Ứng dụng thuật giải bầy đàn (PSO) để xác định thông số bộ PID trong điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha

TĨM TẮT Đề tài trình bày phương pháp điều khiển định hướng từ thông (Field Orientated Control - FOC) cho động không đồng ba pha giải thuật bầy đàn (Particle swarm optimazation- PSO) Trình bày chi tiết phương pháp điều chỉnh thông số điều khiển PID phương pháp cổ điển Ziegler Nichols giải thuật bầy đàn Xây dựng mơ hình kiểm tra tính đắng mơ hình Trong đề tài sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlab simulink để mơ hình hóa mơ cho điều khiển động không đồng ba pha phương pháp Ziegler Nichols giải thuật bầy đàn Kết mô cho thấy phương pháp hoạt động tốt Từ Khóa: Động ba pha, Điều chỉnh tham số, Giải thuật bầy đàn, Ziegler Nichols Bộ điều khiển PID- PSO, Điều khiển định hướng từ thông ABSTRACT This thesis presents field oriented control (FOC) of induction motor and Particle swarm optimazation algorithm It presents in details about tuning of PID controller using Ziegler –Nichols (ZN) and Particle swarm optimazation (PSO) methods Constructing control model and checking the correctness of model are also included in this topic This thesis uses the programe language MATLAB SIMULINK for tuning of PID controller of induction motor using Ziegler –Nichols (ZN) and Particle swarm optimazation (PSO) The simmulation results show that the proposed method has good performance Keywords: Induction Motor, Control Tuning Parameters, Particle Swarm Optimization, Ziegler Nichols, PID-PSO Controller, Field Orientated Control v MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn - iv Tóm tắt v Mục lục - vi Danh sách chữ viết tắt x Danh sách hình - xi Danh sách bảng xiv Ch ơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước - -1 1.2 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu - 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu - 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Kế hoạch thực - 1.6 Kết cấu luận văn Ch ơng 2: C SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Bộ điều khiển PID 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Đáp ứng ngõ - 2.2 Hiệu chỉnh PID phương pháp Ziegler-Nichols - 2.2.1 Phương pháp Ziegler Nichol thứ - 2.2.2 Phương pháp Ziegler Nichol thứ hai 10 2.3 Các phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng ba pha - 11 vi 2.3.1 Điều khiển tốc độ cách thay đổi tần số nguồn áp ( V/f) 11 2.3.1.1 Nguyên lý điều khiển từ thông không đổi 12 2.3.1.2 Trường hợp tốc độ động thấp 13 2.3.1.3 Trường hợp tốc độ lớn tốc độ định mức 13 2.3.1.4 Đặc tính 13 2.3.2 Phương pháp điều khiển định hướng từ thông FOC - Field Orientated Control 15 2.3.2.1 Các phương pháp điều khiển định hướng từ thông rotor - 15 2.3.2.2 Vector không gian - 16 2.3.2.3 Chuyển từ  a, b, c    ,   - 17 2.3.2.4 Chuyển từ  ,     d , q  - 17 2.3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment DTC – Direct Torque Control 18 Ch ơng 3: MƠ HÌNH Đ NG C KHƠNG Đ NG B BA PHA 3.1 Giới thiệu động không đồng ba pha - 20 3.1.1 Giới thiệu 20 3.1.2 Mạch điện tương đương động không đồng - 20 3.1.3 Các quan hệ công suất động không đồng 21 3.2 Vector không gian đại lượng ba pha - 22 3.2.1 Biểu diễn vector không gian cho đại lượng ba pha - 22 3.2.2 Hệ tọa độ cố định stator (   ) - 24 3.2.3 Hệ tọa độ từ thông rotor (d – q) 26 3.3 Mơ hình động không đồng ba pha - 28 3.3.1 Thông số động không đồng - 28 3.3.2 Các phương trình động khơng đồng ba pha - 28 3.3.3 Mơ hình động không đồng hệ tọa độ (   ) 30 3.3.4 Mơ hình động khơng đồng hệ tọa độ (d – q) 31 3.4 Xây dựng mơ hình động khơng đồng Matlab – Simulink 33 vii 3.4.1 Mô hình động hệ tọa độ  ,   33 3.4.2 Mơ hình động hệ tọa độ d  q  - 35 Ch ơng 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH H NG TỪ THÔNG ậ FOC 4.1 Giới thiệu cấu trúc FOC - 38 4.2 Xây dựng thuật toán điều khiển 40 4.3 Giới thiệu cấu trúc đại FOC 42 4.4 Phân tích khối FOC 43 4.4.1 Khối mơ hình động - 43 4.4.2 Khối chuyển tọa độ voltage (d-q) sang     46 4.4.3 Khối chuyển tọa độ current(ABC) sang d  q  - 48 4.4.4 Khối MHTT (mơ hình từ thông) - 50 Ch ơng 5: GIẢI THU T T I U HÓA B Y ĐÀN 5.1 Lịch sử phát triển - 52 5.2 Các khái niệm giải thuật bầy đàn - 55 5.3 Mô tả thuật toán 55 5.4 Những vấn đề cần quan tâm xây dựng giải thuật PSO 58 5.4.1 Mã hóa cá thể - 58 5.4.1.1 Mã hóa nhị phân - 58 5.4.1.2 Mã hóa hoán vị - 59 5.4.1.3 Mã hóa theo giá trị - 60 5.4.2 Khởi tạo quần thể ban đầu 60 5.4.3 Hàm thích nghi (hàm mục tiêu) 61 5.4.4 Hàm vận tốc v 61 5.4.5 Cập nhật vị trí tốt cho quần thể - 63 5.5 Đặc điểm ứng dụng giải thuật PSO 64 5.5.1 Đặc điểm 64 5.5.2 ng dụng 65 5.6 Hiệu chỉnh điều khiển PID thuật giải bầy đàn - 65 viii Ch ơng 6: KẾT Q A MƠ PHỎNG 6.1 Thơng số động 68 6.2 Sơ đồ tổng quan khối mô Matlab - 68 6.3 Kết mô - 69 6.3.1 Theo phương pháp cổ điển ZN 69 6.3.1.1 Động khởi động không tải - 69 6.3.1.2 Động khởi động không tải, có thay đổi tốc độ 70 6.3.1.3 Động khởi động khơng tải, sau đóng tải - 71 6.3.1.4 Động khởi động không tải, sau đổi chiều quay - 72 6.3.2 Theo thuật toán bầy đàn 73 6.3.2.1 Động khởi động không tải - 73 6.3.2.2 Động khởi động khơng tải, có thay đổi tốc độ 74 6.3.2.3 Động khởi động khơng tải, sau đóng tải - 75 6.3.2.4 Động khởi động khơng tải, sau đổi chiều quay - 76 6.4 So sánh hai phương pháp 77 6.4.1 Tham số PID đáp ứng tốc độ động - 77 6.4.2 Hình ảnh mô - 77 6.4.2.1 Động khởi động không tải - 77 6.4.2.2 Động khởi động không tải, sau đổi chiều quay - 79 6.4.2.3 Động khởi động khơng tải, sau đóng tải - 80 Ch ơng 7: KẾT LU N VÀ H NG PHÁT TRIỂN C A ĐỀ TÀI 7.1 Kết luận - 81 7.2 Hạn chế - 81 7.3 Hướng phát triển đề tài 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ix DANH SÁCH CHỮ VIẾT T T ACO ANN DTC FOC GA IAE ISE ITSE ITAE MIMO MISO P PI PID PSO PWM SI SIMO SISO ZN Ant Colony Optimization Artificial Neural Network Direct Torque Control Field Orientated Control Genetic Algorithms Integral absolute-error criterion Integral square-error criterion Integral-of-time multiplied square-error criterion Integral-of-time-multiplied absolute-error criterion Multiple-Input-Multiple-Output Multiple-Input-Single-Output Proportional controller Proportional-integral controller Proportional-integral-derivative controller Particle Swarm Optimization Pulse Width Modulation Swarm Intelligence Single-Input-Multiple-Output Single-Input-Single-Output Ziegler- Nichols x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 2.1: Khâu điều khiển vịng kín Hình 2.2: Cấu trúc PID Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ hở - Hình 2.4: Đáp ứng hệ hở - Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ kín có PID - Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ kín có tỉ lệ P 10 Hình 2.7: Đáp ứng hệ kín 10 Hình 2.8: Quan hệ moment điện áp theo tần số 13 Hình 2.9: Sơ đồ khối phương pháp V/f vịng hở - 14 Hình 2.10: Sơ đồ khối phương pháp V/f vịng kín 15 Hình 2.11: Biểu diễn vector is không gian với thành phần a, b, c - 16 Hình 2.12: Dịng điện stator is hệ  a, b, c   ,   17 Hình 2.13:Vector khơng gian dịng stator hệ trục  ,    d , q  -17 Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý điều khiển trực tiếp moment DTC – Direct Torque Control 18 Hình 3.1: Sơ đồ tương đương pha động không đồng - 21 Hình 3.2: Vị trí không gian pha 22 Hình 3.3: Xây dựng vector không gian từ đại lượng pha - 24 Hình 3.4: Hệ tọa độ stator (α - β) - 25 Hình 3.5: Mối liên hệ tọa độ (α – β) tọa độ (d-q) 26 Hình 3.6: Biểu diễn vector không gian hệ tọa độ (d – q) - 27 Hình 3.7: Sơ đồ mạch điện tương đương động không đồng - 29 Hình 3.8: Sơ đồ tổng quan khối hệ tọa độ (   ) 33 xi Hình 3.9: Sơ đồ động hệ tọa độ (   ) 34 Hình 3.10: Sơ đồ tổng quan khối hệ tọa độ d  q  35 Hình 3.11: Sơ đồ động hệ tọa độ d  q  - 36 Hình 4.1: Cấu trúc phương pháp FOC - 39 Hình 4.2: Vector dịng điện, điện áp từ thông rotor hệ trục tọa độ (d – q) 41 Hình 4.3: Cấu trúc đại FOC xây dựng Matlab 42 Hình 4.4: Sơ đồ khối mơ hình động - 44 Hình 4.5: Sơ đồ khối voltage chuyển tọa độ từ d  q  sang     cài đặc thông số khối - 47 Hình 4.6: Sơ đồ khối current chuyển tọa độ từ (ABC) sang (d – q) cài đặt thông số khối - 49 Hình 4.7: Sơ đồ khối mơ hình từ thông - 50 Hình 5.1: Mơ tả kiến tìm đường - 53 Hình 5.2: Lưu đồ giải thuật thuật toán PSO - 57 Hình 5.3: Cá thể biểu diễn biểu thức toán học 60 Hình 5.4: Chuyển động cá thể - 62 Hình 5.5: Bộ điều khiển PID giải thuật bầy đàn 66 Hình 5.6: Lưu đồ giải thuật hệ thống điều khiển PSO-PID - 67 Hình 6.1: Sơ đồ tổng quan khối - 68 Hình 6.2: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 69 Hình 6.3: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 70 Hình 6.4: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 71 Hình 6.5: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 72 Hình 6.6: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dòng điện ba pha xii động 73 Hình 6.7: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dòng điện ba pha động 74 Hình 6.8: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 75 Hình 6.9: Dạng sóng moment, tốc độ, từ thơng rotor dịng điện ba pha động 76 Hình 6.10: Dạng sóng đáp ứng tốc độ động theo phương pháp ZNvà PSO - 78 Hình 6.11: Dạng sóng đáp ứng tốc độ động theo phương pháp ZNvà PSO - 79 Hình 6.12: Dạng sóng đáp ứng tốc độ động theo phương pháp ZNvà PSO - 80 xiii DANH SÁCH CÁC BẢNG B ng Trang B ng 2.1: Bảng tính thông số PID theo Z–N1 - 10 B ng 2.2: Bảng tính thơng số PID theo Z–N2 - 11 B ng 6.1: Tham số PID đáp ứng ngõ tốc độ động 77 xiv Kết mô Chương 6.3.2.2 Đ ng khởi đ ng khơng tải, có thay đổi tốc đ : ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tại thời điểm từ đ n 0.5s tốc đ đặt 50 (rad/s), sau thay đổi tốc đ thành 200 (rad/s) vào thời điểm 0.5 đ n 1s ( t   0.5s : w _ ref  50(rad / s) ; t  0.5  1s : w _ ref  200(rad / s) ) + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) Rotor Flux Current (A) Torque (Nm) Speed (rad/s) + Moment tải đặt Nm, thời gian mô từ đ n 1s ( t   : M c  ) Time (Sec) Hình 6.7: Dạng sóng moment, tốc đ , từ thơng rotor dịng điện ba pha c a đ ng ● Nhận xét: T c đ : Thời gian đáp ng thời gian xác lập nhanh , khoảng 0.02s, giá trị thời điểm xác lập bam sat giá trị đặt , vào thời điểm thay đổi tốc đ , tôc đô ̣ th c ̣ lê ̣ch so vơi tôc đô ̣ đă ̣t nh ng nhỏ châp nhâ ̣n đ ̣c Moment: Giá trị khởi đ ng c a moment nhỏ Nm, thay đổi tốc đ giá trị moment vọt lố t ơng đối cao 19 Nm nh ng chấp nhận đ ợc Dòng n: Dòng khởi đ ng nhỏ , thời gian đáp ng nhanh , khoảng 0.02s thi dòng điện xác lập ổn định GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 74 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương 6.3.2.3 Đ ng khởi đ ng khơng tải, sau đóng tải: ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tốc đ đặt 200 rad/s, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : w _ ref  200(rad / s) ) + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) + Tại thời điểm từ đ n 0.5s moment tải đặt Nm, sau đóng tải Nm vào wref w Rotor Flux Current (A) Torque (Nm) Speed (rad/s) thời điểm 0.5 đ n 1s ( t   0.5s : Mc  ; t  0.5  1s : Mc  5( Nm) ) Time (Sec) Hình 6.8: Dạng sóng moment, tốc đ , từ thơng rotor dòng điện ba pha c a đ ng ● Nhận xét: T c đ : Thời gian đáp ng thời gian xác lập nhanh , khoảng 0.02s Tại thời điể m đóng tải đ sụt dốc 0.65 (rad/s) (0.325%), xác lập tốc đ thực bám sát tốc đ đặt Moment: Giá trị khởi đ ng khoảng 8.5 Nm chấp nhận đ ợc Dòng n: Dòng khởi đ ng nhỏ 0.06s thi dòng ch đ xác lập ổn định T thông : Thời gian đáp ng nhanh , khoảng 0.06s Giá trị xác lập băng t thông đă ̣t 0.5 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 75 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương 6.3.2.4 Đ ng khởi đ ng khơng tải, sau đổi chiều quay: ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tại thời điểm từ đ n 0.5s tốc đ đặt 200 (rad/s), sau đảo chiều quay v i tốc đ đặt -100 (rad/s) vào thời điểm 0.5 đ n 1s ( t   0.5s : w _ ref  200(rad / s) ; t  0.5  1s : w _ ref  100(rad / s) ) + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) wref w Rotor Flux Current (A) Torque (Nm) Speed (rad/s) + Moment tải đặt Nm, thời gian mô từ đ n 1s ( t   : M c  ) Time (Sec) Hình 6.9: Dạng sóng moment, tốc đ , từ thơng rotor dòng điện ba pha c a đ ng ● Nhận xét: T c đ : Thời gian đáp ng thời gian xác lập khoảng 0.02s, giá trị thời điểm xác lập bam sat giá trị đặt , vào thơi điể m thay đổ i tôc đô ̣ , tôc đô ̣ th c lê ̣ch so ̣ vơi tôc đô ̣ đă ̣t nh ng thời gian nhỏ 0.01s nên chấp nhận đ ợc Moment: Có vọt lố đảo chiều quay, giá trị vọt lố 20 Nm nh ng thời gian nhỏ 0.01s nên chấp nhận đ ợc Dòng n: Dòng khởi đ ng nhỏ , thời gian đáp ng nhanh , khoảng 0.06s thi dòng điện xác lập ổn định GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 76 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương 6.4 So sánh hai ph ng pháp 6.4.1 Tham số b PID đáp ng tốc đ c a đ ng Ph ng pháp Th i Th i Sai s gian gian (%) đáp xác l p ng (s) Ki Đ v t l (%) Kp (s) PID- ZN 0.187 1.483 10.42 0.02 0.42 0.14 PID- PSO 8.848 0.417 0.68 0.02 0.02 0.05 B ng 6.1: Tham số PID đáp ng ngõ c a tốc đ đ ng Đ i v i ph ng pháp ZN ● Thời gian đáp ng tốc đ khoảng 0.02s, thời gian xác lập 0.42s, đ vọt lố 20.84 (10.42%), th thời gian mở máy chậm ● Trong trình hoạt đ ng c a đ ng cơ, thời điểm thay đổi tải, đ vọt lố nh đ sụt dốc đại l ợng có so lệch ● Đ ng hoạt đ ng nhiều dải tốc đ khác ● Điều khiển xác tốc đ đ ng v i sai số 0.28 (0.14%) Đ i v i thu t toán b y đƠn (PSO:Particle swarm optimization) ● Thời gian đáp ng tốc đ thời gian xác lập nhanh khoảng 0.02s, đ vọt lố 1.36 (0.68%), th trình mở máy thời gian mở máy nhanh ● Trong trình hoạt đ ng c a đ ng cơ, thời điểm thay đổi tải, đ vọt lố nh đ sụt dốc đại l ợng không đáng kể ● Đ ng hoạt đ ng nhiều dải tốc đ khác ● Điều khiển xác tốc đ đ ng v i sai số nhỏ 0.11 (0.05%) 6.4.2 Hình nh mơ ph ng 6.4.2.1 Đ ng khởi đ ng không tải: ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tốc đ đặt 200 rad/s, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : w _ ref  200(rad / s) ) GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 77 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) Speed (rad/s) + Moment tải đặt Nm, thời gian mô từ đ n 1s ( t   : M c  ) wref w Time (Sec) a Ph ơng pháp ZN w Speed (rad/s) wref Time (Sec) b Ph ơng pháp PSO Hình 6.10: Dạng sóng đáp ng tốc đ c a đ ng theo ph ơng pháp ZN PSO GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 78 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương 6.4.2.2 Đ ng khởi đ ng khơng tải, sau đổi chiều quay: ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tại thời điểm từ đ n 0.5s tốc đ đặt 200 (rad/s), sau đảo chiều quay v i tốc đ đặt -100 (rad/s) vào thời điểm 0.5 đ n 1s ( t   0.5s : w _ ref  200(rad / s) ; t  0.5  1s : w _ ref  100(rad / s) ) + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) + Moment tải đặt 0, thời gian mô từ đ n 1s ( t   : M c  ) Speed (rad/s) wref w Time (Sec) a Ph ơng pháp ZN w Speed (rad/s) wref Time (Sec) b Ph ơng pháp PSO Hình 6.11: Dạng sóng đáp ng tốc đ c a đ ng theo ph ơng pháp ZN PSO GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 79 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết mô Chương 6.4.2.3 Đ ng khởi đ ng không tải, sau đóng tải: ● Đáp ng c a đ ng cơ: + Tốc đ đặt 200 rad/s, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : w _ ref  200(rad / s) ) + Từ thông đặt 0.5, thời gian mô từ đ n 1s ( t   1s : Fi _ ref  0.5 ) + Tại thời điểm từ đ n 0.5s moment tải đặt Nm, sau đóng tải Nm vào Torque (Nm) Speed (rad/s) thời điểm 0.5 đ n 1s ( t   0.5s : Mc  ; t  0.5  1s : Mc  5( Nm) ) w wref Mc Mcref Time (Sec) Torque (Nm) Speed (rad/s) a Ph ơng pháp ZN wref w Mc Mcref Time (Sec) b Ph ơng pháp PSO Hình 6.12: Dạng sóng đáp ng tốc đ c a đ ng theo ph ơng pháp ZN PSO GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 80 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn Kết luận Chương Ch ng K T LU N 7.1 K t lu n Từ trình khảo sát ph ơng pháp điều khiển định h ng từ thông rotor ph ơng pháp hiệu chỉnh PID cổ điển (ZN) giải thuật bầy đàn (PSO) cho điều khiển tốc đ đ ng không đồng b ba pha Thông qua k t mô Matlab cho ta thấy điều khiển PID v i thông số đ ợc xác định giải thuật bầy đàn hoạt đ ng tốt so v i ph ơng pháp cổ điển:  Thời gian đáp ng tốc đ thời gian xác lập nhanh khoảng 0.02s, đ vọt lố nhỏ 0.68% Vì th trình mở máy thời gian mở máy nhanh  Trong trình hoạt đ ng c a đ ng cơ, thời điểm thay đổi tải, đ vọt lố nh đ sụt dốc đại l ợng không đáng kể  Đ ng hoạt đ ng nhiều dải tốc đ khác  Điều khiển xác tốc đ đ ng v i sai số nhỏ 0.05% 7.2 H n ch Mặc dù đư có nhiều nổ lực cố gắng v i giúp đỡ c a quý Thầy Cô bạn học viên, song điều kiện thời gian không cho phép nên n i dung c a đề tài cịn nhiều thi u sót hạn ch nh : ch a xây dựng đồ thị c a hàm sai số e(t) trình tối u; ch a đánh giá đ ợc đ ph c tạp c a giải thuật; ch a phần c ng hóa giải thuật mà đề tài m i dừng lại k t mô phần mềm Matlab 7.3 H ng phát tri n đ tƠi Triển khai thực nghiệm c l ợng trực ti p thông số c a đ ng để thích nghi v i thay đổi c a thông số Rs, Rr, Ls, Lr, Lm, J GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 81 HVTH: Huỳnh Đ c Chấn TÀI LIỆU THAM KHẢO TI NG VI T Nguyễn Phùng Quang, Truyền Động Điện Thông Minh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 Nguyễn Văn Nhờ, Cơ sở truyền động điện, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2003 Phan Quốc Dũng, Tô Hữu Phúc, Truyền động điện, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2003 Phạm Th ợng Cát, Lê Hùng Linh Phạm Minh Tuấn, Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha Sử Dụng Mạng Nơron Nhân Tạo, Viện công nghệ thông tin, Đại Học Thái Nguyên, 2009 Phạm Văn Lực, Ứng dụng phương pháp điều khiển PID mờ kết hợp với phương pháp định hướng trường để điều khiển tốc độ động không đồng pha Tr ờng Đại Học S Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2011 TI NG N C NGOÀI Boumediene Allaoua Brahim GASBAOUI and Brahim MEBARKI, Setting Up PID DC Motor Speed Control Alteration Parameters Using Particle Swarm Optimization Strategy, Bechar University, Departement of Electrical Engineering B.P 417 BECHAR (08000) Algeria, pp 19-32 C Thanga Raj, Member, IAENG, S.P Srivastava, and Pramod Agarwal, Particle Swarm and Fuzzy Logic based optimal energy control of induction motor for a mine hoist load diagram, IAENG International Journal of comuter science, 2009 Chao Ou, Weixing Lin, Comparison between PSO and GA for Parameters Optimization of PID Controller, The Faculty of Information Science and Technology University of NingBo University of NingBo, pp 2471-2475 Hassan Baghgar Bostan Abad, Ali Yazdian Varjani, Taheri Asghar, Using Fuzzy Controller in Induction Motor Speed Control with Constant Flux, 2005 10 Jingchuan Li, M.S.E.E, Adaptive sliding mode observer and loss minimization for sensorless field orientation control of induction machine, The Ohio State University, 2005 11 N Pillay, A Particle swarm optimization approach for tuning of SISO PID control loops, 2008 12 Radha Thangaraj; Thanga Raj Chelliah; Millie Pant; Ajith Abraham and Crina Grosan, Indian Institute of Technology Roorkee; Scientific Network for Innovation and Research Excellence Washington, USA and Department of Computer Science Babes-Bolyai University Cluj-Napoca, Romania “Optimal gain tuning of PI speed controller in induction motor drives using particle swarm optimization”, July 2010 13 R J Wai, Robust Decoupled control of Direct Field-oriented Induction Motor Drive, IEEE Transaction on Industrial, Vol 52, No 3, June 2005 14 Vadugapalayam Ponnuvel Sakthivel, Ramachandran Bhuvaneswari, Srikrishna Srikrishna Subramanian, Economic design of Three-phase induction motor by PSO J.Electromagnetic Analysis & Applications, pp 301-308, 2010 15 V I Utkin, J.G Guldner, and J.Shi, Sliding Mode Control in Electromechanical Systems Taylor & Francis, 1999 PHỤ LỤC Code Matlab tham s c a đ ng U1dm= 220; Udc = 400; f = 50; wref = 200; I1dm = 2.73; Imax = 7; Mmax = 14.8; Rs = 1.723; Rr = 2.001; Ls = 0.1666; Lr = 0.169; Lm = 0.1592; p = 2; J = 0.001; Tr = Lr/Rr; Ts = Ls/Rs; teta = - Lm^2/(Ls*Lr); Tteta=(teta*Ts*Tr)/(Tr+Ts*(1-teta)); % Dien tro Stator (ohm) % Dien tro Rotor (ohm) % Dien Cam Stator (H) % Dien cam Rotor (H) % Dien cam ho cam(H) % So doi cuc tu % Moment quan tinh (kg.m^2) % He so thoi gian Rotor % He so thoi gian Stator % He so tu tan tong % Hang so thoi gian Code Matlab c a thu t toán b y đàn PSO %% Dieu chinh bo dieu khien PID bang thuat toan bay dan PSO %% Khoi tao clear all clc n = 80; bird_setp =7; dim = 2; % So luong bay dan % So lan lap lai % Kich thuoc bay dan % Hang so gia toc c1 c2 =1.2; c1 = 0.12; % Hang so gia toc c1 w =0.9; % Trong so quan tinh fitness=0*ones(n,bird_setp); % -% % Khoi tao thong so ban dau % % -% R1 = rand(dim, n); R2 = rand(dim, n); current_fitness =0*ones(n,1); % % % Khoi tao gia tri van toc va vi tri ban dau cua bay dan % % % current_position = 10*(rand(dim, n)-.5); velocity = 3*randn(dim, n) ; local_best_position = current_position; % -% % Uoc tinh gia tri ban dau cua quan the % % -% for i = 1:n current_fitness(i) = tracklsq(current_position(:,i)); end local_best_fitness = current_fitness; [global_best_fitness,g] = min(local_best_fitness) ; for i=1:n globl_best_position(:,i) = local_best_position(:,g) ; end % -% % Cap nhat gia tri van toc % % -% velocity = w *velocity + c1*(R1.*(local_best_position-current_position)) + c2*(R2.*(globl_best_position-current_position)); % % % Cap nhat gia tri vi tri % % current_position = current_position + velocity ; % % % % Uoc tinh gia tri moi cua bay dan % % % %% Vong lap chinh % Bien dem so lan lap lai iter = ; while ( iter < bird_setp ) iter = iter + 1; for i = 1:n, current_fitness(i) = tracklsq(current_position(:,i)); end for i = : n if current_fitness(i) < local_best_fitness(i) local_best_fitness(i) = current_fitness(i); local_best_position(:,i) = current_position(:,i) ; end end [current_global_best_fitness,g] = min(local_best_fitness); if current_global_best_fitness < global_best_fitness global_best_fitness = current_global_best_fitness; for i=1:n globl_best_position(:,i) = local_best_position(:,g); end end velocity = w *velocity + c1*(R1.*(local_best_position-current_position)) + c2*(R2.*(globl_best_position-current_position)); current_position = current_position + velocity; disp(['iter=',num2str(iter)]) end % Ket thuc vong lap xx=fitness(:,7); [Y,I] = min(xx); current_position(:,I); Kp=current_position(1,I) Ki=current_position(2,I) function F = tracklsq(pid) TSMHDC Kp = pid(1); Ki = pid(2); Kd = 0; % Tim ham thich nghi simopt = simset('solver','ode45','SrcWorkspace','current','DstWorkspace','current'); [tout,xout,yout] = sim('optsim1',[0 1],simopt); Sai_so=200-yout; % Tinh sai so % Tinh vot lo sys_overshoot=200-max(yout); alpha=10;beta=10; F=fitness*alpha+sys_overshoot*beta; End ... thuật bầy đàn (PSO) cho việc xác định thông số b điều khiển PID điều khiển tốc đ đ ng không đồng b pha 1.3 Đ i t ng nghiên c u  B điều khiển PID  Đ ng không đồng b ba pha  Ph ơng pháp điều khiển. .. dụng Căn c vào đánh giá nêu v i yêu cầu nghiên c u ng dụng ph ơng pháp điều khiển xác định thông số b điều khiển PID điều khiển tốc đ đ ng không đồng b pha, tác giả c a đề tài đư chọn thuật giải. .. Các phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng ba pha - 11 vi 2.3.1 Điều khiển tốc độ cách thay đổi tần số nguồn áp ( V/f) 11 2.3.1.1 Nguyên lý điều khiển từ thông không đổi