số kỹ thuật: Kết nối: Mơ hình tổng qt : BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH ... KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH CHƯƠNG 2: NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 2 .1 SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM Hình 2 .1. .. 11 16 16 17 4 .1 Mô sơ đồ nguyên lí mạch PID 17 4.2 Thiết kế mạch làm mạch PID 17 4.3 Các linh kiện để thiết kế mạch 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU... hàm truyền đạt, mơ matlab 11 /5/2022 14 /5/2022 BÁO CÁO PROJECT BASED LEARNING THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH CHƯƠNG :MƠ TẢ MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG QUẠT-CÁNH PHẲNG 1. 1 GIỚI THIỆU PHẦN CƠ KHÍ