tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật tổng quan về điều khiển phi tuyến và áp dụng cho hệ thống truyền động sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn cơng trình tác giả tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Các số liệu kết mô thực hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển trung thực Tác giả Luận văn 1 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Như Hiển – Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên tận tình hướng dẫn khích lệ tác hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn ThS Đặng Danh Hoằng Phó giám đốc Trung tâm thí nghiệm Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quan trọng để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy cô khoa Đào tạo sau đại học Trường Đại học Kỹ Thuật Công nghiệp Thái Nguyên tạo điều kiện khích lệ tác giả hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy ban Giám Hiệu Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vĩnh Phúc, thầy cô khoa Điện – Điện tử, Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vĩnh Phúc khích lệ tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 2 Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT LỜI GIỚI THIỆU Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN VÀ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ PHA ROTOR LỒNG SÓC 1.1 Các phương pháp điều khiển phi tuyến 1.1.1 Phương pháp tuyến tính hố lân cận điểm làm việc 1.1.2 Điều khiển tuyến tính hình thức 1.1.3 Điều khiển bù phi tuyến 1.1.4 Phương pháp backstepping 10 1.1.5 Nguyên lý điều khiển tựa theo thụ động (PBC) 10 1.2 Triển vọng áp dụng điều khiển phi tuyến cho hệ thống truyền động điện sử dụng động khơng đồng pha rotor lồng sóc Tính phi tuyến động KĐB-RTLS 10 1.2.1 1.2.2 10 10 10 10 10 10 Triển vọng áp dụng phương pháp Backstepping để thiết kế điều khiển phi tuyến cho hệ thống truyền động điện sử dụng động KĐB-RTLS 1.2.3 Triển vọng áp dụng phương pháp dựa thụ động (Passivity-based) để thiết kế điều khiển phi tuyến cho hệ thống truyền động điện sử dụng động KĐB-RTLS Chương XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 2.1 Khái quát ngành sản xuất xi măng lò đứng 11 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 3.2.3 2.3 14 14 14 14 14 14 15 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 Sơ lược ngành sản xuất xi măng Nguyên liệu nhiên liệu để sản xuất xi măng Cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng giới hóa Chế tạo phối liệu Nung clinker Nghiền xi măng Tìm hiểu cơng nghệ hệ thống cân băng định lượng dùng nhà máy xi măng Hệ thống cân băng định lượng Sơ đồ nguyên lý kết cấu băng tải cân băng Các đặc tính kỹ thuật hệ thống cân băng định lượng Xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống cân băng định lượng dùng động KĐB-RTLS với điều khiển phi 3 11 14 14 15 15 15 16 tuyến 2.4.1 Sơ đồ khối nguyên lí điều khiển 2.4.2 Cấu trúc điều khiển hệ thống cân băng định lượng dùng động KĐB-RTLS với điều khiển phi tuyến Chương ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN TỰA THEO THỤ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG 3.1 Điều khiển tựa theo thụ động động KĐB-RTLS 3.1.1 Thiết kế điều khiển tựa theo thụ động 3.1.2 Xây dựng cấu trúc điều khiển 3.1.2.1 Phát biểu toán 3.1.2.2 Cấu trúc điều khiển PBC 3.2 Phương trình điều khiển hệ tọa độ từ thơng rotor Chương MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 4.1 Sơ đồ điều khiển mơ hình Matlab-Simulink 4.1.1 Sơ đồ điều khiển PCB mơ hình Matlab-Simulink 4.1.2 Sơ đồ điều khiển tốc độ mơ hình Matlab-Simulink 4.2 Tham số động điều khiển 4.2.1 Tham số động 4.2.2 Tham số điều khiển 4.3 Kết mô 4.3.1 Kết mô tốc độ 4.3.2 Kết mô sản lượng Q 4.4 Kết luận Tài liệu tham khảo DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4 16 17 18 18 18 19 19 19 19 22 22 22 22 22 22 23 24 24 25 26 27 Các ký hiệu 5 ird , irq thành phần vector dòng rotor hệ tọa độ rotor thành phần vector dòng stator hệ tọa độ dq thành phần vector dòng rotor hệ tọa độ dq i rrα , irrβ thành phần vector dòng rotor hệ tọa độ rotor isu , isv , isw i s , ir isα , is β ba dòng pha động vector dòng stator, rotor thành phần vector dòng stator hệ toạ độ rotor thành phần vector dòng stator hệ tọa độ cố định usu , usv , usw stator điện áp pha động f u PBC vector điện áp điều khiển PBC phát hệ tọa độ irα , ir β isd , isq i srα , i srβ u PBC sd ,u PBC sq dq thành phần vector điện áp điều khiển PBC usd , usq phát hệ tọa độ dq thành phần vector điện áp stator hệ toạ độ dq v điện áp đầu vào ψr ψ rd , ψ rq Lm , Ls , Lr Lσ s , Lσ r vector từ thông rotor thành phần vector từ thông rotor hệ tọa độ dq mômen quay, mômen tải vận tốc cơ, mạch stator, mạch rotor vị trí học rotor góc pha từ thơng, góc trục rotor mơmen quán tính Hỗ cảm, điện cảm stator, điện cảm rotor điện cảm tản phía stator, rotor Ts , Tr số thời gian stator, rotor zp Số đôi cực q điện tích σ µ0 kr ρd  ρd hệ số tiêu tán tổng số từ thẩm tuyệt đối hệ số tăng nhiệt độ góc trượt trục rotor trục từ thông rotor tốc độ trượt m M , mW ω , ωs , ωr θ ϑs ,ϑ J 6 R , R n , R nu , R nm K, P L Q H He điện trở dẫn dòng điện trở stator, rotor sai số tốc độ góc rotor sai số dịng tốn tử Laplace khơng gian vector động năng, hàm lagrangian vector tác động đầu vào hàm lưu giữ tổng lượng hàm lượng phần điện Fe hàm tiêu thụ phần điện Fm hàm tiêu thụ phần F hàm tiêu thụ Rayleigh Hm β * (t ) ε,d hàm lượng phần giá trị chặn nhỏ giá trị riêng nhỏ ma trận A giá trị riêng nhỏ ma trận A biên độ từ thông rotor yêu cầu hệ số suy giảm a, b hệ số lọc K (ω ) Me Ι2 J hệ số suy giảm ma trận đầu vào ma trận đơn vị 2x2 Rdd Rs , Rr ~ ω ~ i p inf meig ( A) M eig ( A) e J (⋅) L(ϑ ) In ma trận J = -1 ma trận quay 2x2 cos(⋅) − sin(⋅) sin(⋅) cos(⋅) R ma trận điện cảm ma trân đơn vị bậc n ma trận điện trở Các chữ viết tắt BHT KĐB-RTLS EL PBC Bão hịa từ Khơng đồng bộ-rotor lồng sóc Euler-lagrange Passivity-based control 7 ĐC OSP ISP T4R MHT Động Output strictly passive Input strictly passive Tựa theo từ thơng rotor Mơ hình tính tốn LỜI GIỚI THIỆU LUẬN VĂN Tính cấp thiết đề tài Các hệ truyền động sử dụng động không đồng rơto lồng sóc (ĐCKĐBRTLS) đối tượng có mơ hình phi tuyến, lại sử dụng rộng rãi cơng nghiệp Vì chất lượng điều khiển vấn đề nhiều người quan tâm Phương pháp điều khiển phi tuyến dựa thụ động (Passivity – Based) phương pháp dựa hệ phương trình mơ tả động học Euler - Lagrange, mà thực tế có nhiều đối tượng động học mơ tả hệ này, có ĐCKĐBRTLS Việc thiết kế điều khiển nhằm đưa phương pháp thiết kế mới, kiểm tra, đánh giá chất lượng điều khiển cho số hệ truyền động cụ thể thực tiễn (hệ thống cân băng định lượng, cán thép ), chất lượng làm việc hệ thống tốt, đáp ứng nhanh lượng đặt thay đổi Đối tượng nghiên cứu: Bộ điều khiển tựa theo thụ động cho hệ truyền động điện sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu nâng cao chất lượng điều khiển hệ truyền động sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc phương pháp điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động (Passivity – based) Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết để đưa thuật toán điều khiển - Mơ hình hố mơ để kiểm nghiệm kết nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 8 - Ý nghĩa khoa học: Kết nghiên cứu đề tài góp phần bổ sung phương pháp điều khiển phi tuyến cho hệ truyền động điện (dây truyền cân băng định lượng) sử dụng động KĐB pha rotor lồng sóc - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu đề tài để đảm bảo chất lượng điều khiển hệ truyền động sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc phương pháp điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động (Passivity – based) Nôi dung luận văn: Luận văn chia làm chương sau: Chương Tổng quan điều khiển phi tuyến áp dụng cho hệ thống truyền động sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc Chương Xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống Chương Áp dụng phương điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động cho hệ thống Chương Mô đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 9 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN VÀ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ PHA ROTOR LỒNG SÓC Trong thực tế phần lớn đối tượng điều khiển lại mang tính động học phi tuyến động khơng đồng pha rotor lồng sóc số đó, tức khơng thoả mãn ngun lý xếp chồng; đối tượng nào, hệ thống mơ tả mơ hình tuyến tính, khơng phải lúc giả thiết cho phép xấp xỉ hệ thống mô hình tuyến tính thoả mãn Hơn độ tối ưu tác động nhanh tổng hợp ta sử dụng điều khiển phi tuyến Các hạn chế bắt buộc người ta phải trực tiếp nghiên cứu tính tốn động học đối tượng, tổng hợp hệ thống cơng cụ tốn học phi tuyến Để nghiên cứu nâng cao chất lượng điều khiển hệ truyền động sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc phương pháp điều khiển phi tuyến, chương tổng hợp số phương pháp điều khiển hệ phi tuyến trình bày chi tiết [1], [5], [8] áp dụng cho hệ thống truyền động điện sử dụng động không đồng ba pha rotor lồng sóc Sau số phương pháp điều khiển ổn định hệ thống phi tuyến 1.1 Các phương pháp điều khiển phi tuyến 1.1.1 Phương pháp tuyến tính hố lân cận điểm làm việc 1.1.2 Điều khiển tuyến tính hình thức 1.1.3 Điều khiển bù phi tuyến 1.1.4 Phương pháp backstepping 1.1.5 Nguyên lý điều khiển tựa theo thụ động (PBC) 10 nhiễu Như tốc độ cung cấp lượng cho hệ thống y Tu Hệ gọi thụ động nếu: Từ (1.18), (1.22), (1.24) sau biến đổi ta được: T T & ∂F ( x) & & H[T] - H[0] + ∫ xT dt = ∫ x T Budt 42 43 &3 2∂x 4 4 14 NL luu giu NL tieu hao (4) NL cung cap Suy hệ EL hệ thụ động hệ có tính chất đặc biệt phân tích hệ EL thành hệ EL hệ kín (có điều khiển) thoả mãn thụ động Đây đặc điểm quan trọng thiết kế điều khiển theo phương pháp PBC Từ phương trình (1.28) ta có số nhận xét sau: - Nếu u = lượng hệ khơng tăng, hệ ổn định trạng thái cân “tầm thường” - Hệ ổn định đầu khơng, hệ tuyến tính hệ thống gọi pha cực tiểu (minimum phase), tức hệ ổn định Lyapunov Động KĐB-RTLS đối tượng thuộc lớp đối tượng có đặc điểm thụ động mà ta nghiên cứu phần trước Đây đặc điểm làm tảng cho việc xây dựng nguyên lý điều khiển cho động cơ, gọi Điều khiển dựa thụ động * Chứng minh Động KĐB-RTLS đối tượng thuộc lớp đối tượng có đặc điểm thụ động sau: Ta xét hàm tổng lượng động sau: H = He + Hm = T  i Li + Jθ 2 Trong T i L(θ )i = H e (i, θ ) : hàm lượng phần điện 2  Jθ = H m (θ ) : hàm lượng phần 12 (1.50) Tốc độ thay đổi lượng động có dạng dH  = i sT u − θmW − i T Ri dt Tích phân phương trình ta có phương trình cân lượng sau: t t [ ]  H (t ) − H (0) = − ∫ i T (τ ) Ri(τ )dτ + ∫ i sT (τ )u (τ ) − θ (τ )mW dτ Năng lượng Năng lượng tiêu thụ (1.51) Năng lượng cung cấp từ bên động Như vậy, từ phương trình cân lượng ta thấy lượng động nhỏ lượng nguồn lượng bên cung cấp Tức là, [u T ,−mW ] → [i T , θ ] quan hệ thụ động, với hàm lưu giữ tổng lượng H (i, ϑ ) Vậy từ sở lý luận phương pháp điều khiển tựa theo thụ động (Passivity – Based) đặc tính điều khiển động KĐB-RTLS Ta rút hồn tồn áp dụng phương pháp để thiết kế điều khiển cho hệ thống truyền động điện sử dụng động KĐB-RTLS Chương XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG Ở chương luận văn nghiên cứu công nghệ hệ thống cân băng định lượng dùng nhà máy xi măng Sau đưa cấu trúc điều khiển cho hệ thống cân băng định lượng sử dụng động KĐB-RTLS phương pháp điều khiển phi tuyến 2.1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH SẢN XUẤT XI MĂNG 2.1.1 Sơ lược ngành sản xuất xi măng 13 2.1.1.1 Sản xuất theo cơng nghệ lị đứng thủ cơng 2.1.1.2 Sản xuất theo cơng nghệ lị đứng giới hóa 2.1.1.3 Các phương án lị quay 2.1.2 Ngun liệu nhiên liệu để sản xuất xi măng 2.1.2.1 Nguyên liệu để sản xuất xi măng 2.1.2.2 Nhiên liệu để sản xuất xi măng 2.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG LỊ ĐỨNG CƠ GIỚI HĨA 2.2.1 Chế tạo phối liệu 2.2.1.1 Chế biến sơ đồng nguyên liệu 2.2.1.2 Cân định lượng 2.2.1.4 Trộn ẩm vê viên 2.2.2 Nung clinker 3.2.3 Nghiền xi măng Để sản xuất xi măng sử dụng nguyên liệu tự nhiên sản phẩm cơng nghiệp, khống chất chứa thành phần xi măng dùng làm nguyên liệu ban đầu, loại nguyên liệu có tỷ lệ cần thiết ơxit Vì vậy, nhà máy xi măng người ta thường sử dụng loại nguyên liệu sau: 14 Hình 2.1: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng giới hoá nhà máy xi măng 2.3 TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG ĐƯỢC DÙNG TRONG NHÀ MÁY XI MĂNG 2.3.1 Hệ thống cân băng định lượng 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý kết cấu băng tải cân băng 2.3.3 Các đặc tính kỹ thuật hệ thống cân băng định lượng Trong dây chuyền sản xuất hầu hết nhà máy xi măng trang bị hệ thống tự động làm việc liên tục, xác ổn định đạt suất cao như: - Hệ thống cân băng định lượng - Hệ thống tự động đo mức clinker - Hệ thống lọc bụi tĩnh điện - Hệ thống cân đóng bao xi măng Với hệ thống tự động dây truyền sản xuất xi măng, luận văn nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng Sau thiết kế điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động cho hệ thống cân băng định lượng sử dụng động KĐB-RTLS 15 Băng tải cân (9) Khung cân (8) Chân đế (10) Con lăn cân (1) Động (7) Đầu đo khối lượng (5) Đối trọng (2) Lò xo căng băng (4) Bộ truyền đai (3) Tang chủ động (6) Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý kết cấu cân băng tải 16 2.4 XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG DÙNG ĐỘNG CƠ KĐB-RTLS VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN 2.4.1 Sơ đồ khối nguyên lí điều khiển Cấu trúc hệ thống cân băng định lượng hình 2.3 Đặt suất Qđặt (kg/ph) U1, f1 Đầu đo khối lượng m(kg/m) Bộ điều khiển Biến tần U2, f2 v (m/phút) ĐC 2.4.2 Cấu trúc điều khiển hệ thống cân băng định lượnghồi Phản dùng động KĐBtốc độ RTLS với điều khiển phi tuyến Theo [8] ta có cấu trúc chung cho hệ thống điều khiển động KĐB-RTLS sau: Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.6: Cấu trúc hệ điều khiển thống động KĐB-RTLS dùng điều khiển phi tuyến Kết hợp hình 2.3, hình 2.6 nguyên lí điều khiển hệ thống cân băng định lượng Ta thu sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển hệ thống dùng điều khiển phi tuyến sau: 17 Hình 2.7: Cấu trúc điều khiển hệ thống cân băng định lượng sử dụng động KĐB-RTLS dùng điều khiển phi tuyến CHƯƠNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN TỰA THEO THỤ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG 3.1 ĐIỀU KHIỂN TỰA THEO THỤ ĐỘNG ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ KĐB-RTLS 3.1.1 Thiết kế điều khiển tựa theo t hụ động Như chương trước, chương vào áp dụng cụ thể phương pháp điều khiển tựa theo thụ động để thiết kế điều khiển phi tuyến cho hệ thống cân băng định lượng sử dụng động DB-RTLS Thiết kế điều khiển tựa theo thụ động cho hệ thống điện có hai cách khác nhau: - Cách thứ nhất, xem hệ thống điện hệ thụ động, sau PBC thiết kế cho tồn hệ thụ động cách sử dụng hàm lưu giữ tổng lượng toàn hệ 18 - Cách thứ hai xuất phát từ tính chất có khả phân tích hệ thụ động thành hệ thụ động Để áp dụng theo phương pháp thứ ta tách ĐCKĐB - RTLS thành hai phần động học phần điện động học phần sau: Hình 3.1: Phân tích động KĐB-RTLS thành động học phần điện phần Trong coi hệ thống điện He đối tượng cần điều khiển hệ thống Hm nhiễu thụ động Để đảm bảo hệ Hm không phá vỡ ổn định hệ thống He (tính thụ động) tín hiệu phụ – gọi tín hiệu suy giảm xếp chồng với tín hiệu điều khiển us 3.1.2 Xây dựng cấu trúc điều khiển 3.1.2.1 Phát biểu toán Động DB-RTLS có mơ hình mơ tả phương trình (1.43) - (1.46), với vector trạng thái [isT,ϑ,ω]T, điện áp cung cấp cho hệ thống cuộn dây stator vector điện áp u Tốc độ đầu điều khiển ω biên độ từ thông rotor ψ r Thiết kế điều khiển PBC cho tốc độ từ thông rotor thoả mãn: lim | ω − ω * |= ; lim || ψ r || − || ψ r* || = với tất trạng thái bị giới hạn t →∞ t→∞ 3.1.2.2 Cấu trúc điều khiển PBC Khi cấu trúc điều khiển hệ thống cân băng định lượng hình 3.2: 19 Hình 3.2: Cấu trúc điều khiển 3.2 PHƯƠNG TRÌNH CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN TRÊN HỆ TỌA ĐỘ TỪ THÔNG ROTOR Từ (3.26) ta viết lại phương trình điện áp dạng sau: ~ * u PBC = u s − K (ω ) is (3.29) Trong u PBC điện áp điều khiển PBC phát * us điện áp mong muốn động ~ ~ jϑ jϑ Ta có: u s = u sf e ; is = is f e Trong ϑ s góc trục từ thơng rotor trục s s α hệ toạ độ stator, xác định sau: t ϑ s = ∫ ω s dt , ϑ s (0) = (3.30)  ωs = ω + ρ d (3.31)  ρd = Rr zp ψ * r m* (3.32)  Trong ρ d :tốc độ trượt yêu cầu ~ jϑ jϑ Dó (3.29) có dạng: u PBC = u sf *e − K (ω ) is f e s 20 s Nhân hai vế phương trình với e − jϑ ta s ~ u PBC e − jϑs = u sf * − K (ω) is f ~ f u PBC = u sf * − K (ω) is f (3.33) Mặt khác từ (3.27) ta suy  * u sd = σLs   u * = σL s  sq  * disd 1 −σ * −σ * −σ * * + Ls ( + )isd − σLsωs isq − Ls ψ rd − Ls ωψ rq dt Ts Tr Tr Lm Lm * disq 1 −σ * −σ −σ * * * + Ls ( + )isq + σLsωsisd + Ls ωψ rd − Ls ψ rq dt Ts Tr Lm Tr Lm Thay phương trình vào (3.33) ( hệ tọa độ dq thành phần ψ rq = ) nên phương trình viết lại sau:  PBC di * 1 −σ * −σ * * * u sd = σLs sd + Ls ( + )i sd −σLs ωs i sq − Ls ψ rd − K (ω)(i sd − i sd )  dt Ts Tr Tr Lm   * u PBC = σL di sq + L ( + −σ )i * + σL ω i * + L −σ ωψ * − K (ω)(i − i * ) s s sq s s sd s rd sq sq  sq dt Ts Tr Lm  với K (ω) = (3.34) L2 m ω + d ,0 < ε < Rr , d ≥ 4ε (3.35) * ψ rq = , nên ta có β * (t ) = ψ rd , thay biểu thức vào phương trình dịng (3.26) ta tính * ψ rd được: * 1Tr p +*1 Lr i sd * * L i sd m= L [ψ rd + R ψ rd ]  m r  Lr * *  i sq = m * Lm z pψ rd   Tσ Tσ p + σLs (3.36) - PBC u sd * i sq Vậy điều khiển PBC xác định phương trình (3.34), (3.35), (3.36) sơ ωs Rr ÷bộ điều khiển hình (Hình 3.3) 1 − σ đồ cấu trúc zp - isd ω K (ω ) * ψ rd Lm σTr Tσ ϑs L2 m ω +d 4ε 1 1−σ = + Tσ σTs σTr Lm 1−σ σ isq * i sd * ψ rd * m Lr Lm z p ÷ - ωs 21 * isq Tσ Tσ p + σLs Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc điều khiển PBC hệ tọa độ dq PBC u sq Cuối ta có phương trình lọc điều khiển tố độ J *  * ω − z + mW m = zp  ~  z = −az + bω   (3.37) Như kết thúc chương ta hoàn thành việc áp dụng phương pháp điều khiển tựa theo thụ động để xây dựng cấu trúc điều khiển phi tuyến cho hệ thống cân băng định lượng sử dụng động DB-RTLS Nhiệm vụ lại luận văn mô đánh giá kết quả, nội dung hoàn thành chương cuối (chương 4) CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN P'S S co pe iSD * In1 Is d* T u tho n g In1 Om ega S te p Usd Is d tin h gi a tri d on g i sd * Omega n In2 w isq 4.1 SƠ ĐỒ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRONG MƠ HÌNH MATLAB- SIMULINK Is q* W 'rd T o W orksp ace dq In3 Toc DC isd Is q* m* isq Om egaS Usq ab tin h gi a tri d on g i sq * So sanh toc MT vs S RF->3 ph om ega S u b system d q ->ab W *rd Vs i sq m M* -K - w* B o d ieu kh ie n d on g G a in O m e ga S w m M* n_ref mL Mt n i sd spe e d co n tro l le r T u rbi n e S co p e S cop e t Cl o ck Q T o W o rksp a ce T o Wo rkspa ce S co p e Out1 22 -K Di vid e Q dat Gain2 Qtt -CHe so quy doi toc Out1 0 s+1 B o lo c1 Loadcell m Di vi d e1 P ro d u ct So sanh Q Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển Matlab-Simulink 4.2 THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN 4.2.1 Tham số động Điện trở rotor: Rr = 0.17Ω Điện trở stator: Rs = 0.2Ω Điện cảm rotor: Lr = 0.09789 H Điện cảm stator Ls = 0.09614 H Mơmen qn tính: J = 0.275Kgm Hỗ cảm: Lm = 0.0935 Số đôi cực: z p = 4.2.2 Tham số điều khiển - Tham số điều khiển PCB: ε = 0.04, d = 42 - Tham số điều khiển tốc độ: a = 600; b = 50000 - Hệ số quy đổi kv = 30 4.3 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 4.3.1 Kết mơ tốc độ ω(rad/s)350 ω 0 ω* 0 0 0 23 1 2 3 4 5 T e im [s] Hình 4.2: Tốc độ góc đặt tốc độ góc động hệ thống hoạt động với sản lượng đặt thay đổi khối lượng không đổi ω(rad/s) ω 350 300 ω* 250 200 150 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time[s] Hình 4.3: Tốc độ góc đặt tốc độ góc động hệ thống hoạt động với sản lượng đặt không đổi khối lượng thay đổi m(kg) 3.5 ω(rad/s) 2.5 ω 350 1.5 300 ω* 250 0.5 200 0 150 Hình 4.4: Khối lượng m(kg) băng tải thay đổi 100 24 50 0.5 1.5 2.5 3.5 10 Time[s]s 4.5 Time[s] Hình 4.5: Tốc độ góc đặt tốc độ góc động hệ thống hoạt động với sản lượng đặt khối lượng thay đổi 4.3.2 Kết mô sản lượng Q Sản lượng 120 Qtt 100 Qđặt 80 Sản lượng 60 Qtt 120 40 100 20 Qđặt 80 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time[s] Hình60 Sản lượng đặt sản lượng thực tế hệ thống hoạt động với 4.6: giá trị sản lượng đặt thay đổi khối lượng không đổi 40 25 20 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time[s] Hình 4.7: Sản lượng đặt sản lượng thực tế hệ thống hoạt động với giá trị sản lượng đặt không đổi khối lượng thay đổi Sản lượng 120 Qtt 100 Qđặt 80 60 40 20 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time[s] Hình 4.8: Sản lượng đặt sản lượng thực tế hệ thống hoạt động với giá trị sản lượng đặt khối lượng thay đổi 4.4 KẾT LUẬN Từ kết mơ phỏng, ta có nhận xét chế độ làm việc hệ thống sau: * Ở chế độ sản lượng không đổi: 26 ... phi tuyến áp dụng cho hệ thống truyền động sử dụng động không đồng pha rotor lồng sóc Chương Xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống Chương Áp dụng phương điều khiển phi tuyến tựa theo thụ động cho. .. thụ động cho hệ thống Chương Mô đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 9 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN VÀ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ PHA ROTOR LỒNG SÓC Trong... phương pháp điều khiển hệ phi tuyến trình bày chi tiết [1], [5], [8] áp dụng cho hệ thống truyền động điện sử dụng động không đồng ba pha rotor lồng sóc Sau số phương pháp điều khiển ổn định hệ thống