(Luận văn) thiết kế bộ điều khiển phi tuyến để điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP lu ĐẶNG THỊ HUYỀN TRANG an n va p ie gh tn to KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR d oa nl w THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ lu oi lm ul nf va an LỒNG SÓC z at nh z l gm @ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa m co an Lu n va THÁI NGUYÊN, 2017 ac th si Mở đầu Mục tiêu luận văn Việc phát triển phương pháp điều khiển nhằm đánh giá chất lượng điều khiển hệ truyền động sử dụng động nói chung sử dụng động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc nói riêng vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm Việc nghiên cứu thiết kế điều khiển động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc điều khiển tựa theo thụ động (Passivity based) nhằm đánh giá khả ứng dụng phương pháp lu cho hệ thống từ triển khai ứng dụng vào thực tế điều cần thiết an n va p ie gh tn to có ý nghĩa thực tiễn cao Hơn nay, giảng dạy Trường Cao đẳng Công Thương Thái Nguyên mong muốn tìm hiểu số mơ hình điều khiển đại có hệ thống điều khiển động không đồng rô to lồng sóc phương pháp điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động nhằm nâng cao lực giảng dạy nghiên cứu khoa học cho giáo viên Việc nghiên cứu hệ thống điều khiển động không đồng ba pha rotor lồng sóc phương pháp điều khiển tựa theo thụ động (Passivity based) giúp tơi có có sở để xây dựng mơ hình hệ thống thí nghiệm Trường Cao đẳng Cơng Thương Thái Ngun Vì tơi chọn đề tài: "Thiết kế điều khiển phi tuyến để điều oa nl w d khiển động khồng đồng ba pha rotor lồng sóc" lu va an Mục tiêu nghiên cứu oi lm ul rotor lồng sóc nf - Tìm hiểu cấu trúc điều khiển hệ thống động không đồng ba pha pha z at nh - Đánh giá khả áp dụng điều khiển tựa theo thụ động để điều khiển động không đồng ba pha pha rotor lồng sóc z - Thiết kế điều khiển tựa theo thụ động (passivity based) đánh giá chất lượng mô Matlab-Simulink gm @ Nội dung luận văn l Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm chương sau: m co Chương 1: Tổng quan cấu trúc điều khiển động không đồng pha rotor lồng sóc an Lu n va Chương 2: Đánh giá khả áp dụng phương pháp điều khiển tựa theo thụ động (passivity - based) cho hệ thống ac th si Chương 3: Thiết kế điều khiển tựa theo thụ động Chương 4: Đánh giá chất lượng điều khiển mô Matlab - Simulink Kết luận kiến nghị lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Chương TỔNG QUAN VÀ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA ROTOR LỒNG SĨC 1.1 Tổng quan động khơng đồng pha rotor lồng sóc Một đặc điểm bật động không đồng pha rotor lồng sóc (KĐB-RTLS) có kết cấu bền vững mặt học giá thành tương đối rẻ Bên cạnh đó, với lu tiến khơng ngừng kỹ thuật điện tử đời nhiều phương pháp điều khiển đại, động KĐB-RTLS trở thành cấu chấp hành khó thay an n va p ie gh tn to hệ truyền động Tuy nhiên động KĐB-RTLS lại đối tượng phi tuyến nên khó mặt điều khiển Đặc điểm phi tuyến động KĐB-RTLS cấu trúc mơ hình đối tượng mà cịn thể tham số mơ hình động Chính có nhiều cơng trình nghiên cứu, phương án đề xuất nhằm giải vấn đề liên quan đến việc mơ hình hóa phần tử phi tuyến động với mục đích có mơ hình xác nhất, từ nâng cao chất lượng điều khiển động Chính luận văn trình bày tổng quan số yếu tố tạo nên đặc điểm phi tuyến tham số mơ hình động nhà khoa học công bố Bên cạnh oa nl w d vào xây dựng mơ hình động KĐB-RTLS, từ đặc điểm phi tuyến an lu mơ hình động nf va 1.1.1 Những yếu tố tạo nên đặc điểm phi tuyến tham số mơ hình động oi lm ul 1.1.1.1 Hiện tượng bão hoà từ [4,5,11] z at nh z m co l gm @ a) an Lu n va Hình 1.1: a) Đặc tính từ hố b) đặc tính từ hóa trung bình b) ac th si Để thấy tính phi tuyến tham số mơ hình động khơng đồng pha rotor lồng sóc, ta xuất phát từ tượng bão hòa từ mạch từ động Như ta biết quan hệ dịng điện từ hóa từ thơng quan hệ phi tuyến vật liệu dẫn từ, thể hình 1.1a Do điện cảm hàm phi tuyến từ thơng móc vịng qua mạch từ Tuy nhiên, thực tế người ta xấp xỉ quan hệ mơ hình đường từ hóa trung bình có dạng hình 1.1b Từ hình 1.1b, ta thấy đường đặc tính từ hố chia làm vùng: vùng tuyến tính vùng bão hồ Trong vùng tuyến tính, quan hệ  (i) tuyến tính - nghĩa lu an n va giá trị điện cảm vùng số Khi dịng từ hóa khỏi vùng tuyến tính từ thơng tăng chậm, đến dịng tăng vượt qua giá trị dịng bão hịa ibh từ thơng khơng tăng coi Vì vùng ta coi điện cảm p ie gh tn to có sai số mơ hình Hiện tượng gọi bão hồ từ Do kết cấu khí, vị trí khe hở gối sắt từ lõi động có đặc điểm khơng từ tính khác nên mức bão hồ từ có phân bố khơng gian cịn phụ thuộc vào ví trí tức thời vector từ d oa nl w thông Do đó, điện cảm vị trí ngang trục dọc trục lại có giá trí khác Đây đặc điểm mà ta phải đưa vào mơ hình động phân tích ảnh hưởng tượng bão hòa từ oi lm ul nf va an lu Ngoài ra, động dị bộ, tượng BHT cịn phân thành hai loại: bão hịa từ thơng bão hịa từ thơng tản Tuy nhiên đa số trường hợp, người ta tập chung giải tượng bão hịa từ thơng chính, cịn bão hồ từ thơng tản thường bỏ qua coi điểm cảm tản số mà đạt kết tốt Điều từ thơng tản phủ thuộc chủ yếu vào kết cấu học gần khơng phụ thuộc vào dịng điện tồn dải làm việc động z at nh Tóm lại phân tích ảnh hưởng tượng bão hòa từ ta phải xác định z quan hệ Lm  f (|  r |) , quan hệ thể rõ đặc điểm phi tuyến tham số mơ hình @ gm động cơ, tức điện cảm giá trị mà phụ thuộc vào biến trạng  r với m co l quan hệ phi tuyến Tuỳ vào mục tiêu cụ thể mà đường đặc tính từ hóa xác định số cách khác Để thuận lợi cho việc cài đặt thuận toán thiết bị, cách tốt mơ tả đường đặc tính dạng hàm xấp xỉ (hàm mũ hàm logarithm) dạng tra bảng thông qua kết thí nghiệm an Lu n va ac th si 1.1.1.2 Hiệu ứng dãn dòng Theo [4,5,11], hiệu ứng dãn dịng tượng điện tích khơng chạy tiết diện cuộn dây mà chủ yếu tập trung bề mặt Hiệu ứng bộc lộ rõ mạch điện tần số cao tiết diện cuộn dây lớn Hiện tượng làm cho điện trở tăng Đối với động KĐB-RTLS với tiết diện dây nhỏ bù cấu thích hợp, hiệu ứng dãn dịng bỏ bên phía mạch stator Nhưng mạch rotor hiệu ứng khó bỏ qua, kích thước rotor thường lớn tiết diện dẫn ngắn mạch lớn Hiệu ứng dãn dòng mạch rotor thể rõ lu hệ số trượt động lớn, đặc biệt động làm việc chế độ động, ví dụ an động khởi động, dó ta tận dụng hiệu ứng để tăng mô men khởi động n va p ie gh tn to Tuy nhiên, hệ điều khiển theo phương pháp T4R, khả áp đặt dịng nhanh, nên chủ động khống chế giới hạn hệ số trượt Khi áp dụng phương pháp điều chế điều chế vector để điều khiển động cơ, công suất hài bậc cao nhỏ so với hài bản, nên mơ hình hóa động ta cần khảo sát ảnh hưởng sóng đến hiệu ứng dãn dòng Lr ir Lm  Ls  Ls Rs is Lr ir Lm d oa nl Rs w is L2m Rdd L2r (1   ) Ls lu L2m Rr L2r im (1   ) Ls us L2m Rr L2r im nf va an us j (1   ) Lsim oi lm ul j (1   ) Lsim z at nh Hình 1.2: Sơ đồ thay hình  ĐC KĐB-RTLS a) Khơng có hiệu ứng dãn dịng b) Có bổ sung thêm hiệu ứng dãn dòng điện trở dãn dòng Rdd(b) z @ gm Khi xét đến hiệu ứng dãn dòng, ta mắc thêm điện trở Rdd hiệu ứng dãn l dòng gây nối tiếp với điện trở rotor R s sơ đồ thay hình  (hình 1.2) m co Điện trở Rdd hàm phụ thuộc vào yếu tố sau: số vật liệu từ, kết cấu an Lu tần số phía mạch rotor Theo tài liệu [11] khơng thể có cơng thức tổng qt cho điện trở này, mà xác định hệ số tăng điện trở k r kết cấu cụ thể n va ac th si Ví dụ, theo [4,5,11] dẫn ngắn mạch có tiết diện hình chữ nhật có chiều cao hl , hệ số tăng điện trở tính theo cơng thức sau: kr  Rr  R dd   sinh 2  sin 2 Rr cosh 2  cos 2 (1.1) Trong  chiều cao co ngắn dẫn, hàm đại lượng sau: chiều cao dẫn, điện trở rotor, số từ thẩm tuyệt đối  điện dẫn dẫn  lu    l r an  h (1.2) n va tn to Trong trường hợp  >2, tính gần hệ số tăng điện trở theo công thức sau: gh p ie kr   (1.3) 1.1.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ w d oa nl Ngoài tượng dãn dòng làm thay đổi điện trở dây dẫn, nhiệt độ làm thay đổi điện trở dây dẫn Tất nhiên ảnh hưởng nhiệt độ đến điện trở oi lm ul nf va an lu nguyên nhân dẫn đến phi tuyến tham số mà làm cho điện trở tham số hàm Sự thay đổi điện trở làm cho mơ hình sai lệch với mơ hình thực tế nhiệt độ tăng Dó để đảm bảo chất lượng điều khiển, mơ hình ta phải xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến thay đổi điện trở dây dẫn Ta biết rằng, độ xác điện trở rotor có ảnh hưởng lớn đến chất lượng điều khiển, dó hệ truyền động chất lượng cao việc nhận dạng điện trở rotor on-line bỏ qua z at nh z Dưới biểu thức mô tả phụ thuộc điện trở nhiệt độ dẫn điện làm vật liệu đồng: m co an Lu n va R20 : điện trở nhiệt độ 20 C (1.4) l Rt : điện trở nhiệt độ t0C gm Trong @ Rt  R20 (1  t ) ac th si  : hệ số nhiệt   0.0039 t  t 0C  200 C 1.1.2 Mơ hình động KĐB-RTLS 1.1.2.1 Vector không gian Gọi isu , isv isw ba dịng pha hình sin phía stator ĐCXCBP khơng nối trung tính, giá trị tức thời tổng ba dịng khơng lu an isu (t )  isv (t )  isw (t )  (1.5) n va tn to Im gh v ie 4 j isv (t )e 3 p is Re isu (t ) w u nl w 2 d oa j isv (t )e 3 an lu Hình 1.3: Xây dựng vector dịng stator từ ba dòng pha nf va z at nh tần số stator f s dạng sau: oi lm ul Do ba cuộn dây stator bố trí lệch 1200 điện, nên ta mơ tả ba dịng pha vector dịng is(t) quay khơng gian, thể hình 1.3 với is (t )  isu (t )  isu (t )e j  isw (t )e j 2  ;   1200  3 z (1.6) gm @ m co l Như hình chiếu vector dịng stator is nên trục cuộn dây ba dịng pha tương ứng Tương tự, ta biểu diễn đại lượng ba pha khác điện áp stator, từ thông stator, từ thông rotor dạng vector không gian u s , s  r an Lu Với cách biểu diễn vector khơng gian trên, đại lượng dòng điện, điện áp ba pha động mơ tả vector hai chiều hệ tọa độ vuông góc n va ac th si Dưới cách biểu diễn qui ước đại lượng điện động vector hai chiều hệ toạ độ  a) Trên hệ tọa độ cố định  cuộn dây stator lu u s  s i s s  s  s  irs   s  r  us  ju s   is  jis    s  j s  (1.7)  ir  jir  an n va   r  j r  tn to b) Trên hệ toạ độ  cuộn dây rotor, ý ta mơ hình hệ thống p ie gh dây rotor thành hệ thống dây pha giống stator  ur   r  irr  irr  ji r r   r r r  r   r  j r   r r r  us  u s  ju s    isr  isr  ji r s   r   r  j r s s  s oa nl w d (1.8) oi lm ul nf va an lu m co l gm @ (1.9) an Lu  u f  u  ju sq sd  s  f is  isd  jisq    rf   rd  f   s    j sq sd  z  r hình 1.4 z at nh Tương tự, ta có cách biểu diễn hệ toạ độ từ thông dq Hệ toạ độ dq hệ toạ độ quay đồng với vector is có trục thực d trùng với trục vector từ thông rotor n va ac th si 10 Việc biểu diễn đại lượng điện hệ trục toạ độ dq sở cho phương pháp điều khiển T4R Từ hình (1.4) ta có: i r  i cos   i sin  s  s s r is  is sin   is  cos   i  i r cos  i r sin  r  r r  ir   irr sin   irr cos  (1.10) hay lu an  i s  e j i r r r   j  r iss is  e n va (1.11) p ie gh tn to với  góc hai hệ tọa độ cố định stator hệ tọa độ rotor d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hình 1.4: Biểu diễn vector dòng hệ tọa độ cố định stator  dq ac th si 54 Biểu thức ma trận mM  m *  dL( ) có giá trị riêng z p Lm d z p Lm  ~ ~  i  i i *    (3.35) Mặt khác dòng mong muốn i * (4.34) viết dạng: lu   L   L  J d*  mW ) J  (1  r * ) e J r*    r2( Rr  *   Lm  z p  * z p dt  i*       * * J d*      (  mW ) J  2  r  z  z p dt    R  r *  p *    Lr  J *    L z  Je  r  z  m p * *   J r   z  p *   an n va (3.36) p ie gh tn to nl w   (t )   (t ) z d oa Theo chuẩn Euclid ta có (theo tài liệu [1]): an lu  (t )  oi lm ul nf va   Lr Lr * * J d* J d*  || (  m ) J  (  )  ||  || (  m ) J   ||  ||  r* || W W 2 L  Rr  * Rr  * z p  * z p dt  m z p  * z p dt   1   z at nh z  Lr  * )   r  2 <    L z 2 z  p *   m p * l gm @  (t )   ( m co Như an Lu i *  1   z ~ n va ~ Từ bất đẳng thức với i  k i (0) ,t[0,t1) thoả mãn: ac th si 55 z p Lm mM  m *  ~ ~ ~ (k || i (0) || 2k || i (0) || 1 )  z p L m k || i (0) ||  | z | ,t[0,t1) (3.37) Từ bất đẳng thức ta thấy ( mM  m* ) bị chặn  bị chặn khoảng [0,t1) Do số bất đẳng thức khơng phụ thuộc vào t1, nên ta mở rộng kết toàn trục thời gian, nghĩa  bị chặn với t[0,) ~ Vậy đến ta khẳng định lại tính đắn biểu thức lim i  , công việc tiếp t  theo phải chứng minh lim ~  hay lim x  lu t  t  an n va Thật thay (3.34) vào (4.35) sử dụng kết (4.36) ta có: to z p ~T dL( )  ~ i  (t )   J d   z    z p ~T dL( ) ~ ~T dL( )  i  2i )1 (t )   2J (i d d      x  Ax  B1 (t ) x  c(t ) p nl ie gh tn  x  Ax  0 0  w d oa ma trận Hurwitz với tất giá trị dương a,b z at nh m co an Lu Từ biều thức ta có: l  z p ~T dL( ) ~  ~T dL( ) ( i i  i )  ( t )   c(t )  J d d     gm @ z p ~ T dL( )  i  (t ) J d   z  B1 (t )  0  0 oi lm zp      A J   b  a  ul nf va an lu Trong (3.38) n va ac th si 56 || B1 (t ) || || c(t ) || z 2p J ~ Lm k i (0) e  t z 2p Lm 2J ~ ~ (k i (0) e t  21 )k i (0) e t Từ bất phương trình ta khẳng định rằng, hệ thống mơ tả phương trình trạng thái x  [ A  B1 (t )] x ổn định toàn cục theo hãm mũ Ngoài ~  t   c(t )  t   nên x  , tức  lu an n va Vậy ta có phương trình điều khiển sau p ie gh tn to  d s* ~ u   Rs i s*  D ( ) is  dt     J *  Lr * (t ) Lr  * (  )   m J   e  r   * L R  ( t ) z  ( t )   i   *  m  r * p * s  i   *      m*  * * (t ) ir        J  2  r   z  (t )    R  ( t ) r *  p *     L2m   D ( )  4   d d oa nl w (3.39) va an lu oi lm với biến trạng thái (3.40) ul J *   z  mW zp nf m*  z at nh m co l gm @ Phân tích ổn định điều khiển (3.41) z  *  R  r   r m * J  * (t )  * (t )  r*    * (t )  z p   z  az  b~, z (0)  ~ (0)  Từ ta chứng minh || i  i * || hội tụ khơng, mặt khác ta có: an Lu n va ac th si 57  r   rd*  Lm e  J (i s  i s* )  Lm (ir  ir* )   d r d r* *  dt  dt   Rr (ir  ir ) (3.42) lim ||  r ||  ||  r* ||  , lim ||  r ||  ||  r* ||  đó: t  t  Vậy điều khiển bao gồm điều khiển động học phần điện (PBC) điều khiển tốc độ (bộ lọc) hồn tồn xác định phương trình (3.39), (3.40) lu (3.41) an n va 3.3 Phương trình điều khiển hệ tọa độ từ thông rotor u PBC  u*s  D()is (3.43) p ie gh tn to Từ (3.3) ta viết lại phương trình điện áp dạng sau: Trong đó: oa nl w u PBC điện áp điều khiển PBC phát d u *s điện áp mong muốn động an lu us  usf e js ; is  isf e js (3.44) nf va Ta có: oi lm ul Trong s góc trục từ thơng rotor trục  hệ toạ độ stator, xác định sau: gm @ m* n va Trong  d :tốc độ trượt yêu cầu (3.47) an Lu zp  * r m co Rr (3.46) l s    d  d  (3.45) z s   sdt, s (0)  z at nh t ac th si 58 Dó (3.43) có dạng: uPBC  usf *e js  D()isf e js Nhân hai vế phương trình với e  j ta s u PBCe js  u sf *  D()isf u fPBC  u sf * (3.48)  D()isf lu an Mặt khác từ (1.27) ta suy ra: n va p ie gh tn to  * disd* 1 * 1 * 1 u   L  Ls (  )isd  Lssisq*  Ls  rd  Ls  rq* s  sd dt T T T L L  s r r m m  * di u *  L sq  L (    )i*  L  i*  L    *  L    * s s sq s s sd s rd s rq  sq dt Ts Tr Lm Tr Lm nl w Thay phương trình vào (3.48) ta được: d oa  PBC disd* 1 * 1 * 1  Ls (  )isd  Lssisq*  Ls  rd  Ls  rq*  D ( )(isd  isd* ) usd  Ls dt Ts Tr Tr Lm Lm   * u PBC  L disq  L (    )i*  L  i*  L    *  L    *  D ( )(i  i* ) s s sq s s sd s rd s rq sq sq  sq dt Ts Tr Lm Tr Lm ul nf va an lu oi lm Do hệ tọa độ dq thành phần  rq  , nên phương trình viết lại sau: z at nh  PBC disd* 1 * 1 * u   L  Ls (  )i sd  Ls  s i sq*  Ls  rd  D( )(isd  isd* )  sd s dt T T T L  s r r m  * di u PBC  L sq  L (    )i *  L  i *  L    *  D( )(i  i * ) s s sq s s sd s rd sq sq  sq dt Ts Tr Lm (3.49) z L2m   d ,0    Rr , d  4 (3.50) an Lu D( )  m co l gm @ với n va ac th si 59  rq  , nên ta có  * (t )   rd* , thay biểu thức vào phương trình dịng (3.39) ta tính được: Lr * * * isd  L [ rd  R  rd ] m r  Lr * *  isq  m Lm z p rd*  (3.51) Vậy điều khiển PBC xác định phương trình (3.49), (3.50), (3.51) sơ lu an đồ cấu trúc điều khiển hình 3.3 [4, 11] va n *  rd * isd Tr p  1 T Tσ p  - - PBC u sd Ls gh tn to Lm p ie * isq s  Lm oa nl w Rr zp *  rd - T d isd 1 Tr lu L2m  d 4 ul Lm oi lm 1 1   T Ts Tr D( ) nf va an  s 1  z at nh isq - * isd - z  * isq Tσ p  PBC usq Ls m co T l Lr Lm z p gm m* @ s *  rd an Lu Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc điều khiển PBC hệ tọa độ dq n va Ta xác định phương trình điều khiển tốc độ: ac th si 60  * J * m    z  mW zp  ~   z  az  b (3.52) Để đánh giá chất lượng điều khiển động khơng đồng rotor lồng sóc, luận văn thực mô phần mềm Matlab-Simulink nội dung chi tiết thực chương4 3.4 Kết luận chương lu an Chương giải số vấn đề sau: va n - Xây dựng cấu trúc điều khiển với điều khiển dòng rotor tựa theo thụ to gh tn động (Passivity - Based) p ie - Xây dựng điều khiển tựa theo thụ động đảm bảo bám mô men bám tốc độ oa nl w - Thiết kế điều khiển dòng rotor theo phương pháp tựa theo thụ động d Trên sở điều khiển dòng vòng thiết kế theo phương pháp tựa an lu theo thụ động điều khiển vịng ngồi mơ men tốc độ điều khiển nf va PID thông thường, ta đánh giá chất lượng điều khiển động không đồng pha oi lm ul rotor lồng sóc mô chương z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 61 Chương ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG MƠ PHỎNG MATLAB-SIMULINK 4.1 Sơ đồ mơ Để tiến hành mô ta lựa chọn đối tượng động không đồng pha rotor lồng sóc có tham số sau: Điện trở rotor: Rr  0.17  lu Điện trở stator: Rs  0.2 an n va Điện cảm rotor: Lr  0.09789 H Mơmen qn tính: J  0.275 Kgm gh tn to Điện cảm stator Lr  0.09614 H p ie Hỗ cảm: Lm  0.0935 nl w Số đôi cực: z p  d oa Tham số điều khiển PBC: oi lm ul nf va an lu Tham số điều khiển PCB:   0.01,d  42 z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.1: Sơ đồ mơ toàn hệ thống n va ac th si 62 Từ tham số đối tượng, ta xây dựng mơ hình động khơng đồng pha rotor lồng sóc Matlab – Simulink hình 4.2 lu an n va p ie gh tn to nl w d oa Hình 4.2: Mơ hình động khơng đồng rotor lồng sóc oi lm ul nf va an lu Cấu trúc chung điều khiển dòng PBC theo thành phần isd isq xây dựng hình 4.3 z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hình 4.3: Khối điều khiển dòng theo thành phần d q ac th si 63 Trong điều khiển dịng isd isq xây dựng hình 4.4 4.5 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w Hình 4.4: Bộ điều khiển dòng theo isd oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.5: Bộ điều khiển dịng theo isq n va ac th si 64 Hình 4.6: Khối tính D() 4.2 Kết mơ 4.2.1 Trường hợp tốc độ không đổi nhiễu phụ tải tác động vào thời điểm 0,75s - Đáp ứng tốc độ động cơ: lu an Dap ung toc cua dong co n va 1600 to ndat n 1200 p ie gh tn 1400 nl w 800 d oa n (v/ph) 1000 lu va an 600 oi lm ul nf 400 200 0.2 0.4 z at nh 0.6 t(s) 0.8 1.2 z @ m co l gm Hình 4.7: Đáp ứng tốc độ động an Lu n va ac th si 65 - Đáp ứng dòng điện động Dap ung dong cua dong co 60 isd isq 50 40 isdq (A) 30 20 lu 10 an n va tn to -10 0.5 1.5 t(s) p ie gh -20 2.5 Hình 4.8: Đáp ứng dịng điện động d oa nl w 4.2.2 Trường hợp tốc độ nhảy bậc từ 1500 v/ph xuống 1000v/ph nhiễu phụ tải tác động vào thời điểm 1,5s; 3,1s an lu - Đáp ứng tốc độ động cơ: Dap ung toc cua dong co va 1600 nf ndat n oi lm ul 1400 1200 z at nh 800 z n (v/ph) 1000 @ l gm 600 400 m co 200 0.5 1.5 3.5 4.5 n Hình 4.9: Đáp ứng tốc độ động va 2.5 t(s) an Lu ac th si 66 - Đáp ứng dòng điện động Dap ug dong dong co 80 isd isq 60 irdq (A) 40 20 lu an n va -20 to -40 tn 0.5 ie gh 1.5 2.5 t(s) 3.5 4.5 p Hình 4.10: Đáp ứng dòng điện động d oa nl w 4.2.3 Trường hợp tốc độ nhảy bậc từ 1000 v/ph xuống 750v/ph sau lên 1500v/ph nhiễu phụ tải tác động vào thời điểm 1,5s; 2,9s an lu - Đáp ứng tốc độ động Dap ung toc cua dong co va 1800 nf ndat n oi lm ul 1600 1400 1000 z n (v/ph) z at nh 1200 gm @ 800 600 l 400 m co 200 t(s) n va Hình 4.11: Đáp ứng tốc độ động an Lu ac th si 67 - Đáp ứng dòng điện động Dap ung dong cua dong co 100 isd isq 80 60 isdq (A) 40 lu 20 an n va tn to -20 t(s) p ie gh -40 Hình 4.12: Đáp ứng dịng điện động oa nl w 4.3 Đánh giá chất lượng điều khiển d Từ kết mô hình 4.7 đến hình 4.12 cho thấy chất lượng điều va an lu khiển động đảm bảo chế độ làm việc tốc độ khơng đổi, thay đổi có nhiễu phụ tải tác động (tốc độ, từ thông bám tốt giá trị đặt phản ứng tốt có 4.4 Kết luận chương oi lm ul nf nhiễu phụ tải tác động ) Điều chứng tỏ tính đắn thuật toán điều khiển tựa theo thụ động (Passivity - Based) lựa chọn để thiết kế điều khiển z at nh Chương giải số vấn đề sau: z - Xây dựng sơ đồ mô cho hệ thống điều khiển động khơng đồng rotor lồng sóc điều khiển PBC phần mềm Matlab-Simulink gm @ m co l - Khảo sát, đánh giá chất lượng điều khiển thông qua mô chế độ làm việc với tốc độ không đổi thay đổi an Lu n va ac th si 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Nội dung luận văn tập trung vào nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển để điều khiển động không đồng ba pha rotor lồng sóc Nhiệm vụ cụ thể Thiết kế điều khiển phi tuyến để điều khiển động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn hoàn thành chương sau: Chương 1: Tổng quan cấu trúc điều khiển động không đồng pha rotor lu an lồng sóc n va Chương 3: Thiết kế điều khiển tựa theo thụ động gh tn to Chương 2: Đánh giá khả áp dụng phương pháp điều khiển tựa theo thụ động (passivity based) cho hệ thống p ie Chương 4: Đánh giá chất lượng điều khiển mô Matlab - Simulink w Kết luận văn đạt là: oa nl - Xây dựng cấu trúc điều khiển động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc d phương pháp điều khiển tựa theo thụ động; lu ul nf va an - Thiết kế điều khiển cho hệ thống điều khiển động không đồng ba pha rotor lồng sóc điều khiển tựa theo thụ động (PBC), chất lượng điều khiển kiểm chứng mô Matlab-Simulink Với kết cho thấy tính oi lm đắn thuật toán điều khiển thiết kế để điều khiển hệ thống z at nh Kiến nghị: z Với thời gian nghiên cứu cịn ít, kiến thức kinh nghiệm thực tiễn có hạn, nội dung luận văn số hạn chế Tác giả tiếp tục nghiên cứu hồn thiện để có @ điều khiển đại vào đối tượng thực tế m co l gm thể áp dụng tốt kết nghiên cứu vào công tác chuyên môn sau này, áp dụng an Lu n va ac th si