Bài Tập Lớn Điều Khiển Số

BÀI TẬP LỚN Môn: Điều khiển số Đề 30: “Thiết kế khâu điều chỉnh kiểu deadbeat cho mạch vòng dòng điện, tối ưu modul số cho mạch vòng tốc độ động DC Servo Harmonic RH 5A-5502” Gáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Toàn Sinh viên: Lê Văn Luận Mã sv: 45902 CHƯƠNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Các thông số động RH-5A5502 Ua=12 (V) Ia=0,5 (A) Ra=8,6 (Ω) La=2,7 (mH)=2,7.10-3(H) Kb=0,12 (V/rpm)=0,12.9,55=1,146(V/rad/s) Kt=1,11 (N.m/A) J=1,6.10-3 (kgm2) Bf=2,3.10-3 (N.m/rpm)=2,3.10-3.9,55=0,021965(N.m /rad/s) Ta có phương trình Thực biến đổi Laplace ta có: Trong : Ua: điện áp phần ứng (V) Ia: dòng điện phần ứng (A) Ra: điện trở phần ứng (Ω) La: điện cảm phần ứng (H) E: sức điện động (V) Kb: số điện áp phần ứng (V/rpm) M: mômen quay trục động (N.m) Kt: số mômen (N.m/A) Mc: mômen cản trục động (N.m) J: mômen quán tính (kgm2) ω: tốc độ quay trục động (rad/s) Bf: hệ số ma sát ổ trục (N.m/rpm) Từ (1), (2), (3), (4) ta có mô hình động chiều kích từ độclập miền Laplace sau: Hình 1.1: Mô hình động chiều miền Laplace Mô động chiều Hình 1.2: Mô hình mô động chiều miền Laplace 1.4 1.2 i(A) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t(s) 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Hình 1.3: Đáp ứng dòng động chiều 10 w(rad/s) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t(s) 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Hình 1.4: Đáp ứng tốc độ động chiều chưa nhânvới số hộp số -Nhận xét : +Dòng điện có độ điều chỉnh lớn + Tốc độ tăng lớn định mức CHƯƠNG MÔ PHỎNG MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN Ở MIỀN GIÁN ĐOẠN THEO KHÂU ĐIỀU CHỈNH DEAD-BEAT Tổng hợp mạch vòng dòng điện theo khâu điều chỉnh DEAD-BEAT Hình 2.1: Mô hình mạch vòng dòng điện động chiều Tbđ=0,001 Từ mô hình ta có đối tượng hàm truyền hở sau: Đồng phương trình (*) (**) ta có hệ phương trình ẩn sau: Thực biến đổi Z biểu thức ta có: Chọn Ti=0,001(s) Biểu diễn Gsω(z) dạng z-1 Ta tổng hợp điều khiển Rω theo kiểu Dead-Beat nên ta có hàm truyền điều chỉnh có dạng sau: Chọn đa thứcL(z-1) có dạng: L(z-1)=l0+l1.z-1+l2.z-2 ⇒L(z-1)=0,4196+0,1718.z-1-0,0064.z-2 Mô điều khiển dòng điện Hình 2.2: Mô hình mô mạch vòng dòng điện động chiều 0.7 0.6 0.5 i(A) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t(s) 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Hình 2.3: Đáp ứng dòng điện động chiều có điều khiển dòng Trong : Đường 1: tín hiệu đặt Đường2: đáp ứng dòng điện -Nhận xét: +Đáp ứng dòng sau thời gian bám theo tín hiệu đặt + Khi có điều khiển dòng độ điều chỉnh động giảm xuống lớn + Thời gian đạt xác lập nhanh khoảng 0,01(s) CHƯƠNG MÔ PHỎNG MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ Ở MIỀN GIÁN ĐOẠN THEO KHÂU ĐIỀU CHỈNH TỐI ƯU THAM SỐ Sơ đồ mạch vòng tốc độ Hình 3.1: Mô hình mạch vòng tốc độ động chiều Từ mô hình ta có đối tượng hàm truyền hở sau: VớiTω=10.Ti=10.0,001=0,01 (s) Chọn điều khiển có dạng (PI) sau: Với d1=a1=-0,8717 Vs=6,4832 Với đối tượng cách chọn điều khiển ta có: Mô điều khiển tốc độ Hình 3.2: Mô hình mô mạch vòng tốc độ động chiều w(rad/s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t(s) 0.6 0.7 0.8 0.9 Hình 3.3: Đáp ứng tốc động chiều có điều khiển tốc độ chưa nhân với số hộp số 10 Trong đó: - Đường 1: tín hiệu đặt - Đường 2: đáp ứng dòng điện -Nhận xét : +Đáp ứng tốc độ sau thời gian bám theo tín hiệu đặt + Độ điều chỉnh lớn xuất dao động + Thời gian đạt xác lập nhanh khoảng 0,3(s) 11 [...]...Trong đó: - Đường 1: là tín hiệu đặt - Đường 2: là đáp ứng dòng điện -Nhận xét : +Đáp ứng tốc độ sau 1 thời gian bám theo tín hiệu đặt + Độ quá điều chỉnh lớn và xuất hiện dao động + Thời gian đạt xác lập nhanh khoảng 0,3(s) 11