(Luận văn) nghiên cứu và nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển vị trí động cơ bước sử dụng phương pháp điều khiển mờ

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KÝ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ MINH lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ BƯỚC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MỜ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT d oa nl w Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: an lu NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ll u nf va KHOA CHUYÊN MÔN TRƯỞNG KHOA oi m z at nh TS CAO XUÂN TUYỂN z m co l gm @ PHÒNG ĐÀO TẠO an Lu THÁI NGUYÊN 2018 n va ac th si ii LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Thị Minh học viên lớp cao học khóa 18 chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Ngun Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển vị trí động bước sử dụng phương pháp điều khiển mờ” hướng dẫn TS Cao Xn Tuyển cơng trình nghiên cứu riêng Tất tài liệu tham khảo ghi danh mục tham khảo, không sử dụng tài lệu lu khác mà không ghi danh mục an va Tôi xin cam đoan tất nội dung luân văn đề n cương yêu cầu giáo viên hướng dẫn Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu p ie gh tn to trách nhiệm d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy TS Cao Xuân Tuyển, luận văn với đề tài “Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển vị trí động bước sử dụng phương pháp điều khiển mờ” hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS Cao Xuân Tuyển tận tình dẫn, giúp đỡ tác lu giả hoàn thành luận văn an n va Khoa sau đại học, thầy giáo, cô giáo khoa Điện - Trường đại học q trình nghiên cứu thực luận văn Tồn thể đồng nghiệp, bạn bè, gia đình quan tâm động viên, giúp đỡ p ie gh tn to Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập oa nl w suốt trình học tập d Tác giả ll u nf va an lu m oi Nguyễn Thị Minh z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ TIẾNG NƯỚC NGOÀI vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, CÁC PHƯƠNG lu PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ BƯỚC an va 1.1 Các loại độngcơ bước nguyên lý cấu tạo n 1.1.1 Giới Thiệu gh tn to 1.1.2 Các loại đông bước p ie 1.1.3 Động bước dùng nam châm vĩnh cửu 1.1.4 Động bước từ kháng (Variable Reluctance) oa nl w 1.1.5 Động bước lai (Hybrid) 1.2 Ứng dụng động bước d an lu 1.3 Nguyên lí mạch động lực điều khiển động bước u nf va 1.3.1 Nguyên lí mạch động lực điều khiển động bước lưỡng cực 1.3.2 Sơ đồ nguyên lí mạch động lực nguyên lí điều khiển động ll oi m bước đơn cực 14 z at nh 1.3.3 Nguyên tắc điều chỉnh tốc độ vị trí đảo chiều động bước 24 1.3.4.Kết luận ………………………………… …… 28 z @ CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ BƯỚC30 l gm 2.1 Mơ hình tốn học động bước 30 m co 2.2 Bộ điều khiển vị trí hệ hở 33 2.3.Tổng quan phàn cứng vi xử lý TMS 320 F2812 34 an Lu 2.3.1 Giới thiệu chung vi xử lý TMS 320 F2812 34 n va ac th si v 2.3.2 Phần cứng vi xử lý F2812 37 2.3.3 Sơ đồ chức vi xử lý TMS320F2812 38 2.4 Động bước đơn cực (unipolar) 48 2.5 Mạch động lực điều khiển động bước 48 2.5.1 động bước đơn cực 48 2.5.2 Sơ đồ kết nối TMS320 vào động bước 52 2.6 Thiết kế phần mềm cho động bước dùng vi xử lý TMS320F2812 53 2.6.1 Mã ccs (ex 24 ) chế độ bước đủ pha on 53 lu 2.6.2 Mã ccs chết độ bước đủ pha on 55 an va 2.6.3 Mã ccs chét độ nửa bước 56 n 2.6.4 Chế độ vi bước 58 gh tn to 2.7 Thao tác với chương trình dịch Ccstudio 60 p ie 2.7.1 Màn hình khởi động chương trình 60 w 2.7.2 Kết nối phần mềm điều khiển với DSP TMS320F2812 60 oa nl 2.7.3 Mở Project 61 2.7.4 Dịch chương trình 62 d an lu 2.7.5 Nạp mã chương trình vào nhớ 63 u nf va 2.7.6 Ra lệnh chạy hệ thống điều khiển động bước 64 2.8 Bộ điều khiển vị trí hệ kín PID cho PMSM 65 ll oi m 2.8.1 Sơ đồ mạch phần cứng 65 z at nh 2.8.2 Phần mềm điều khiển hệ thống 66 2.9 Thiết kế điều khiển hệ kín gồm điều khiển dòng điện phi tuyến z @ Backstepping điều khiển vị trí PID mờ cho động PMSM 72 l gm 2.9.1 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ kín, sơ đồ nguyên lý sơ đồ khối mạch m co phần cứng cho hệ thống điều khiển PMSM 72 2.9.2 Thiết kế điều chỉnh dòng Backstepping 74 an Lu 2.9.3 Thiết kế điều khiển PID mờ cho mạch vịng điều chỉnh vị trí 84 n va ac th si vi 2.9.4 Kết luận ……………… …… 86 CHƯƠNG III : MƠ PHỎNG, THÍ NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN 87 3.1 Kết mô MATLAB 87 3.1.1 Sơ đồ mô hệ thống kín 87 3.2 Kết thí nghiệm 90 3.2.1 Mơ hình thí nghiệm 90 3.2.2 Kết thí nghiệm 91 3.3 Kết luận 93 lu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 an n va TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Tên hình vẽ Ghi lu Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển động bước Hình 1.2 Động bước dùng nam châm vĩnh cửu Hình 1.3 Mặt cắt ngang động bước từ kháng Hình 1.4 Sơ đồ mặt cắt ngang động bước lai Hình 1.5 Cấu tạo dây quấn động bước bipola Hình 1.6 Sơ đồ mạch cầu dùng transistor bipolar Hình 1.7 Mạch động lực động bước lưỡng cực với nhánh nửa an n va cầu Dạng xung dây quấn 10 Hình 1.10 Chiều dịng điện chạy cuộn dây 10 tn to Sơ đồ mô tả chế độ bước đủ pha cấp xung Hình 1.8 Hình 1.9 p ie gh Hình 1.11 Chế độ bước đủ pha cấp xung w 11 Hình 1.12 Dạng xung chế độ pha on oa nl 11 Hình 1.13 chế độ hoạt động nửa bước d 12 lu Hình 1.14 Giản đồ xung cấp cho cuộn dây Hình 1.15 Pha dịng điện chế độ vi bước 14 Hình 1.16 Mạch động lực động bước đơn cực 14 ll u nf va an 13 m Hình 1.17 Cấu tạo cuộn dây động bước unipolar oi 15 z at nh 16 Hình 1.19 Giản đồ động bước đơn cực chế độ bước đủ pha 17 z Hình 1.18 Sơ đồ ngun lí nối dây @ Hình 1.20 Chế độ hoạt động bước đủ pha động bước đơn l gm cực 18 19 an Lu đủ pha m co Hình 1.21 Giản đồ xung cấp điện cho cuộn dây chế độ bước n va ac th si viii Hình 1.22 Chế độ bước đủ pha lúc động bước đơn cực 20 Hình 1.23 Giản đồ xung cấp điện cho cuộn dây chế độ nửa bước 21 Hình 1.24 Chế độ hoạt động nửa bước động bước đơn cực 22 Hình 1.25 Giản đồ dạng xung chế độ vi bước 23 Hình 1.26 Giản đồ tần số xung cấp cho cuộn dây 24 Hình 1.27 Động bước lưỡng cực chế độ nửa bước quay thuận 26 Hình 1.28 Động bước lưỡng cực chế độ nửa bước quay ngược 28 lu an n va Cấu trúc động PMSM 31 Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển vị trí hệ hở động bước 33 Hình 2.3 Sơ đồ 176 chân vi xử lý TMS320F2812 37 Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc vi xử lý TMS320F2812 38 Hình 2.5 Mơ tơ bước ốt bảo vệ 48 Hình 2.6 Mạch driver cung cấp dịng cho cuộn dây mơ tơ bước 49 Sơ đồ mạch lực cho động bước đơn cực 51 p ie gh tn to Hình 2.1 w Hình 2.7 52 oa Sơ đồ kết nối động bước đơn cực với TMS320 53 d Hình 2.9 Sơ đồ kết nối TMS320 vào động bước lưỡng cực nl Hình 2.8 lu Hình 2.10 Màn hình khởi động chương trình va an 60 60 Hình 2.12 Mở Project 61 ll m 62 @ 63 l Hình 2.17 Mã nạp chương trình vào nhớ 63 gm Hình 2.16 Dịch chương trình 62 z Hình 2.15 Dịch chương trình z at nh Hình 2.14 Mở Project 61 oi Hình 2.13 Mở Project u nf Hình 2.11 Kết nối phần mềm điều khiển với DSP TMS320F2812 64 Hình 2.19 Sơ đồ khối cấu trúc phần cứng 65 m co Hình 2.18 Ra lệnh chạy hệ thống điều khiển động bước an Lu n va ac th si ix Hình 2.20 Cấu trúc Encoder xung đầu 66 Hình 2.21 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển hệ kín cho PMSM 67 Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý mạch phần cứng 72 Hình 2.23 Sơ đồ khối mạch phần cứng hệ thống điều khiển vị trí 73 PMSM Hình 2.24 Cấu trúc điều khiển vị trí kiểu PID mờ 78 Hình 2.25 Dạng hàm liên thuộc giá trị biến ngôn ngữ vào/ra 84 lu an n va Sơ đồ mô tồn hệ thống 87 Hình 3.2 Sơ đồ chi tiết mạch kín 87 Hình 3.3 Vị trí góc thực động 87 Hình 3.4 Tốc độ động 88 Mơ men động 89 Dịng điện pha động 89 Mơ hình hệ thống thí nghiệm 90 tn to Hình 3.1 Hình 3.5 gh p ie Hình 3.6 w Hình 3.7 Vị trí thực rotor với hệ điều khiển mạch kín PID 90 oa nl Hình 3.8 d hệ điều khiển mạch hở lu Các tín hiệu Encoder dịng điện pha động 91 ll u nf va an Hình 3.9 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ TIẾNG NƯỚC NGOÀI Controller : Bộ điều khiển lu VR : Động bước từ kháng (Variable Reluctance) Hybrid : Động bước lai Bipola : Động bước lưỡng cực Uniporla : Động bước đơn cực PMSM : Động bước nam châm vĩnh cửu PID : Proportional Integral Derivative (bộ điều khiển tỉ lệ, tích an n va phân, đạo hàm) p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 83 Với điều khiển thành phần irq (2.65) (2.66), ta có phương trình biến sai lệch sau : ée& ù ê 21 ú= êe& ú ë 22 û é- k21 ùée21 ù ê úê ú= A20 e2 ê - - k22 úêe22 ú ë ûë û (2.71) Trong : é- k ù T ú, e = e A20 = ê 21 e ê - - k22 ú [ 21 22 ] ë û lu Phương trình (2.71) viết lại thành : an (2.72) n va D2 (s).e2 = é(s + k21 ) D2 ( s) = [Is-A 20 ]= êê êë - ù ú (s + k22 )úúû p ie gh tn to Trong : (2.73) w d oa nl Để tìm điểm cực, ta tính định thức D2(s) : lu (s + k21 ) - = (s + k21 )(s + k22 )+ (s + k22 ) va an Det ( D2 ( s)) = Is-A 20 = ll u nf = s + (k21 + k22 )s + k21k22 + oi m Nếu ta chọn k21 k22 cho : k21k22 >> 1, : z at nh Det ( D2 (s)) » (s + k21 )(s + k22 ) (2.74) z Từ (2.74), ta có điểm cực : (2.75) m co l gm với điều kiện: k11.k12 >> @ p21 = - k21 , p22 = - k22 an Lu n va ac th si 84 2.9.3 Thiết kế điều khiển PID mờ cho mạch vòng điều chỉnh vị trí 2.9.3.1 Xác định biến ngơn ngữ vào Với mục đích hệ thống điều khiển đạt vị trí yêu cầu với độ xác cao, theo kinh nghiệm thực tế, ta chọn biến ngôn ngữ vào sai số vị trí góc rotor θ đạo hàm sai số vị trí e, biến ngơn ngữ đầu thành phần tạo mơ men dịng điện stator u cầu I q , quan hệ hàm FLC là: lu I q  n   f  e  n  , r  n   an e(n) = θr(n) - θr(n-1) đạo hàm sai số vị trí góc, n va Trong đó: tn to θr(n) = θr*(n) - θ(n) mẫu sai số vị trí góc, θr(n-1) mẫu q gh khứ sai số vị trí góc, θr(n) mẫu vị trí thực, θr*(n) mẫu p ie vị trí yêu cầu, f kí hiệu hàm phi tuyến Cấu trúc điều nl w khiển vị trí kiểu PID mờ thể hình d oa Các hệ số Ke, Kθ chọn cho giá trị chuẩn hố sai an lu số vị trí θr(n), đạo hàm sai số vị trí e(n) biến thiên khoảng [- va 1,+1] Hệ số KI chọn cho đầu điều khiển thành phần ll u nf dòng stator định mức yêu cầu Ở đây, hệ số lấy là: Kθ = θr* (vị trí oi m đặt), Ke = 10, KI = 12,5 z at nh  r  n  + e(n)  r  n  1 Ke I q  n  KI m co l r  n  - FLC gm - Z -1 @ +  r  n  z r  n  1/(Kθ) Hình 2.24 Cấu trúc điều khiển vị trí kiểu PID mờ an Lu n va ac th si 85 2.9.3.2 Xác định dạng hàm liên thuộc giá trị biến ngôn ngữ Ở đây, để đơn giản ta lựa chọn hàm liên thuộc dạng hình thang hình tam giác, dạng hàm liên thuộc có mức chuyển đổi tuyến tính Dạng hàm liên thuộc giá trị biến ngôn ngữ đầu vào ra hình lu an b) Biến vào VT(∆e) n va a) Biến vào SLVT(ΔS) p ie gh tn to d oa nl w lu an c) Biến v* u nf va Hình 2.25 Dạng hàm liên thuộc giá trị biến ngôn ngữ vào – 2.9.3.3 Xây dựng luật điều khiển “ “ ll oi m Căn vào chất vật lý, số liệu kinh nghiệm, ta chọn luật sau: z at nh Luật 1: if SLVT is PH ( dương cao), then V* is PH (dương cao); Luật 2: if SLVT is PL ( dương thấp), then V* is PM (dương trung bình); Luật 3: if ( z gm @ SLVT is ZE (bằng 0)) and ( VT is PS (dương)), then V* is PL (dương thấp); Luật 4: if ( SLVT is ZE (bằng 0)) and ( VT is NE (âm)), then V* is NC (không l m co thay đổi); Luật 5: if ( SLVT is ZE (bằng 0)) and ( VT is ZE (bằng 0)), then V* is NC (không thay đổi); Luật 6: if SLVT is NL ( âm thấp), then V* is NL (âm an Lu thấp); Luật 7: if SLVT is NH ( âm cao), then V* is NH (âm cao) n va ac th si 86 2.9.3.4 Chọn luật hợp thành giải mờ Ở đây, ta chọn luật hợp thành max-min giải mờ theo phương pháp điểm trọng tâm 2.9.4 Kết luận Qua phân tích chương em thấy với ưu, nhược điểm động bước cho phép điều chỉnh vị trí với mạch hở nhiên số trường hợp tải lớn, tốc độ yêu cầu cao để có thời gian chuyển từ vị trí sang vị trí xảy bước phải dùng mạch kín PID Và để nâng cao chất lu lượng mạch kín em lựa chọn hệ kín thích nghi phi tuyến để nghiên cứu điều an n va chỉnh vị trí động bước p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 87 CHƯƠNG III : MƠ PHỎNG, THÍ NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN 3.1 Kết mô MATLAB hệ thống điều khiển hệ kín gồm điều khiển dòng điện phi tuyến Backstepping điều khiển vị trí PID mờ cho động PMSM 3.1.1 Sơ đồ mơ hệ thống kín 3.1.1.1 Sơ đồ mơ toàn hệ thống Stepper Motor Drive lu This demo requires the Control System Toolbox an Load torque va Signal Builder TL TL STEP n STEP to DIR A+ A+ A+ DIR tn AA- A- Dong m gh Theta B+ B+ B+ -K- Theta (degrees) V+ ie 28 VDC V- Scope Rad to deg BB- B- p Hybrid Stepper Motor Driver w ? d oa nl Discrete, Ts = 2e-06 s More Info lu Hinh 3.1 Sơ đồ mô toàn hệ thống u nf va an 3.1.1.2 Sơ đồ khối mạch Driver TBLA ll K oi RT z-1 mod RT Iref STEP NOT Converter A V+ + V- - LPF z at nh -1 Convert m DIR g A B + i - + i - A+ A- OI TBLB Convert NOT z Converter B @ OI A - B B+ B- m co l gm LPF1 g + an Lu Hình 3.2 Sơ đồ chi tiết mạch kín n va ac th si 88 3.1.1.3 Kết mô - Kết việc mô với thời gian 0.15s , động quay khoảng thời gian 0.1s quay theo chiều thuận, sau động dừng khoảng 0.05s tiếp theo, Vị trí góc đặt 600 70 theta 60 50 40 lu 30 an n va 20 10 tn to gh 0.05 0.1 0.15 p ie -10 oa nl w Hình 3.3 Vị trí góc thực động d 250 toc lu va an 200 150 u nf 100 ll m oi 50 z at nh -50 z -150 0.05 gm @ -100 0.1 0.15 m co l Hình 3.4 Tốc độ động an Lu n va ac th si 89 0.4 Mo men 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 0.05 0.1 0.15 lu an n va Hình 3.5 Mơ men động to 2.5 tn dong pha A dong pha B gh 1.5 p ie 0.5 oa nl w -0.5 d -1 an lu -1.5 -2.5 0.05 0.1 0.15 ll u nf va -2 m oi Hình 3.6 Dịng điện pha động z at nh Nhận xét: Qua kết mơ cho hệ kín gồm mạch vòng điều z chỉnh dòng điện Backstepping mạc vòng điều chỉnh vị trí dùng điều @ gm khển PID mờ, ta thấy: với vị trí góc đặt 600, vị trí thực động hình m co gian độ 0.1 (s) l 4.3 đẫ đạt 59,50, nghĩa điều khiển vị trí với sai số 0.0083% Thời an Lu n va ac th si 90 3.2 Kết thí nghiệm 3.2.1 Mơ hình thí nghiệm lu an n va gh tn to p ie Hình 3.7 Kết nối máy tính, máy sóng TMS320 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 3.8 Đối tượng điều khiển an Lu n va ac th si 91 Adapter chuyển đổi giao tiếp USB – JTAG Bo mạch TOP2812 Hình 3.9 Mơ hình hệ thống thí nghiệm lu an 3.2.2 Kết thí nghiệm với hệ thống điều khiển PID mạch kín hệ n va thống điều khiển mạch hở tn to Động bước sử dụng thí nghiệm động PMSM có góc bước gh 1,80, động làm việc chế độ bước đủ, hai pha ON Khi vị trí đặt 600, p ie với hệ thống điều khiển mạch hở vị trí góc đạt 57,680, nghĩa với sai w số 0.045%; với hệ thống điều khiển PID mạch kín vị trí góc rotor đạt oa nl 58,840., nghĩa với sai số 0.02% Với hệ thống điều khiển mạch kín, hệ d số điều khiển chọn là: Kp=0.7; KI-1; Kp=0 Qua kết thí nghiệm, lu va an ta thấy, thời gian độ với hệ thống điều khiển mạch kín 0.2 (s), u nf tron thời gian độ hệ điều khiển mạch hở 0.4 (s) Cả hai ll trường hợp, hệ kín hệ hở khơng có q điều chỉnh vị trí Như vậy, m oi sai lệch tĩnh thời gian độ điều khiển vị trí hệ điều khiển mạch z at nh kín nhỏ hệ điều khiển mạch hở Điều phản ánh tính ưu việt z hệ kín so với hệ hở m co l gm @ an Lu n va ac th si 92 Vị trí góc (0 ) Điều khiển mạch kín Điều khiển mạch hở lu Thời gian (s) an va n Hình 3.10 Vị trí thực rotor với hệ điều khiển mạch kín PID hệ to p ie gh tn điều khiển mạch hở d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 3.11 Các tín hiệu Encoder dịng điện pha động an Lu điều khiển hệ kín PID n va ac th si 93 3.3 Kết luận Qua kết mơ thí nghiệm ta nhận thấy rằng, với hệ kín gồm mạch vịng điều chỉnh dịng điện Backstepping mạc vịng điều chỉnh vị trí dùng điều khển PID mờ có chất lượng điều khiển vị trí tốt nhất, sau hệ điều khiển mạch kín với điều chỉnh vị trí PID Cả hai hệ điều khiển mạch kín cho chất lượng điều khiển cao mạch hở sai số tĩnh thời gian độ Cụ thể, sai số vị trí hệ hệ kín gồm mạch vịng điều chỉnh dòng điện Backstepping mạc vòng điều chỉnh vị trí dùng lu điều khển PID mờ 0.0083% nhỏ sai số vị trí hệ kín dùng điều an va khiển PID cho mạch vòng vị trí (0.02%) nhỏ hơ sai số vị trí mạch hở n (0.045%) Thời gian độ hệ kín gồm mạch vịng điều chỉnh dịng điện gh tn to Backstepping mạc vịng điều chỉnh vị trí dùng điều khển PID mờ 0.1 p ie (s) nhỏ mạch kín dùng PID (0.2 s) nhỏ thời gian độ mạch hở (0.4 s) Các tiêu nêu trên, chứng tỏ tính ưu việt hệ kín gồm mạch oa nl w vòng điều chỉnh dòng điện Backstepping mạc vòng điều chỉnh vị trí dùng điều khển PID mờ d ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: Với đề tài cho, luận văn nghiên cứu, giải tương đối hoàn chỉnh hợp lý thể mặt lý thuyết nghiên cứu cách tổng quan ứng dụng phương pháp điều khiển thích nghi phi tuyến để nâng cao chất lượng điều khiển vị trí động bước Đây phương pháp tương đối phức tạp, thực tế sử dụng phổ biến, với yêu cầu đề tài nghiên cứu nâng cao chất lượng điều khiển vị trí động bước lu chọn phương pháp điều khiển mờ để nghiên cứu ứng dụng Với phương an va pháp tiến hành xây dưng mơ hình tốn động bước tổng hợp n hệ điều khiển ổn định phục vụ cho hệ điều khiển xác động gh tn to bước, sở chọn điều khiển PID mờ đánh giá sơ chất lượng hệ p ie thống, từ chọn phương pháp điều khiển hệ kín để nâng cao chất lượng hệ điều khiển, phương pháp điều khiển ứng dụng hợp lý cho hệ oa nl w truyền động Bên cạnh hoàn chỉnh lý thuyết luận văn tiến hành kiểm chứng thông d an lu qua mô phần mềm Matlab Simulink để xác định ổn định vị trí vị trí động bước ll u nf va động bước kiểm định đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển z at nh sau: oi m Từ kết tổng quát luận văn giải cho số kết - Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc, phương pháp điều z bước để điều chỉnh vị trí xác l gm @ khiển ứng dụng động bước, từ chọn loại động m co - Xây dựng, thiết kế điều khiển vị trí động bước tổng hợp, mô đánh giá chất lượng ổn định, đảm bảo cho việc ứng dụng điều an Lu khiển vị trí động bước n va ac th si 95 - Nâng cao chất lượng hệ truyền động thiết kế điều khiển hệ kín nhằm nâng cao chất lượng hệ, qua so sánh với hệ PID mờ kết tốt * Kiến nghị: Do điều kiện thời gian thiết bị nên luận văn dừng lại nghiên cứu lý thuyết kiểm nghiệm mô máy tính Để ứng dụng vào thực tế cần tiếp tục nghiên cứu thí nghiệm mơ hình hí nghiệm thực, từ tiếp tục nghiên cứu ứng dụng vào thực tế lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị Phương Hà, “Lý thuyết điều khiển đại”, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM [2] Nguyễn Quang Hùng- Trần Ngọc Bình ,”Động bước kĩ thuật điều khiển ứng dụng ”, NXB Khoa học kĩ thuật [3] PGS Đào Hoa Việt- Thạc sĩ Vũ Đức Thoan, ”Giáo trình máy điện”, NXB giáo dục [4] Nguyễn Trọng Thắng,” Giáo trình máy điện đặc biệt”, NXB Đại lu học Quốc Gia TPHCM an va [5] Bishop R, “The Mechatronics Handbook" , Texas 2002 n [6] Paul Acarnley, “Stepping Motors - A Guide to Theory and gh tn to Practice”, Institution of Engineering and Technology, 4th Edition, London, p ie United Kingdom, 2007 [7] Sagarika Pal, and Niladri S Tripathy, “Remote Position Control oa nl w System of Stepper Motor Using DTMF Technology,” International Journal of Control and Automation, Vol 4, No 2, June, 2011 d an lu [8] M Bodson, Carnegie Mellon, J N Chiasson, R T Novotnak and u nf va R B Rekowski, “High Performance Nonlinear Feedback Control of a Permanent Magnet Stepper Motor”, First IEEE Conference on Control ll oi m Applications, Vol 1, pp 505 – 515, Sep 1992 z at nh [9] Jean-Jacques E Slotine, and Weiping LI, “Applied Nonlinear Control”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1991 z @ [10] M Zribi, and J Chiasson, “Position Control of a PM Stepper m co No 5, May, 1991 l gm Motor by Exact Linearization”, Transaction on automatic control, Vol 36, an Lu n va ac th si 97 [11] D.G Taylor, M Ilic-Spong, R Marino, and S Peresada, “Feedback Linearizing Control of Switched Reluctance Motors,” 1986 25th IEEE Conference on Decision and Control, Vol 25, pp 388-396, May, 1987 [12] M Bodson, Carnegie Mellon, J N Chiasson, R T Novotnak and R B Rekowski, “High Performance Nonlinear Feedback Control of a Permanent Magnet Stepper Motor”, First IEEE Conference on Control Applications, Vol 1, pp 505 – 515, Sep 1992 [13[ Sang-Hoon Chu, In-Joong Ha, Sung-Joon Lee, and Joon-Hyuk lu Kang “Feedback-Linearizing Control of Hybrid Step Motors” IEEE an va Industrial Electronics, Control and Instrumentation, 1994 IECON 4, 20th n International, Vol 3, pp 2039-2044, 1994 to gh tn [14] C Lascu, I Boldea, and F Blaabjerg, “Direct Torque Control via p ie Feedback Linearization for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives”, 2012 13th International Conference on Optimization of Electrical and oa nl w Electronic Equipment , pp.338 – 343, May, 2012 [15] W Mielczarskia and A.M Zajaczkowskib, “Nonlinear Field d an lu Voltage Control of a Synchronous Generator Using Feedback Linearization”, ll u nf va Automatica, Vol 30, pp 1625 – 1630, Oct 1994 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si