điều khiển tốc độ động cơ ac servo vớitải thay đổi sử dụng thuật toán pidnâng cao

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀII/ HỌ VÀ TÊN SINH VIÊNHọ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Minh MSSV: 18045651Trần Phạm Phượng Tường MSSV: 18039111Châu Tấn Thành MSSV: 18056991Lớp: DHDKTD14ABộ môn: Điều Khi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ AC SERVO VỚITẢI THAY ĐỔI SỬ DỤNG THUẬT TOÁN PID

NÂNG CAO

GVHD: Th.S Bùi Thị Cẩm QuỳnhSVTH:

Nguyễn Văn Minh_18045651Đào Đông Đức_18053111

Trần Phạm Phượng Tường_18039111Châu Tấn Thành_18056991

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2022

1

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀII/ HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Minh MSSV: 18045651

Trần Phạm Phượng Tường MSSV: 18039111Châu Tấn Thành MSSV: 18056991Lớp: DHDKTD14A

Bộ môn: Điều Khiển và Tự Động Khoa: Công Nghệ Điện

II/ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ AC SERVO VỚI TẢI THAY ĐỔISỬ DỤNG THUẬT TOÁN PID NÂNG CAO

III/ NHIỆM VỤ

 Tìm hiểu phương trình toán⁰học của động cơ không đồng bộ và mô phỏng⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

simulink trên phần mềm matlab.

 Nghiên cứu cấu trúc bộ điều khiển PID nâng cao anti-windup.

 Áp dụng mô phỏng bộ điều khiển PID nâng cao cho động cơ không đồng bộ. Lắp ráp tủ điện để áp dụng điều khiển thực giải thuật PID nâng cao và biến tần

cho động cơ không đồng bộ.

IV/ KẾT QUẢ DỰ KIẾN

 Hiểu rõ⁰mô hình toán của động cơ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰không đồng bộ.⁰

 Mô⁰phỏng được mô hình⁰động cơ không đồng⁰ ⁰ ⁰ ⁰bộ trên Matlab. Thiết kế được bộ điều khiển PID nâng cao anti-windup.⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

 Lắp ráp được tủ điện để điều khiển thực giải thuật PID nâng cao và biến tần chođộng cơ không đồng bộ.

V/ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Bùi Thị Cẩm Quỳnh

I

Khóa luận tốt nghiệpNguyễn Văn Minh, Đào Đông Đức, Trần Phạm Phượng Tường, Châu TấnThành

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ivIII

your phone? Save

to read later onyour computer

Save to a Studylist

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7

2.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 7

2.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG 7

2.2.1 Sai số xác lặp 7

2.2.2 Độ vọt lố 8

2.2.3 Thời gian quá độ - Thời gian tăng lên 8

2.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 9

2.3.1 Định nghĩa bộ điều khiển PID 9

2.3.2 Cấu trúc bộ điều khiển PID 10

2.3.3 Đáp ứng của bộ điều khiển PID 13

2.3.4 Chỉ định các tham số bộ điều khiển PID 13

2.4 HIỆN TƯỢNG BẢO HÒA TÍCH PHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮCPHỤC 17

2.4.1 Hiện tượng bảo hòa tích phân 17

2.4.2 Các biện pháp khắc phục 18IV

3.2.1 VECTO KHÔNG GIAN CÁC ĐẠI LƯỢNG PHA 24

3.2.2 MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 32

3.2.3 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA TRÊNMATLAB/SIMULINK 37

3.3 THIẾT KẾ, XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID TRACKINGANTIWINDUP VÀ KHỐI BIẾN TẦN 41

3.3.1 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID TRACKING ANTIWINDUP 41

3.3.2 KHỐI GIẢ LẬP BIẾN TẦN 41

3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DỰATRÊN BỘ ĐIỀU KHIỂN PID TRACKING ANTIWINDUP VÀ BIẾN TẦN 42

3.4.1 SƠ ĐỒ KHỐI MÔ HÌNH 42

4.5.1 Thông tin card NI Myrio 1900 57

4.5.2 Cấu tạo card NI Myrio 1900 57

4.5.3 Phần mềm Labview giao tiếp card NI Myrio 1900 62

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68

Hình 1.3 Máy cán thép 3

Hình 1.4: Giao diện làm việc trên Matlab 4

Hình 1.5: Thư viện trong Simulink 5

Hình 1.6: Giao diện làm việc trong Simulink 5

Hình 2.1: Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển tự động 7

VI

Hình 2.2: Sai số xác lập 7

Hình 2.3: Độ vọt lố POT 8

Hình 2.4: Thời gian quá độ và thời gian lên 8

Hình 2.5: Cấu trúc bộ điều khiển PID 9

Hình 2.13: Bộ điều khiển PID Tracking AntiWindup 19

Hình 3.1: Sơ đồ đấu dây và điện áp stator của ĐCKĐB ba pha 24

Hình 3.2: Vecto điện áp 3 pha đối xứng 24

Hình 3.3: Vector không gian điện áp stator trong hệ tọa độ αβ 25

Hình 3.4: Vector không gian điện áp stator và các điện áp pha 26

Hình 3.5: Hệ tọa độ quay 28

Hình 3.6: Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian từ hệ tọa độ  sang hệ tọa độ dqvà ngược lại 29

Hình 3.7: Biểu diễn các vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor 30

Hình 3.8: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ tọa độ dq 31

Hình 3.9: Mach tương đương của động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ Stator 32

Hình 3.10: Mach tương đương của động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ αβ 33

Hình 3.11: Mạch tương đương của động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ dq 35

Hình 3.12: Sơ đồ tổng thể mô phỏng động cơ không đồng bộ 37

Hình 3.13: Khối nguồn 37VII

Hình 3.14: Khối chuyển tọa độ điện áp từ abc- 38

Hình 3.15: Khối chuyển tọa độ dòng điện từ -abc 38

Hình 3.16: Khối động mô tả động cơ 38

Hình 3.17: Tốc độ động cơ 40

Hình 3.18: Dòng điện 3 pha động cơ 40

Hình 3.19: Bộ điều khiển TRACKING ANTIWINDUP 41

Hình 3.20: Khối giả lập biến tần 41

Hình 3.21: Sơ đồ khối mô hình 42

Hình 3.22: Tốc độ và momen của động cơ 42

Hình 3.23: Dòng điện 3 pha động cơ 43

Hình 3.24: Tốc động và momen động cơ 43

Hình 3.25: Tải và momen động cơ 44

Hình 3.26: Dòng điện 3 pha động cơ 44

Hình 4.1: Động cơ không đồng bộ 48

Hình 4.2: Biến tần FR-E520S/0.75K 48

Hình 4.3: Sơ đồ kết nối biến tần 49

Hình 4.4: Quy trình thay đổi thông số biến tần Mitsubishi E520 49

Hình 4.5: Cấu tạo Encoder 52

Hình 4.6: Mô tả hoạt động Encoder 53

Hình 4.7: Encoder loại A, B, Z độ phân giải 1024 54

Hình 4.8: Encoder có ngõ ra dạng bit, độ phân giải 2500 54

Hình 4.9: Encoder E40H8-2048-6-L-5 55

Hình 4.10 : Mạch Module 4 relay 5V 56

Hình 4.11: Card NI myRIO-1900 57

Hình 4.12: Cấu hình phần cứng của NI myRIO-1900 58

Hình 4.13: Sơ đồ khối phần cứng card NI myRIO-1900 59VIII

Hình 4.14: Sơ đồ I/O trên cổng mở rộng MXP 60

Hình 4.15: Sơ đồ I/O trên cổng mở rộng MSP 61

Hình 4.16: Phần mềm Labview 62

Hình 4.17: Tủ điện điều khiển của mô hình 63

Hình 4.18: Sơ đồ đấu dây của hệ thống 64

Hình 4.19: Lưu đồ thuật toán 65

Hình 4.20: Chương trình điều khiển 65

Hình 4.21: Bộ lọc nhiễu 66

Hình 4.22: Khối PID ANTI-WINDUP 66

Hình 4.23: Giao diện SCADA của hệ thống 67

Hình 5.1: Kết quả mô hình chạy bằng bộ PID với tốc độ thay đổi 63

Hình 5.2: Kết quả mô hình chạy bằng thuật toán Tracking Antiwindup với tốc độ thayđổi 64

Hình 5.3: Kết quả mô hình chạy bằng bộ PID với tải thay đổi 65

Hình 5.4: Kết quả mô hình chạy bằng thuật toán Tracking Antiwindup với tải thay đổi

66

Hình 5.5: Kết quả mô hình chạy bằng bộ PID với tải và tốc độ thay đổi 67

Hình 5.6: Kết quả mô hình chạy bằng thuật toán Tracking Antiwindup với tải và tốc độthay đổi 68

IX

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Đáp ứng điều chỉnh khi tăng các thông số PID 13

Bảng 1.2: Bộ thông số PID theo phương pháp Zieger – Nichols thứ nhất 15

Bảng 1.3: Bộ thông số PID theo phương pháp Zieger – Nichols thứ hai 17

Bảng 3.1: Thông số động cơ 39

Bảng 4.1: Thông số cài đặt cơ bản của biến tần 50

Bảng 4.2: Chức năng ngỏ vào và ra của biến tần 51

Bảng 4.3: Các tham số chính của Encoder 55

Bảng 4.4: Chức năng của các chân trên cổng A, B của bộ điều khiển NI-myRIO 1900 61

Bảng 4.5: Chức năng của các chân trên cổng C của bộ điều khiển NI myRIO 1900 62

YBảng 5.1: Bảng so sánh 2 phương pháp ở chế độ tốc độ thay đổi 69

Bảng 5.2: Bảng so sánh 2 phương pháp ở chế độ có tải thay đổi 71Y

X

Việc ứng dụng những thuật toán kinh điển vào vấn đề điều khiển tốc độ động i i i i i i i i i i i i i i iicơ iđã đạt được nhiều kết quả khả quan Các bộ điều khiển công nghiệp phổ biến như i i i i i i i i i i i i i i i iibộ iđiều khiển P, bộ điều khiển PI, bộ điều khiển PID truyền thống thường được sử i i i i i i i i i i i i i i iidụng iđể điều khiển tốc độ động cơ Chỉnh định thông số cho bộ điều khiển PID cũng i i i i i i i i i i i i i i i iicó inhiều phương pháp Tuy nhiên, đối với các hệ mà bộ điều khiển có chứa thành i i i i i i i i i i i i i i iiphần itích phân và tín hiệu bị hạn chế như những hệ thống có cơ cấu chấp hành hai vị i i i i i i i i i i i i i i i i i iitrí inhư kiểu rơle, van đóng mở và trong trường hợp bộ điều khiển có thành phần tích i i i i i i i i i i i i i i i iiphân ibị giới hạn tín hiệu sẽ có thể xuất hiện hiện tượng bão hòa tích phân, hiện i i i i i i i i i i i i i i i iitượng inày có thể gây mất ổn định hệ thống và một vài tác hại không mong muốn Do i i i i i i i i i i i i i i i i iiđó, imột số cấu trúc điều khiển nâng cao đã được sử dụng để cải thiện hiệu quả của i i i i i i i i i i i i i i i i iikiểm isoát PID trong các điều kiện hoạt động phức tạp như tải hoặc tốc độ thay đổi i i i i i i i i i i i i i i i iilớn. i

1

Bộ điều khiển PID sử dụng i i i i i iTracking Antiwindup i imang lại hiệu quả tốt hơn so i i i i i iivới icác phương pháp điều khiển PID truyền thống với độ vọt lố thấp hơn và khả i i i i i i i i i i i i i i iinăng ikiểm soát tốc độ tốt hơn khi có tải thay đổi Chính vì vậy, để điều khiển tốc độ, i i i i i i i i i i i i i i i i i iitrong ikhóa luận này, em chọn bộ điều khiển PID i i i i i i i i iTracking Antiwindup i iđể xử lý các i i iihạn ichế của bộ điều khiển PID truyền thống Bộ điều khiển PID Tracking i i i i i i i i i i i iiAntiwindup isẽ được xây dựng bằng phần mềm LabView dựa trên card NI myRIO i i i i i i i i i i i ii1900 icủa NI. i

1.2 PHẠM VI GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Đề tài điều khiển tốc độ động cơ AC SERVO với tải thay đổi sử dụng thuật toánPID nâng cao dùng card ni myrio 1900 theo một chiều dựa trên bộ điều khiển PIDTracking Antiwindup Từ thuật toán thiết kế trên Matlab, nhóm thực hiện mô hình dựatrên card NI myRIO bằng cách ứng dụng phần mềm Labview Thực hiện lập trình hệthống theo từng phương pháp riêng biệt và liên kết với nhau.

Đề tài chỉ thực hiện phần lập trình cho Phương pháp điều khiển PID TrackingAntiwindup điều khiển tốc độ động cơ theo 1 chiều Chỉ tìm hiểu và sử dụng các ngõvào, ngõ ra mạng card Ni Myrio 1900 và chế độ Analog biến tần Mitsubishi E520.

2

Hình 1.1: Dây chuyền ép đế giầy Hình 1.2: Máy ly tâm định hình

Hình 1.3 Máy cán thép.

1.4 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK

1.4.1 GIỚI THIỆU MATLAB/SIMULINK

MATLAB (Matrix Laboratory) là một phần mềm i i i i i i ikhoa học được thiết kế để i i i i iicung icấp việc tính toán số và hiển thị đồ họa bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao. i i i i i i i i i i i i i i i iiMatlab icung cấp các tính năng tương tác tuyệt vời cho phép người sử dụng thao tác i i i i i i i i i i i i i i iidữ iliệu linh hoạt dưới dạng mảng ma trận để tính toán và quan sát Các dữ liệu vào i i i i i i i i i i i i i i i i iicủa iMatlab có thể được nhập từ "Command line" hoặc từ "mfiles", trong đó tập lệnh i i i i i i i i i i i i i i

3

iđược icho trước bởi Matlab Matlab cung cấp cho người dùng các toolbox tiêu chuẩn i i i i i i i i i i i i iitùy ichọn Người dùng cũng có thể tạo ra các hộp công cụ riêng của mình gồm các i i i i i i i i i i i i i i i ii"mfiles" iđược viết cho các ứng dụng cụ thể Chúng ta có thể sử dụng các tập tin trợ i i i i i i i i i i i i i i i i iigiúp icủa Matlab cho các chức năng và các lệnh liên quan với các toolbox có sẵn i i i i i i i i i i i i i i ii(dùng ilệnh help). i

Hình 1.4: Giao diện làm việc trên Matlab.

Simulink là một công cụ trong Matlab dùng i i i i i i i iđể mô hình, mô phỏng và phân i i i i i iitích icác hệ thống động với môi trường giao diện sử dụng bằng đồ họa Việc xây i i i i i i i i i i i i i i iidựng imô hình được đơn giản hóa bằng các hoạt động nhấp chuột và kéo thả. i i i i i i i i i i i i i iiSimulink ibao gồm một bộ thư viện khối với các hộp công cụ toàn diện cho cả việc i i i i i i i i i i i i i i i iiphân itích tuyến tính và phi tuyến Simulink là một phần quan trọng của Matlab và có i i i i i i i i i i i i i i iithể idễ dàng chuyển đổi qua lại trong quá trình phân tích, vì vậy người dùng có thể i i i i i i i i i i i i i i i iitận idụng được ưu thế của cả hai môi trường. i i i i i i i i

4

Hình 1.5: Thư viện trong Simulink

Hình 1.6: Giao diện làm việc trong Simulink

 Cung icấp ithư viện lớn các hàm toán học cho đại số tuyến tính, thống kê, phân i i i i i i i i i i i i i iitích iFourier, bộ lọc, tối ưu hóa, tích phân và giải các phương trình vi phân bình i i i i i i i i i i i i i i iithường.

 Matlab cung i icấp icác đồ thị được tích hợp sẵn để hiển thị hình ảnh dữ liệu và i i i i i i i i i i i i i iicác icông cụ để tạo đồ thị tùy chỉnh. i i i i i i i

 Giao diện lập trình của Matlab cung i i i i i i icấp icác công cụ phát triển để nâng cao i i i i i i iikhả inăng bảo trì chất lượng mã và tối đa hóa hiệu suất. i i i i i i i i i i i

 Cung cấp các công cụ để xây dựng các ứng dụng với các giao diện đồ họa tùy i i i i i i i i i i i i i i i i iichỉnh.

 Cung icấp icác hàm để tích hợp các thuật toán dựa trên Matlab với các ứng i i i i i i i i i i i i iidụng ibên ngoài và các ngôn ngữ khác như C, Java, NET và Microsoft Excel. i i i i i i i i i i i i i

1.4.3 ỨNG DỤNG

Matlab được sử dụng như công cụ tính toán trong các lĩnh vực khoa học và kỹ i i i i i i i i i i i i i i i iithuật, ibao gồm các lĩnh vực vật lý, hóa học, toán học và công nghệ Matlab được sử i i i i i i i i i i i i i i i iidụng ihầu hết trong các việc: i i i i

 Xử lý tín hiệu và truyền thông. i i i i i i

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển tự động

Hình 2.1: Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển tự độngTrong đó: i i

- r(t)(reference input): tín hiệu vào, tín hiệu chuẩn i i i i i i i

- c(t) i(controlled putput): tín hiệu ra i i i i

- cht(t): itín hiệu hồi tiếp i i i

- e(t) i(error): sai số i i

- u(t): itín hiệu điều khiển i i i

Bộ điều khiển là thành phần quan trọng nhất duy trì chế độ làm việc cho cả hệ i i i i i i i i i i i i i i i i iithống iđiều khiển. i

2.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG

2.2.1 Sai số xác lặp

Sai isố ixác ilập ilà isai ilệch igiữa itín ihiệu

iđặt ivà tín hiệu hồi tiếp khi quá trình điều i i i i i i i iikhiển ikết thúc, hay nói cách khác là sai số i i i i i i i iicủa ihệ thống khi thời gian tiến đến vô cùng. i i i i i i i i

Hình 1.2: Sai số xác lập7

2.2.2 Độ vọt lố

Hiện tượng vọt lố là hiện tượng đáp ứng vượt quá giá trị xác lập của nó. i i i i i i i i i i i i i i i i

Độ vọt lố (Percent of Overshoot – POT) được tính bằng công thức: i i i i i i i i i i i

Hình 2.3: Độ vọt lố POT

2.2.3 Thời gian quá độ - Thời gian tăng lên

Thời gian quá độ (t ): là thời gian i i i iqđ i i i icần ithiết để sai lệch giữa đáp ứng của hệ i i i i i i i iithống ivà giá trị xác lập của nó không vượt quá %, i i i i i i i i i i i% ithường ichọn là 2% (0,02) i i iihoặc i5% (0,05). i

Thời gian lên (t ): là thời gian cần thiết để đáp ứng của hệ thống tăng từ 10% i i ir i i i i i i i i i i i i i iiđến i90% giá trị xác lập của nó. i i i i i i

Hình 2.4: Thời gian quá độ và thời gian lên

8

2.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID

2.3.1 Định nghĩa bộ điều khiển PID

Hình 2.5: Cấu trúc bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển PID i i i i i i i i i i i- iProportional Integral iiDerivative) ilà bộ điều khiển theo cơ chế phản hồi vòng được sử dụng rộng rãi trong i i i i i i i i i i i i i i iicác ihệ thống điều khiển công nghiệp Bộ điều khiển PID tính toán một giá trị "sai số" i i i i i i i i i i i i i i i iilà ihiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển i i i i i i i i i i i i i i i i i iisẽ ithực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào. i i i i i i i i i i i i i i i i i

Giải thuật tính toán bộ điều khiển PID bao gồm 3 thông số riêng biệt, do đó i i i i i i i i i i i i i i i iiđôi ikhi nó còn được gọi là điều khiển ba khâu: các giá trị tỉ lệ, tích phân và đạo hàm, i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiviết itắt là P, I và D Giá trị tỉ lệ xác định tác động của sai số hiện tại, giá trị tích phân i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iixác iđịnh tác động của tổng các sai số quá khứ và giá trị vi phân xác định tác động i i i i i i i i i i i i i i i i i iicủa itốc độ biến đổi sai số Tổng của ba tác động này dùng để điều chỉnh quá trình i i i i i i i i i i i i i i i i iithông iqua một phần tử điều khiển như vị trí của van điều khiển hay bộ nguồn của i i i i i i i i i i i i i i i iiphần itử gia nhiệt Nhờ vậy, những giá trị này có thể làm i i i i i i i i i i i isáng tỏ về quan hệ thời i i i i iigian: i iP phụ thuộc vào sai số hiện tại, I phụ thuộc vào tích lũy các sai số quá khứ và i i i i i i i i i i i i i i i i i iiD idự đoán các sai số tương lai, dựa vào tốc độ thay đổi hiện tại. i i i i i i i i i i i i i i

Bằng cách điều chỉnh 3 hằng số trong giải thuật của bộ điều khiển PID, bộ i i i i i i i i i i i i i i iiđiều ikhiển có thể dùng trong những thiết kế có yêu cầu đặc biệt Đáp ứng của bộ i i i i i i i i i i i i i i i iiđiều ikhiển có thể được mô tả dưới dạng độ nhạy sai số của bộ điều khiển, giá trị mà i i i i i i i i i i i i i i i i i iibộ iđiều khiển vọt lố điểm đặt và giá trị dao động của hệ thống. i i i i i i i i i i i i i

9

Vài ứng dụng có thể yêu i i i i i icầu ichỉ sử dụng một hoặc hai khâu tùy theo hệ thống. i i i i i i i i i iiĐiều inày đạt được bằng cách thiết đặt độ lợi của các đầu ra không mong muốn về 0. i i i i i i i i i i i i i i i i iiMột ibộ điều khiển PID sẽ được gọi là bộ điều khiển PI, PD, P hoặc I nếu vắng mặt i i i i i i i i i i i i i i i i i iicác itác động bị khuyết Bộ điều khiển PI khá phổ biến do đáp ứng vi phân khá nhạy i i i i i i i i i i i i i i i i iiđối ivới các nhiễu đo lường, trái lại nếu thiếu giá trị tích phân có thể khiến hệ thống i i i i i i i i i i i i i i i i iikhông iđạt được giá trị mong muốn. i i i i i

2.3.2 Cấu trúc bộ điều khiển PID

 Khâu tỉ lệ (P):

Hình 2.6: Đáp ứng khâu tỉ lệ KP

Khâu tỉ lệ (đôi khi còn được gọi là độ lợi) làm thay đổi giá trị đầu ra, tỉ lệ vớigiá trị sai số hiện tại Đáp ứng tỉ lệ có thể được điều chỉnh bằng cách nhân sai số đóvới một hằng số Kp, được gọi là độ lợi tỉ lệ.

Khâu tỉ lệ được cho bởi: Pout = K e(t)PTrong đó:

Pout: Thừa số tỉ lệ của đầu raKP: Độ lợi tỉ lệ, thông số điều chỉnhe: Sai số

t: Thời gian hay thời gian tức thời (hiện tại)

Phân phối của khâu tích phân (đôi khi còn gọi là reset) tỉ lệ thuận với cả biên i i i i i i i i i i i i i i i i iiđộ isai số lẫn quãng thời gian xảy ra sai số Tổng sai số tức thời theo thời gian (tích i i i i i i i i i i i i i i i i i iiphân isai số) cho ta tích lũy bù đã được hiệu chỉnh trước đó Tích lũy sai số sau đó i i i i i i i i i i i i i i i i i iiđược inhân với độ lợi tích phân và cộng với tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển Biên i i i i i i i i i i i i i i i i i

10

iđộ iphân phối của khâu tích phân trên tất cả tác động điều chỉnh được xác định bởi độ i i i i i i i i i i i i i i i i iilợi itích phân, K i ii.

 Khâu tích phân (I)

Phân phối của khâu tích phân (đôi khi còn gọi là reset) tỉ lệ thuận với cả biên độsai số lẫn quãng thời gian xảy ra sai số Tổng sai số tức thời theo thời gian (tích phânsai số) cho ta tích lũy bù đã được hiệu chỉnh trước đó Tích lũy sai số sau đó đượcnhân với độ lợi tích phân và cộng với tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển Biên độ phânphối của khâu tích phân trên tất cả tác động điều chỉnh được xác định bởi độ lợi tíchphân, K i

Hình 2.7: Đáp ứng khâu tích phân KIThừa số tích phân được cho bởi: i i i i i i iIout i= iKi

Trong đó: i

Iout: Thừa số tích phân của đầu ra i i i i i i i

Ki: Độ lợi tích phân, 1 thông số điều chỉnh i i i i i i i i i

e: Sai số i i

t: Thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại) i i i i i i i i

: Biến tích phân trung gian i i i i i

Khâu tích phân (khi cộng thêm khâu tỉ lệ) sẽ tăng tốc chuyển động của quá i i I i i i i i i i i i i i iitrình itới điểm đặt và khử số dư sai số ổn định với một tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào bộ điều i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iikhiển. iTuy nhiên, vì khâu tích phân là đáp ứng của sai số tích lũy trong quá khứ, nó i i i i i i i i i i i i i i i i i

11

Hình 2.8: Đáp ứng khâu vi phân KDThừa số vi phân được cho bởi: i i i i i i i iDout i= iKd i

Trong đó: i i i i

Dout: Thừa số vi phân của đầu ra i i i i i i i

k : Độ lợi vi phân, một thông số điều chỉnhd i i i i i i i i i

e: Sai số i i i i

t: Thời gian hoặc thời gian tức thời (hiện tại) i i i i i i i i i

Khâu vi phân làm chậm tốc độ thay đổi của đầu ra bộ điều khiển và đặc tính i i i i i i i i i i i i i i i i iinày ilà đang chú ý nhất để đạt tới điểm đặt của bộ điều khiển Từ đó, điều khiển vi i i i i i i i i i i i i i i i i i iiphân iđược sử dụng để làm giảm biên độ vọt lố được tạo ra bởi thành phần tích phân i i i i i i i i i i i i i i i i iivà ităng cường độ ổn định của bộ điều khiển hỗn hợp Tuy nhiên, phép vi phân của i i i i i i i i i i i i i i i iimột itín hiệu sẽ khuếch đại nhiễu và do đó khâu này sẽ nhạy hơn đối với nhiễu trong i i i i i i i i i i i i i i i i iisai isố, và có thể khiến quá trình trở nên không ổn định nếu nhiễu và độ lợi vi phân i i i i i i i i i i i i i i i i i iiđủ ilớn. i

12

2.3.3 Đáp ứng của bộ điều khiển PID

Khâu tỉ lệ, tích phân, vi phân được cộng lại với nhau để tính toán đầu ra của i i i i i i i i i i i i i i i i iibộ iđiều khiển PID Định nghĩa rằng là đầu ra của bộ điều khiển, biểu thức cuối cùng i i i i i i i i i i i i i i i i iicủa igiải thuật PID là: i i i

Hàm truyền của bộ điều khiển PID:

Trong đó các thông số điều chỉnh theo bảng dưới đây:

Bảng 1.1: Đáp ứng điều chỉnh khi tăng các thông số PID

2.3.4 Chỉ định các tham số bộ điều khiển PID

Do từng thành phần của bộ PID có những ưu nhược điểm khác nhau và không i i i i i i i i i i i i i i iithể iđồng thời đạt được tất cả các chỉ tiêu chất lượng một cách tối ưu, nên cần lựa i i i i i i i i i i i i i i i i iichọn ithỏa hiệp giữa các yêu cầu chất lượng và mục đích điều khiển Việc lựa chọn i i i i i i i i i i i i i i iitham isố cho bộ điều khiển PID cũng phụ thuộc vào đối tượng điều khiển và các i i i i i i i i i i i i i i iiphương ipháp xác định thông số Tuy nhiên kinh i i i i i i i inghiệm cũng là i i imột yếu tố i i iquan

itrọng itrong khâu này. i i

Thờigian

Vọt lố

xáclập

Sai số xác lập

Có nhiều phương pháp để lựa chọn tham số cho bộ điều khiển PID. i i i i i i i i i i i i i iỞ iđây chỉ iitrình ibày về hai phương pháp phổ biến hay được dùng, đó là phương pháp Ziegler – i i i i i i i i i i i i i i iiNichols ivà phương pháp thử sai. i i i i

 Phương pháp Ziegler và Nichols:

Ziegler và Nichols đưa ra hai phương pháp thực nghiệm để xác định tham số i i i i i i i i i i i i i iibộ iđiều khiển PID Phương pháp thứ nhất dùng mô hình quán tính bậc nhất của đối i i i i i i i i i i i i i i iitượng iđiều khiển Phương pháp thứ hai không cần đến mô hình toán học của đối i i i i i i i i i i i i i iitượng inhưng chỉ áp dụng cho một số lớp đối tượng nhất định. i i i i i i i i i i i

+ Thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ khuếch đại.+ Tăng hệ số khuếch đại tới giá trị tới hạn k để hệ kín ở chếth

độ biên giới ổn định, tức là h(t) có dạng dao động điều hòa.+ Xác định chu kỳ T của dao động.th

Hình 2.11: Sơ đồ khối của hệ kín

15

Hình 2.12: Đáp ứng của hệ kínTham số cho bộ điều khiển PID chọn theo bảng sau:

Bộđiều khiển

Bảng 1.3: Bộ thông số PID theo phương pháp Zieger – Nichols thứ hai Phương pháp thử sai:

Phương pháp thử sai dựa vào kinh nghiệm của người chỉnh định nên mất khá i i i i i i i i i i i i i iinhiều ithời gian và công sức Sau đây là một vài kinh nghiệm cơ bản chọn thông số i i i i i i i i i i i i i i i iiPID:

i i i i i i+ Chọn Kp trước: thử bộ điều khiển P với đối tượng, điều chỉnh Kp sao i i i i i i i i i i i i i iicho ithời gian đáp ứng đủ nhanh, chấp nhận vọt lố nhỏ. i i i i i i i i i i

i i i i i i+ Thêm thành phần Kd để loại vọt lố, tăng Kd từ từ, thử nghiệm và chọn i i i i i i i i i i i i i i iigiá itrị thích hợp Sai số xác lập có thể sẽ xuất hiện. i i i i i i i i i i i

16

2.4.1 Hiện tượng bảo hòa tích phân

Bão hoà tích phân (reset windup, integrator windup) là hiện tượng đầu ra của i i i I i i i i i i i i iibộ iđiều khiển vẫn tiếp tục tăng quá mức giới hạn do sự tích luỹ của thành phần tích i i i i i i i i i i i i i i i i iiphân ivẫn tiếp tục được duy trì khi sai lệch điều khiển đã trở về không Hiện tượng i i i i i i i i i i i i i i i iinày ixảy ra khi bộ điều khiển có chứa thành phần tích phân và tín hiệu bị giới hạn và i i i i i i i i i i i i i i i i i iitrong itrường hợp bộ điều khiển có thành phần tích phân bị giới hạn tín hiệu Mặt i i i i i i i i i i i i i i iikhác ita biết rằng thành phần tích phân giúp cho đầu ra của hệ kín nhanh chóng đạt i i i i i i i i i i i i i i i iitới igiá trị đặt tuy nhiên tín hiệu đặt quá lớn hoặc thay đổi quá nhanh khi đó làm cho i i i i i i i i i i i i i i i i i iithiết ibị chấp hành không đáp ứng kịp thì tính chất tuyến tính của luật điều khiển i i i i i i i i i i i i i i iikhông icòn được đảm bảo. i i i

“Windup” là một hiện tượng gây ra do tương tác của khâu tích phân trong bộ i i i i i i i i i i i i i i iiPID ivà sự bão hòa Trong một hệ thống điều khiển với tần hoạt động rộng, các biến i i i i i i i i i i i i i i i iiđiều ikhiển có thể đạt tới giới hạn của cơ cấu chấp hành Khi điều này xảy ra vòng i i i i i i i i i i i i i i i i iiphản ihồi bị phá vỡ và hệ thống hoạt động như hệ hở vì cơ cấu chấp hành vẫn ở giới i i i i i i i i i i i i i i i i i i iihạn icủa nó không phụ thuộc vào đầu vào của quá trình Nếu một bộ điều khiển có i i i i i i i i i i i i i i i iikhâu itích phân được sử dụng, thì sai lệch tiếp tục được tích phân lên Điều này có i i i i i i i i i i i i i i i iinghĩa ilà đại lượng tích phân có thể trở nên rất lớn, hay nói cách khác nó “windup”. i i i i i i i i i i i i i i i I iKhi iđó, nó yêu cầu sai lệch phải có dấu ngược lại trong một khoảng thời gian i i i i i i i i i i i i i i i idài

itrước ikhi mọi thứ trở lại bình thường Kết quả là với một bộ điều khiển bất kì khâu i i i i i i i i i i i i i i i i iitích iphân có thể đưa ra khoảng quá độ lớn khi cơ cấu chấp hành bão hòa Hệ thống i i i i i i i i i i i i i i i i iisẽ iđáp ứng chậm hơn với thay đổi giá trị đặt Đến khi sai lệch điều khiển triệt tiêu thì i i i i i i i i i i i i i i i i i iithành iphần I trở nên rất lớn và tiếp tục tăng bởi tín hiệu điều khiển vẫn bị giới hạn. i i i i i i i i i i i i i i i i i iiDo ivậy thời gian quá điều chỉnh và độ quá điều chỉnh đều tăng lên Hiện tượng này i i i i i i i i i i i i i i i iicó ithể lặp lại làm cho hệ dao động nhiều hơn và thậm chí có thể làm cho hệ kín mất i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiổn iđịnh Đầu ra của bộ điều khiển càng bị giới hạn nhiều hoặc thời gian tích phân i i i i i i i i i i i i i i i iicàng inhỏ thì chất lượng của hệ kín càng giảm so với trường hợp lý tưởng. i i i i i i i i i i i i i i

17

2.4.2 Các biện pháp khắc phục

a) Phương pháp sử dụng tích phân có điều kiện

Mục tiêu của phương pháp này là khi sai lệch điều khiển bằng 0 tiến hành tách i i i i i i i i i i i i i i i iibỏ ithành phần tích phân trong bộ điều khiển hoặc tốt hơn hết là xoá bỏ hẳn trạng thái i i i i i i i i i i i i i i i i iicủa ithành phần tích phân Từ đó, loại bỏ hiện tượng bão hòa tích phân. i i i i i i i i i i i i i

Ưu điểm: Loại bỏ hoàn toàn hiện tượng bão hoà tích phân, tác động chính xác, i i i i i i i i i i i i i i iikhông itồn tại sai lệch tĩnh và không có độ quá điều chỉnh. i i i i i i i i i i i

Nhược điểm: Khó thực hiện và tác động chậm. i i i i i i i i

b) Phương pháp tăng điểm đặt với độ dốc thích hợp

Với phương pháp này mục đích là để tốc độ của động cơ tăng đến giá trị đặt i i i i i i i i i i i i i i i i iimột icách chậm để đầu ra của tín hiệu điều khiển nằm trong giới hạn cho phép không i i i i i i i i i i i i i i i iivượt iquá điều chỉnh, và điều này làm tránh hiện tượng bão hòa tích phân. i i i i i i i i i i i i i

Ưu điểm: Dễ thực hiện, đơn giản không tồn tại sai lệch tĩnh. i i i i i i i i i i i i

Nhược điểm: Hệ thống tác động chậm hơn và do đó thời gian quá độ bị kéo i i i i i i i i i i i i i i i iidài ihơn.

c) Phương pháp PID sử dụng Tracking Antiwindup

Hình 2.13: Bộ điều khiển PID Tracking AntiWindup

Theo dõi giá trị thực của tín hiệu điều khiển bị giới hạn phản hồi về bộ điều i i i i i i i i i i i i i i i i iikhiển iđể thực hiện thuật toán bù nhằm giảm thành phần tích phân Mục đích nhằm i i i i i i i i i i i i i iithay iđổi giá trị KI trong bộ điều khiển PID sao cho tác động điều khiển nhanh chậm i i i i i i i i i i i i i i i iitheo iyêu cầu để hạn chế hoặc chống bão hoà tích phân Giá trị đầu ra của bộ điều i i i i i i i i i i i i i i i i i

18

ikhiển itrước và sau khâu hạn chế được tính toán so sánh phản hồi về thành phần tích i i i i i i i i i i i i i i i iiphân iđể thực hiện thuật toán bù chống bão hoà tích phân. i i i i i i i i i i

Ưu điểm: Triệt tiêu được sai lệch tĩnh, có khả năng tác động nhanh. i i i i i i i i i i i i i

Nhược điểm: Không loại bỏ hoàn toàn hiện tượng bão hoà tích phân mà loại i i i i i i i i i i i i i iibỏ i iở mức còn hạn chế. i i i

 CHỨNG MINH TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PHƯƠNG PHÁP PID TRACKINGANTIWINDUP

Phương trình chuyển động của hệ thống Động Cơ Không Đồng Bộ 3 Pha.Ta có:

Với B: Hệ số ma sát J: Momen quán tính Kt: Hằng số Momen TL: Momen tải.Bộ điều khiển PID

Với : Khâu tỉ lệ : Khâu tích phân : Khâu vi phân Đặt (3)

(3) (4)Giá trị :

Đặt

Thay (3) vào (1), ta được:

Giả sử, gọi là trạng thái ổn định của hệ thống (hay e=0)Ta có phương trình bộ điều khiển PID

19

ThànhTrong đó

Thay (2) vào (7), ta được:

Với điều kiện ổn định thì: q =, e = 0Ta suy ra:

Thay (9) vào (7), ta được:

Chọn hàm Lyapunov như sau:

Ta có:

Thay (10) vào biểu thức (12), ta có:

Xét điều kiện ổn định Lyapunov, ta có hàm V thỏa:i) V(e) > 0,

ii) V (0) = 0iii)

Vậy hệ thống (11) ổn định Lyapunov

Ứng với từng giá trị ở mỗi giai đoạn mà khâu tích phân được điều chỉnh thíchhợp, các trường hợp được xét đến là tín hiệu điều khiển ở phạm vi ổn định và tín hiệuđiều khiển đạt giá trị vượt hoặc thấp hơn giá trị đặt của hệ thống hay còn gọi là giá trị

20

bão hòa (lúc này hệ thống sẽ có sự tham gia của bộ Anti-windup), tùy vào từng trườnghợp khâu tích phân sẽ được điều chỉnh thích hợp:

Với trường hợp , thì hệ thống sẽ hoạt động trong phạm vi ổn định.

Trường hợp , lúc này hệ thống sẽ tiến hành so sánh giá trị đầu vào và giá trị đầura sau bão hòa để tính toán sai lệch gửi phản hồi quay lại điều chỉnh khâu tích phângiúp nhanh chóng khắc phục được trạng thái bão hòa khi tín hiệu e bị đảo ngược.Phương pháp Anti-windup của hệ thống được ứng dụng trong khâu hồi tiếp về khâutích phân được tạo bởi tích của giá trị sai lệch giữa đầu vào và giá trị đầu ra sau bãohòa nhân với tín hiệu e đã được khuếch đại lên ( lần

Hệ thống sử dụng phương pháp Anti-windup này cho phép hạn chế được khâutích phân nhanh chóng và sử dụng hệ số khuếch đại nhân với tín hiệu e để hệ thốngnhanh chóng vượt qua giai đoạn bão hòa giúp đạt hiệu suất điều khiển tốt hơn cho hệthống.

21

 Cài đặt: Chọn kênh điều khiển, chọn chế độ điều khiển, chọn bộ điềukhiển, chọn nút nhấn tương ứng, nhập setpoint.

 Hiển thị: Hiển thị lên đồ thị thứ nhất là tín hiệu ngõ ra Đồ thị thứ haihiện thị là tín hiệu setpoint và process variable tín hiệu ngõ ra và đồ thì cuốicùng hiện thị sai số theo thời gian.

 Hướng dẫn: hướng dẫn điều khiển chương trình và tin nhắn từ hệ thống.

3.1.2 HƯỚNG THIẾT KẾ

Nghiên cứu tính toán, thiết kế, mô phỏng bộ điều khiển PID i i i i i i i i i i i iTracking

iAntiwindup iđiều khiển động cơ không đồng bộ trên phần mềm Matlab/Simulink Sau i i i i i i i i i i iikhi imô phỏng ra kết quả đáp ứng yêu cầu đặt ra chúng ta sử dụng phần mềm i i i i i i i i i i i i i i i iiLabview ithiết kế lại bộ điều khiển như đã thiết kế tính toán trên Matlab để nhúng bộ i i i i i i i i i i i i i i i iiđiều ikhiển lên card NI myRIO vì phần mềm Matlab không thể nhúng trực tiếp bộ i i i i i i i i i i i i i iiđiều ikhiển vào card NI myRIO. i i i i

Code chương trình trên Labview: bao gồm 1 vòng lặp while và cấu trúc casechứa các code của các kênh điều khiển.

Setpoint được cài đặt theo đơn vị (vòng/phút) đưa vào SP của các bộ điều khiển.Nếu nhập sai setpoint thì SP sẽ lấy giá trị là 0 và báo ra tin nhắn “Bạn đã nhập saisetpoint”.

Tín hiệu encoder lấy về qua khối encoder của card NI MyRio 1900 sẽ bị nhiễu i i i i i i i i i i i i i i iinên ita đưa qua bộ lọc nhiễu sau đó đưa vào PV của các bộ điều khiển. i i i i i i i i i i i i i i i

22

Hình 3.2: Vecto điện áp 3 pha đối xứng

Ba điện áp cấp cho ba đầu dây của động cơ từ lưới ba pha hay từ bộ nghịch lưu,biến tần; ba điện áp này thỏa mãn phương trình: + + = 0 (1.1)

23

ThànhTrong đó:

pha u) một góc i i i i i, itrong đó fs là tần số mạch stator Việc xây dựng vector i i i i i i i i i i i i được imô tả iitrong ihình sau. i

Hình 3.3: Vector không gian điện áp stator trong hệ tọa độ αβ

Theo hình vẽ, điện áp của từng pha chính là hình chiếu của vector điện áp i i i i i i i i i i i i i i iistator ilên trục của cuộn dây tương ứng Đối với các đại lượng khác của động cơ: i i i i i i i i i i i i i i iidòng iđiện stator, dòng rotor, từ thông stator và từ thông rotor đều có thể xây dựng i i i i i i i i i i i i i i iicác ivector không gian tương ứng như đối với điện áp stator i i i i i i i i i i

24

3.2.1.2 HỆ TỌA ĐỘ CỐ ĐỊNH STATOR

Vector không gian điện áp stator là một vector có modul xác định (||) quay trênmặt phẳng phức với tốc độ góc và tạo với trục thực (trùng với cuộn dây pha A) mộtgóc Đặt tên cho trục thực là và trục ảo là , vector không gian có thể được mô tả thông qua hai giá trị thực () và ảo () là hai thành phần của vector Hệ tọa độ này là hệtọa độ cố định, gọi tắt là hệ tọa độ .

Hình 3.4: Vector không gian điện áp stator và các điện áp pha.

Bằng cách tính hình chiếu icác ithành iphần icủa ivector ikhông igian iđiện iáp istator i i, ilên trục pha A, i i i iB icó thể xác định các thành phần theo phương pháp hình học: i i i i i i i i i i i

suy ra

Ta có phương trình:

ta có thể xác định ma trận chuyển đổi abc →αβ theo phương pháp đại số:

25

Thànhvà ngược lại từ αβ→abc:

3.2.1.3 HỆ QUI CHIẾU QUAY

Trong mặt phẳng của hệ tọa độ ii ii ii ii ii ii ii, xét thêm một hệ tọa độ thứ 2 có trục ii ii ii ii ii ii ii ii ii iiiihoành ii iid và trục tung q, hệ tọa độ thứ 2 này có chung điểm gốc và nằm lệch đi ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii iiiimột iigóc s so với hệ tọa độ stator ii ii ii ii ii ii ii (hệ tọa độ ) Trong đó, quay tròn quanh ii ii ii ii ii i iigốc itọa độ chung, góc i i i ia i= iat i+ ia0 Khi đó sẽ tồn tại hai tọa độ cho một vector i i i i i i i i i i iitrong ikhông gian tương ứng với hai hệ tọa độ này Hình vẽ sau sẽ mô tả mối liên hệ i i i i i i i i i i i i i i i i i iicủa ihai tọa độ này. i i i

Hình 3.5: Hệ tọa độ quay

Biến đổi Park:

3.2.1.4 CHUYỂN ĐỔI TRỤC TỌA ĐỘ CHO VECTƠ KHÔNG GIAN

Biểu diễn hệ 3 pha trên các hệ trục tọa độ phức đứng yên (α-β) hay quay vớivận tốc góc bất kỳ (d-q) như hình dưới để thực hiện tính toán trên không gian toán họcảo và khi thu được kết quả tốt, thì biến đổi lại ra giá trị thực, từ các giá trị này người tasẽ đưa ra các giải pháp thực hiện.

26

27

Hình 3.7: Biểu diễn các vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor.

Độ chênh lệch giữavà (giả thiết số đôi cực của động cơ là p=1) sẽ tạo nên⁰ ⁰ ⁰ ⁰dòng⁰điện rotor với tần số , dòng điện này cũng có thể được biễu diễn dưới dạng⁰ ⁰ ⁰ ⁰vector quay với tốc độ góc = 2 , (= - - ) so với vector từ thông rotor    

Ta xây dựng một hệ trục tọa độ mới có hướng trục hoành (trục d) trùng với trục⁰ ⁰của vector từ thông rotor và có gốc trùng với gốc của hệ tọa độ ⁰ , hệ tọa độ này đượcgọi là hệ tọa độ từ thông rotor, hay còn gọi là hệ tọa dq Hệ tọa độ dq quay⁰ ⁰quanhđiểm gốc chung với tốc độ góc , và hợp với hệ tọa độ ⁰   một góc

Gọi là vector idòng istator iquan isát itrên ihệ itọa iđộ i là vector idòng istator iquan isát itrên ihệ itọa iđộ idq

Ta có:⁰

Chuyển tọa độ từ 3 pha uv qua tọa độ αβ:⁰ ⁰28

Chuyển tọa độ αβ sang tọa độ dq:⁰ ⁰

Toàn bộ quá trình trên được diễn tả theo sơ đồ khối sau:⁰ ⁰ ⁰

Hình 3.8: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ tọa độ dq.

Đối⁰với ĐCKĐB 3 pha, trong hệ tọa độ dq, từ thông và mômen quay được⁰ ⁰biểu⁰diễn theo các phần tử của vector dòng⁰ ⁰stator:

29