Mô phỏng điều khiển động cơ DC servo, điều khiển vị trí vận tốc, các loại DC servo. Các phương pháp điều khiển. Mô phỏng trên matlab. Mô phỏng điều khiển động cơ DC servo, điều khiển vị trí vận tốc, các loại DC servo. Các phương pháp điều khiển. Mô phỏng trên matlab.
lOMoARcPSD|9635419 Project-mơ-phỏng-DC-servo-motor Tín hiệu hệ thống (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÁO CÁO MÔN HỌC: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SERVO Project: Mô DC servo motor GVGD: THS VÕ LÂM CHƯƠNG NHÓM 11: TV: Nguyễn Đặng Triều 19146284 Nguyễn Thanh Tùng 19146052 Wang Nam Trí 19146282 Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2021 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Mục lục Thông số động cơ: 2 Tải ( NL = , EL = 0.01): 2.1 Bậc 4: 2.2 Bậc 1: 2.3 Bậc 2: .11 Tải ( NL = , EL = 0.01 , KL=280 ): .16 3.1 Bậc 4: .16 3.2 Bậc 1: .20 3.3 Bậc 2: .24 Kết luận: .28 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Thông số động cơ: Group 11 Series MT-2250-B Brand Baldor Hình Từ bảng thơng số động ta chọn K L = 280 theo bảng sau: Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 2: Bảng thơng số khớp nốai mềm thường dùng cho động DC servo motor Ta có điều kiện : { JL ≤ 10 NG2 J M ≤ E L ≤ 0.02 ≤ N L= = > Để hệ servo đáp ứng nhanh không bị dao động Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 - JM Tải ( N L = , E L = 0.01): = 0,54 kg cm = 0,54 10−4 kg m2 (Tìm thấy bảng thơng số ) Với điều kiện ràng buộc ban đầu: Chọn = , E L = 0.01: NL - NG = (hệ số giảm tốc) Ta có: - N L= JL => J L = N L NG2 J M = 4.1 0,54 10−4 = 2,16 10−4 NG J M kg m2 - ωL = - EL = 2.1 √ KL JL √ = DL 280 −4 2,16 10 = 1138,55 rad/s => DL = 0.0049 √J L K L Bậc 4: -Tốc độ cao: V ≥ V = 600 rpm => chọn V = 63 rad/s Hệ bậc nên chọn : { - { K P =C P ω L K v =C v ω L => - JT = JM + C P=0,24 C v =0,82 { K P=273,252 K v =933,6111 JL NG = 2,7 10−4 kg m2 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 - K gv = K v J T = 0.2521 a) Xây dựng mơ hình matlab Simulink Hình :Sơ đồ khối mơ vị trí vận tốc Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 b) Hình ảnh sau mơ phỏng: Hình 4.1: Đáp ứng ngõ vị trí Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 4.2 Hình 5.1: Đáp ứng ngõ vận tốc Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 5.2 Hình 5.3 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 11.3 - JM Tải ( N L = , E L = 0.01 , K L =280 ): = 0,54 kg cm = 0,54 10−4 kg m2 (Tìm thấy bảng thông số ) 15 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Với điều kiện rang buộc ban đầu: Chọn = , E L = 0.01: NL - NG = (hệ số giảm tốc) Ta có: - N L= JL => J L = N L NG2 J M = 7.1 0,54 10−4 = 3,78 10−4 NG J M kg m - ωL = √ - EL = DL √J L K L 3.1 KL JL √ = 280 3,78 10−4 = 860,663 rad/s => DL = 0.0065 Bậc 4: -Tốc độ cao: V ≥ V = 600 rpm => chọn V = 63 rad/s Hệ bậc nên chọn : { - { K P =C P ω L K v =C v ω L => - JT = JM + C P=0,24 C v =0,82 { K P =206,5591 K v =705,74366 JL NG = 4,32 10−4 kg m2 - K gv = K v J T = 0,3049 16 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 a) Xây dựng mô hình matlab Simulink Hình 12 :Sơ đồ khối mơ vị trí vận tốc b) Hình ảnh sau mơ phỏng: Hình 13.1: Đáp ứng ngõ vị trí 17 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 13.2 Hình 14.1: Đáp ứng ngõ vận tốc 18 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 14.2 19 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 14.3 3.2 Bậc 1: -Tốc độ thấp: V ≤ - ωL = √ KL JL V =150rpm=5 π 20 √ = 280 −4 3,78 10 rad/s => Chọn V = 15 rad/s =860,663 rad/s - K p = ω L C p =860,663 C p Tìm C p ( N L =7 ; C p =0,24 ; C v =0,82 ; E L = 0.01 ) { b 0=( 1+N L ) C p C v =( 1+7 ) 0,24 0,82=1.5744 b1=( 1+ N L ) ( C v +2.C v C p E L )+2 N L E L=6,7315 - C p 1= b0 =4,275597 b1 - K p 1=860,663 4,275597 = 3679,8481 20 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 a) Xây dựng mô hình mơ matlab simulink Hình 6: Sơ đồ khối bậc 21 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 b) Hình ảnh sau mơ Hình 15.1: Đáp ứng vị trí 22 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 15.2 Hình 16.1: Đáp ứng vận tốc 23 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 16.2 Hình 16.3 3.3 Bậc 2: Tính tốn thơng số điều khiển ( N L =7 ; Tốc độ trung bình: C p =0,24 ; C v =0,82 ; E L = 0.01 ) 1 V ≤V ≤ V => 150 [rpm] ≤V ≤ 20 600 [rpm] => π ≤ V ≤ 20 π [rad/s] => Chọn V = 30 [rad/s] { K p 2=C p ω L K v 2=C v2 ω L với ω L = 860,663 rad/s 24 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 { b 0=( 1+N L ) C p C v =( 1+7 ) 0,24 0,82=1,5744 b1=( 1+ N L ) ( C v +2.C v C p E L )+2 N L E L=6,7315 C p =C p 1= C v2 =4 C p a) b0 =4,275597 b1 = 4,275597 = 17,102388 { K p 2=860,663 4,275597=3679,8481 K v 2=860,663 17,102388=14719,3926 Xây dựng mơ hình mơ matlab Simulink Hình 9: Sơ đồ khối bậc 25 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 b) Hình ảnh đáp ứng sau mơ Hình 16.1: Đáp ứng vị trí Hình 16.2 26 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 17.1:Đáp ứng vận tốc Hình 17.2 27 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 Hình 17.3 Kết luận: -Như mơ ta thấy mơ hình bậc bỏ vòng điều khiển vận tốc khiến cho vận tốc dao động nhiều so với mơ hình bậc bậc -Đáp ứng đầu ln bám sát với tín hiệu mong muốn đầu vào cụ thể hàm dốc -Từ khả đáp ứng nhanh khơng có vọt lố điều khiển vị trí, kết hợp với đồ thị đáp ứng vận tốc mức độ khác nhau, ta thấy đáp ứng vận tốc đủ nhanh, khơng có dao động sai lệch vận tốc không đáng kể 28 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com) lOMoARcPSD|9635419 29 Downloaded by Tr?ng Nguy?n Bá (nguyenbatrong2002@gmail.com)