Giảng viên giao cho sinh viên, nhóm sinh viên tên đồ án, nhiệm vụ đồ án môn học 2.. Nội dung đồ án sẽ xoay quanh a.. Điều khiển hệ truyền động điện xoay chiều sử dụng phương pháp FOC b..
BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA HƢỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỰ ĐỘNG HÓA Nội dung đồ án Tự động hóa Giảng viên giao cho sinh viên, nhóm sinh viên tên đồ án, nhiệm vụ đồ án môn học Nội dung đồ án xoay quanh a Điều khiển hệ truyền động điện xoay chiều sử dụng phương pháp FOC b Điều khiển hệ truyền động điện xoay chiều sử dụng phương phap DTC c Điều khiển hệ lượng gió d Áp dụng hệ truyền động vào lĩnh vực truyền động thực tế điều khiển bang tải, điều khiển chuyển động< e Sử dụng hệ truyền động PLC- biến tần- động thực tế Lý thuyết (xem tài liệu tham khảo chương sau) Mô phỏng- sử dụng MATLAB/SIMULINK Thực nghiệm phịng thí nghiệm Đồ án mẫu tự động hóa Lý thuyết CHƢƠNG 1: PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VECTOR TỰA THEO TỪ THÔNG ROTOR (ROTOR FIELD ORIENTED CONTROL Phương pháp điều khiển tựa từ thông (Field Oriented Control- FOC) hay điều khiển vector phương pháp điều khiển dùng cho ĐCKĐB pha, dựa vào hệ trục tọa độ từ thơng rotor, điều khiển động KĐB thực thơng qua điều khiển thành phần dịng điện stator isd (từ thơng) isq (momen) Hình 1: Điều khiển động KĐB phương pháp FOC Phƣơng pháp FOC 3.1 Phƣơng pháp điều khiển tựa theo từ thơng rotor Ta có: Hình 3.1: Hệ tọa độ từ thông rotor quay với tốc độ Trước hết ta xét mơ hình động mà hệ trục tọa độ quay có trục d trùng với từ thơng rotor, lúc thành phần từ thơng roto trục q có giá trị Xét phương trình điện áp rotor trục d: ) ( Mà Nên Mặt khác: Nên ta có: ( ) Phương trình phương trình vi phân bậc Xét chế độ xác lập, ta có ; suy với đầu vào nên Như sử dụng để điều khiển từ thông ( giá trị định mức) Phương trình momen có dạng sau: ( Như phân ) tích Dẫn đến: ( ) Mặc khác: Nên: ( Nếu ta giữ từ thông ) giá trị đặt khơng đổi điều khiển Như chiến lược điều khiển động sau: (3.1) ( ) số điều khiển điều khiển để giữ giá trị định mức Để xây dựng mô hình điều khiển theo phương pháp FOC, trước hết ta đảm bảo vector từ thông rotor trùng với trục d rq Lr irq Lmisq hay irq Lmisq Lr *Xác định tốc tốc độ quay cảu từ thông rotor gr g r với r pmech ; ta có urd ird d rd 0 1 rd R u r g r 1 rq rq irq dt rq Rr irq g r rd Từ ta có Với irq g r Lmisq Lr Rr irq rd ta tính g r Góc từ thơng rotor g t g g dt *Tính từ thơng rd Rr ird d rd 0 dt rd Lr ird Lmisd Lr d rd Lmisd Rr dt Rr Lmisq tốc độ quay từ thông rotor rd Lr rd Tr d rd Lm isd dt Tr *Tính từ thơng Tem Tem Li 3 p rd irq p rd m sq 2 Lr *Mô đông không đồng hệ trục tọa độ gắn với từ thông rotor đảm bảo từ thông rotor trùng trục d Để tránh phép chia 0, ta đặt điều kiện ban đầu cho từ thông rd 0.001 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ, DÒNG ĐIỆN 3.2 Thiết kế điều khiển cho ĐCĐXC ba pha rotor lồng sóc 3.2.1 Sơ đồ nối tầng tổng quan điều khiển động điện xoay chiều Sơ đồ nối tầng gồm hai vòng điều khiển chính: Điều khiển từ thơng gồm vịng Vịng ngồi điều khiển từ thơng , vòng điều khiển dòng Điều khiển tốc độ gồm vịng Vịng ngồi điều khiển tốc độ động ( ), vòng điều khiển dòng 3.2.2 Thiết kế điều khiển tốc độ Từ phương trình (2.25) có quan hệ sau: ( ) ( Thực Laplace hóa vế ta được: ) Do đó, ta thu được: ( (3.2) ) Từ phương trình (3.1) ta có: ( lấy giá trị đặt , đặt ) ( ) Từ phương trình (3.1) (3.2), ta xây dựng sơ đồ vòng điều khiển tốc độ sau - PI Chọn điều khiển PI có dạng: Hàm truyền đối tượng có dạng: Hàm truyền vòng hở là: G p T s 1 K Kp i Js Ti s Tiêu chuẩn thiết kế: - độ dự trữ pha (ít 60) - độ rộng băng tần Sử dụng MATLAB để tính thơng số PID Lệnh: C = pidtune(sys,type) thiết kế điều khiển PID; sys: mô tả đối tượng cần thiết kế điều khiển; type: loại điều khiển (p, i, pi, pid) Ví dụ: Thiết kế điều khiển cho đối tượng có hàm truyền đạt sau sys s 1 Tạo mơ hình đối tượng sau >>sys = zpk([],[-1 -1 -1],1); >>[C_pi,info] = pidtune(sys,'PI') C_pi =