Điều khiển logic bài tập dài đồ án bài tpaaj lớnsfsfsafsaaaaaaaaaaasfffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff sdasfsafsa f sa fsaf fsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfssfsfsfsf
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI MÔN ĐIỀU KHIỂN SỐ Họ tên : Mã số SV STT danh sách Năm học : : : : HÀ NỘI 20……… BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN SỐ STT Tên sinh viên MSSV Số thứ tự thứ tự tự Khoá Cho đối hệ thống điều khiển tốc độ động chiều kích từ vĩnh cửu sử dụng băm áp cầu H hình vẽ VI-1 HìnhVI-1 Sơ đồ hệ thống điều khiển tốc độ động chiều kích từ vĩnh cửu Q1 Q3 Current Filter Rf Lf C1 Vcc C2 i V Q4 Q2 Load DC motor IGBT drive i(t) PWM1 PWM2 Control signal u(k) ADC 12-bit i(k) x(k) u(k) UART CPU C(z) y(t) QEI y(k) r(k) Digital Signal Controller Sơ đồ khối đối tượng điều khiển băm áp DC-DC lưỡng cực nối tiếp với động DC kích từ vĩnh cửu thể hình VI-2 System discrete and quantizer u (k ) x1 (k ) x2 ( k ) DA1 AD1 AD2 u (t ) x1 (t ) x2 (t ) K DA1 K AD1 K AD DC motor and H-chopper drive Kb va (t ) T pw m s 1 Ls R i (t ) i (t ) Te Kt Js K f (t ) TL (t ) Hình VI-2 Sơ đồ khối đối tượng điều khiển phần Bài tập lớn Điện trở R điện cảm L R=R a + Rf ; L=L a+ Lf Với Ra , La điện trở, điện cảm phần ứng động R f , L f điện trở, điện cảm lọc Tham số động cảm biến cho bảng VI-1 Chú ý, J mơ men qn tính quy đổi trục động hệ truyền động điện Bảng VI-1 Tham số động cảm biến dòng điện, cảm biến tốc độ Tham số động Thứ tự Ra (Ω) La (H) Kt (Nm/A) Kb (Vs/rad) Kf (Nms/rad) J (Kgm2) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2,00 2,00 2,50 1,70 1,90 1,80 0,65 0,65 0,75 0,36 0,40 0,46 1,06 1,20 1,40 1,90 1,80 0,65 0,65 0,75 1,70 1,90 1,80 0,65 0,65 0,0089 0,0099 0,0159 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0079 0,0002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0010 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0079 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0896 0,0896 0,0896 0,0439 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,0678 0,1270 0,1270 0,1270 0,2140 0,2140 0,2140 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,0678 0,0439 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,0896 0,0896 0,0896 0,0439 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,0678 0,1270 0,1270 0,1270 0,2140 0,2140 0,2140 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,0678 0,0439 0,0439 0,0439 0,0678 0,0678 0,000062 0,000082 0,000082 0,000045 0,000045 0,000055 0,000031 0,000051 0,000061 0,000438 0,000438 0,000438 0,000350 0,000350 0,000350 0,000045 0,000055 0,000031 0,000051 0,000061 0,000045 0,000045 0,000055 0,000031 0,000051 0,000115 0,000215 0,000175 0,000016 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 0,000085 0,000134 0,000174 0,000204 0,000129 0,000189 0,000229 0,000029 0,000032 0,000072 0,000072 0,000082 0,000016 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 Cảm biến dòng Imax(A) 8 12 12 12 24 24 24 24 24 24 24 24 24 12 12 24 24 24 12 12 12 24 24 Tham số Encoder (ppr) 6000 6000 6000 5000 5000 5000 4000 4000 4000 3600 3600 3600 3000 3000 3000 5000 5000 4000 4000 4000 5000 5000 5000 4000 4000 Thứ tự 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 Ra (Ω) 1,90 1,80 0,65 0,65 1,80 1,70 1,90 1,80 0,65 0,65 0,75 0,36 0,40 0,46 1,06 1,20 0,40 0,46 1,06 1,20 1,40 1,90 1,80 0,65 0,65 0,75 0,65 1,90 1,80 0,65 0,65 1,80 1,70 1,90 1,80 0,65 0,65 0,65 1,90 1,80 0,65 1,20 0,40 0,46 1,06 1,20 1,40 1,90 La (H) 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0050 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0079 0,0002 0,0003 0,0005 0,0005 0,0010 0,0003 0,0005 0,0005 0,0010 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0079 0,0069 0,0030 0,0050 0,0059 0,0069 0,0050 0,0020 0,0030 0,0050 0,0059 0,0059 0,0069 0,0030 0,0050 0,0059 0,0010 0,0003 0,0005 0,0005 0,0010 0,0020 0,0030 Tham số động Kt Kb Kf (Nm/A) (Vs/rad) (Nms/rad) 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000051 0,0439 0,0439 0,000055 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000051 0,0678 0,0678 0,000061 0,1270 0,1270 0,000438 0,1270 0,1270 0,000438 0,1270 0,1270 0,000438 0,2140 0,2140 0,000350 0,2140 0,2140 0,000350 0,1270 0,1270 0,000438 0,1270 0,1270 0,000438 0,2140 0,2140 0,000350 0,2140 0,2140 0,000350 0,2140 0,2140 0,000350 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000051 0,0678 0,0678 0,000061 0,0678 0,0678 0,000051 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000051 0,0439 0,0439 0,000055 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000031 0,0678 0,0678 0,000051 0,0439 0,0439 0,000045 0,0439 0,0439 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,2140 0,2140 0,000350 0,1270 0,1270 0,000350 0,1270 0,1270 0,000350 0,2140 0,2140 0,000045 0,2140 0,2140 0,000055 0,2140 0,2140 0,000031 0,0439 0,0439 0,000051 J (Kgm2) 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 0,000030 0,000016 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 0,000085 0,000134 0,000174 0,000204 0,000129 0,000189 0,000174 0,000204 0,000129 0,000189 0,000229 0,000029 0,000032 0,000072 0,000072 0,000082 0,000075 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 0,000030 0,000016 0,000021 0,000030 0,000070 0,000070 0,000075 0,000021 0,000030 0,000070 0,000129 0,000189 0,000229 0,000029 0,000032 0,000072 0,000072 Cảm biến dòng Imax12 (A) 12 24 24 12 24 12 12 24 24 24 12 12 12 24 12 8 12 12 12 24 24 24 24 24 12 12 24 24 12 24 12 12 24 12 12 12 24 24 24 24 24 12 12 24 24 Tham số Encoder (ppr) 5000 5000 4000 4000 5000 3000 5000 5000 4000 4000 4000 5000 5000 5000 4000 5000 6000 6000 6000 5000 5000 5000 4000 4000 4000 3600 3600 6000 6000 6000 5000 5000 5000 4000 4000 4000 3600 3600 3600 3000 3000 3000 5000 5000 5000 5000 4000 4000 Thứ tự 74 75 76 77 78 79 80 Ra (Ω) 1,80 0,65 0,65 0,75 0,65 1,90 1,80 La (H) 0,0050 0,0059 0,0069 0,0079 0,0069 0,0030 0,0050 Tham số động Kt Kb Kf (Nm/A) (Vs/rad) (Nms/rad) 0,0439 0,0439 0,000061 0,0678 0,0678 0,000045 0,0678 0,0678 0,000045 0,0678 0,0678 0,000055 0,0678 0,0678 0,000031 0,0439 0,0439 0,000051 0,0439 0,0439 0,000045 J (Kgm2) 0,000082 0,000016 0,000021 0,000030 0,000070 0,000075 0,000021 Cảm biến dòng Imax24 (A) 12 12 12 24 24 12 Tham số Encoder (ppr) 4000 3600 3600 6000 6000 6000 5000 Tham số băm áp cầu H, lọc thời gian lấy mẫu cho bảng VI-2 BảngVI-2 Tham số băm áp cầu H, lọc thời gian lấy mẫu hệ thống Bộ băm áp cầu H Bộ lọc Điện Thời gian Độ phân giải Điện Điện áp Tần số Thứ tự lấy mẫu giá trị cảm nguồn băm trở R f T (sec) điều khiển Lf (H) Vcc fpwm (Hz) (Ω) (bit) (V) 31 32 36 15000 12 0,5 0,006 0,0020 33 34 36 10000 12 0,5 0,006 0,0025 35 36 36 5000 12 0,5 0,006 0,0030 37 38 32 15000 10 0,5 0,006 0,0035 39 40 24 10000 10 0,5 0,006 0,0035 41 42 24 5000 10 0,7 0,008 0,0035 43 44 32 15000 10 0,7 0,008 0,0040 45 46 24 10000 10 0,7 0,008 0,0040 47 48 24 5000 10 0,7 0,008 0,0040 49 50 10 48 15000 12 0,7 0,008 0,0040 51 52 48 11 10000 12 0,8 0,009 0,0045 53 54 12 48 5000 12 0,8 0,009 0,0050 55 56 90 13 15000 10 0,8 0,009 0,0040 57 58 90 14 10000 10 0,8 0,009 0,0045 59 60 15 90 5000 10 0,8 0,009 0,0050 61 62 32 16 15000 12 0,51 0,006 0,0020 63 64 17 24 10000 12 0,52 0,006 0,0025 65 66 24 18 5000 12 0,53 0,006 0,0030 67 68 19 32 15000 10 0,54 0,006 0,0035 69 70 24 20 10000 10 0,55 0,006 0,0035 71 72 24 21 5000 10 0,71 0,008 0,0035 73 74 22 48 15000 10 0,72 0,008 0,0040 75 76 48 23 10000 10 0,74 0,008 0,0040 77 78 24 48 5000 12 0,75 0,008 0,0040 79 80 90 25 15000 12 0,76 0,008 0,0040 81 82 90 26 10000 12 0,81 0,009 0,0045 83 84 24 27 5000 10 0,85 0,009 0,0050 85 86 24 28 15000 10 0,82 0,009 0,0040 87 88 29 48 10000 10 0,83 0,009 0,0045 89 90 48 30 5000 12 0,85 0,009 0,0050 Yêu cầu thực : Phần nội dung viết tay, phần mô kết Phần lý thuyết 8 Trình bày cấu trúc chung hệ thống điều khiển số ? Các tính chất phép biến đổi Z ? Phương pháp thiết kế PID theo phương pháp gán điểm cực I Phần thiết kế A Các nhóm có thứ tự LẺ (phương án điều khiển phản hồi đầu ra) Xác định hàm truyền đạt G ( s )=Y ( s)/U (s) phương trình trạng thái liên tục ( A , B , C , D ) mô tả đối tượng điều khiển Rời rạc hóa mơ hình đối tượng hai dạng: hàm truyền đạt rời rạc G( z ), phương trình trạng thái rời rạc ( A d , Bd ,C d , D d ) với thời gian lấy mẫu cho bảng VI-2 Lượng tử hóa mơ hình dạng hàm truyền đạt phương trình trạng thái Chú ý tín hiệu dịng điện đưa vào kênh A/D có độ phân giải 12-bit Khảo sát tính ổn định đối tượng thông qua hàm truyền đạt rời rạc Khảo sát chất lượng động, chất lượng tĩnh đối tượng chưa có điều khiển (hệ thống vịng hở) Thiết kế điều khiển PID( z ) theo phương pháp áp đặt điểm cực để hệ thống có chất lượng động: t s 5=10 T (T chu kỳ lấy mẫu) lượng điều chỉnh POT =5 % Khảo sát chất lượng tĩnh hệ thống kín Mơ hệ thống điều khiển phần mềm Matlab&Simulink B Các nhóm có thứ tự CHẴN (phương án điều khiển phản hồi trạng thái) Xác định hàm truyền đạt G ( s )=Y ( s)/U (s) phương trình trạng thái liên tục ( A , B , C , D ) mô tả đối tượng điều khiển Rời rạc hóa mơ hình đối tượng hai dạng: hàm truyền đạt rời rạc G( z ), phương trình trạng thái rời rạc ( A d , Bd ,C d , D d ) với thời gian lấy mẫu cho bảng VI-2 Lượng tử hóa mơ hình dạng hàm truyền đạt phương trình trạng thái Chú ý tín hiệu dịng điện đưa vào kênh A/D có độ phân giải 12-bit Khảo sát tính điều khiển tính quan sát đối tượng Khảo sát chất lượng động, chất lượng tĩnh đối tượng chưa có điều khiển (hệ thống vịng hở) Thiết kế điều khiển phản hồi trạng thái theo phương pháp áp đặt điểm cực để hệ thống có chất lượng động: t s 5=20 T (T chu kỳ lấy mẫu) lượng điều chỉnh POT =5 % Thiết kế quan sát trạng thái với yêu cầu chất lượng động: t s 5=10 T (T chu kỳ lấy mẫu), lượng điều chỉnh POT =5 % Mô hệ thống điều khiển phần mềm Matlab&Simulink