NHẬN DẠNG THÔNG số hệ BIẾN tần ĐỘNG cơ và điều KHIỂN BẰNG PLC

M CL C LÝ L CH KHOA H C i L I CAM ĐOAN ii L I C M N iii TÓM T T iv M C L C v DANH SÁCH CÁC HÌNH viii Ch ng T NG QUAN .1 1.1.T ng quan chung v lĩnh v c nghiên c u 1.2.Các k t qu nghiên c u n c 1.3 M c đích c a đ tài Ph ng pháp nghiên c u Nhi m v c a đ tài gi i h n đ tài Nhi m v c a đ tài Gi i h n đ tài K t c u c a lu n văn .6 Ch ng C S LÝ THUY T .6 2.1.Các ph ng pháp nh n d ng 2.1.1.T ng quan v nh n d ng .6 2.1.2.Mô hình hóa toán - lý (lý thuy t) .6 2.1.3.Mô hình hóa th c nghi m (th c t ) .7 2.2.B u n PID .7 Khái ni m Khâu P (Proportional) 10 Khâu I (Integral) 11 Khâu D (Derivative) 13 T ng h p ba khâu ậ B u n PID: 14 Xây d ng hàm truy n cho mô hình PID 15 Thi t k b u n PID: 16 Đi u n t c đ b ng cách thay đ i t n s ngu n áp (V/f) 17 Nguyên lý u n từ thông không đ i 18 2.3.2.Tr ng h p t c đ đ ng c th p 19 2.3.3.Tr ng h p t c đ l n h n t c đ đ nh m c 19 2.3.4.Đặc tính c 20 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Ch ng NH N D NG THÔNG S MÔ HÌNH 22 Ph ng pháp xây d ng mô hình 22 Xét h th ng mô hình n tính n đ nh 22 C u trúc mô hình ARX 24 Nh p thông s tu n t 26 c tính nhi u mô hình đ ng th i 26 Mô hình đa đ u vào (multi-input models) 26 Ph ng pháp c l ng (estimation Methods) 26 Ph ng pháp bình ph ng t i thi u (Least Squares) 27 Ph ng pháp bi n th công c 27 Mô hình đa-đ u 27 c l ng tham s mô hình 28 Ph ng pháp c l ng 29 Ch ng QUÁ TRÌNH THU TH P D LI U 31 Các thi t b s d ng mô hình 31 Bi n t n: 31 PLC Siemens S7-200 32 Gi i thi u c u trúc PID PLC s7-200 32 4.1.3.1 Gi i thu t c a công c PID 33 Khâu t l 35 Khâu tích phân 35 Khâu vi phân 36 4.1.3.5 B ng đ nh nghĩa bi n c a vòng PID 37 4.1.3.6 Thông s vòng lặp ắLoopẰ 42 Gi i thiêu b đ m cao t c S7_200 42 T ng quan 42 Các ch đ c a b đ m cao t c 46 4.1.4.3 Nguyên lý ho t đ ng c a ch đ đ m: 46 Modul analog EM235 58 Gi i thi u encoder 59 Đ ng c không đ ng b pha 61 H bi n t n đ ng c 63 S đ k t n i h th ng bi n t n đ ng c 63 Mô t h th ng: 64 K t qu th c nghi m h bi n t n đ ng c 65 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi K t qu kh o sát 65 Hàm truy n h th ng 69 Kh o sát đáp ng hàm b c 72 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Kh o sát đáp ng hàm s b ng Matlab 75 Nh n xét đánh giá 77 Ch ng K T QU TH C NGHI M KI M CH NG 78 Ch ng trình plc cho vi c thu th p d li u 78 Thu t gi i 78 Ch ng trình thu th p d li u 78 Ch ng trình plc cho vi c u n h bi n t n đ ng c 79 Thu t gi i 79 Ch ng trình u n 80 K t qu ki m ch ng th c nghi m đ t đ c 82 K t qu đ t đ c đ ng c không t i 82 K t qu đ t đ c đ ng c có mang t i thay đ i 85 K t lu n 87 Ch ng K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N 88 K t lu n 88 H ng phát tri n 88 TÀI LI U THAM KH O 90 PH L C 92 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Khâu u n vòng kín Hình 2.2: S đ h th ng u n dùng PID Hình 2.3: Đáp ng c a khâu P 11 Hình 2.4: Đáp ng c a khâu I PI 12 Hình 2.5: Đáp ng b vi phân 13 Hình 2.6: Đáp ng c a khâu P, PI PID 14 Hình 2.7: Các đ ng cong từ tr 17 Hình 2.8: Quan h gi a moment vƠ n áp theo t n s 20 Hình 2.9: S đ kh i ph ng pháp V/f vòng h 20 Hình 2.10: S đ kh i ph ng pháp V/f vòng kín 21 Hình 3.1: Mô hình c a h Hình 3.2: Mô hình h th Hình 3.3: Mô hình h th Hình 3.4: H p tho i đ th ng vòng h 22 ng vòng kín 23 ng kh o sát ARX 24 c tính tham s mô hình 28 Hình 4.1: Mô hình t ng quát c a m t PLC 32 Hình 2: B ng mô t ch đ làm vi c c a b đ m t c đ cao 46 Hình 3: Ho t đ ng v i tín hi u reset mà tín hi u start 46 Hình 4: Ho t đ ng v i tín hi u reset tín hi u start 47 Hình 5: Ho t đ ng ch đ 0, 1, 47 Hình 6: Ho t đ ng ch đ 3, 4, 48 Hình 7: Ho t đ ng ch đ 6, 7, 48 Hình 8: Ho t đ ng ch đ 9, 10, 11 49 Hình 9: Nguyên lý c b n c a ho t đ ng encoder 60 Hình 10: Encorder Omrom 61 Hình 11: Nguyên lý ho t đ ng c a đ ng c 61 Hình 12: H th ng kh o sát th c t 64 Hình 13:Quá trình thu th p d li u 65 Hình 14 Quan h thông s kh o sát th c t 68 Hình 15: Quá trình nh n d ng b ng Matlab 71 Hình 16: mô hình hàm truy n h th ng vòng h 72 Hình 17: đáp ng hàm truy n h th ng vòng h theo hàm n tinhs 72 Hình 18: Đáp ng hàm step b ng th c nghi m 74 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Hình 19: Hàm truy n đ t c a h th ng 75 Hình 20: Đáp ng c a hàm truy n: 76 Hình 21: Các thông s Kp, Ti, Td tìm đ c 77 Hình 5.1: Mô ph ng hàm truy n b ng Matlab 82 Hình 5.2: Đ th t c đ đ ng c u n b ng PID th c t 83 Hình 5.3: Đ th t c đ đ ng c có u n b ng PID th c t không t i 86 Hình 5.4: Đ th t c đ đ ng c có u n b ng PID th c t có t i 86 DANH SÁCH CÁC B NG B ng 4.1 Giá tr kh o sát th c t 67 B ng 4.2 B ng giá tr thu đ c từ hàm step 74 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Chương 1: Tổng Quan Ch ng T NG QUAN T ng quan chung v ălƿnh v c nghiên c u Trong th c t vƠ đ i s ng, đ truy n đ ng cho nh ng c c u s n xu t ng ta th ng s d ng đ ng c n làm c c u ch p hành Tr u n truy n đ ng n có yêu c u cao v ch t l c đơy, h th ng ng u ch nh t c đ ng dùng đ ng c n m t chi u, lo i đ ng c có nhi u nh th i c m so v i đ ng c n xoay chi u, nên công ngh n t công su t phát tri n, đ ng c n xoay chi u đ c s d ng r ng rãi h n Hi n nay, v i kh thi t k b u n hi n đ i, nh c i ti n, ng d ng không ngừng b bi n đ i bán d n công su t l n, đ ng c xoay chi u tr thành m t đ i t ng u n có nhi u u th v y, r t nhi u h u n s d ng đ ng c xoay chi u (đ ng b hay không đ ng b ) nh m t đ i t ng u n có nhi u u m v Cũng nh t tr i h th ng u n khác, ch t l ng h u n truy n đ ng n ph thu c r t nhi u vào b u n, đ l h th ng ph i t o c kh thay đ i t c đ v i ph m vi u ch nh r ng, đ xác c a đ i ng u ch nh ch đ tĩnh cao đ t o nên vùng làm vi c v i sai s nh , h làm vi c v i b t c trình đ đ t đ cđ n đ nh cao h có kh đáp ng nhanh v i yêu c u u ch nh T t c nh ng u th c s đặt nh ng yêu c u ngày kh c khe h n cho h th ng u n t đ ng Đ i v i đ ng c n xoay chi u pha không đ ng b đ c s d ng nhi u công nghi p vƠ đ i s ng Đi u n t c đ đ ng c xoay chi u nhi u v n đ c n gi i quy t b i ph thu c vào nhi u thành ph n phi n có tham s b t GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang Chương Tổng quan đ nh nh n tr c a rôto (ph thu c vào nhi t đ ), từ thông m ch từ, h s ma sát, nhi u lo n tác đ ng t i thay đ i Có nhi u công trình nghiên c u cho lĩnh v c này, th H ng đ c phân làm hai h ng: ng 1: S d ng mô hình toán h c đ c l ng t c đ đ ng c ng có giá thành th p, nh ng hi u qu u n ph thu c vào nhi u thu t H toán cl ng đ xác c a mô hình đ ng c Có đ tin c y ph thu c vào trình đ c a ng H i nghiên c u ng 2: S d ng b c m bi n đ đo tham s c a đ ng c xoay chi u d a vào đ a tín hi u u n phù h p Khi s d ng c m bi n s làm tăng giá thành c a đ ng c ph c t p k t n i u n, nh ng h ng cho đ xác cao mà thu t toán u n l i đ n gi n Tuy nhiên h đ ng l c c a đ ng c xoay chi u có nhi u tham s b t đ nh nên vi c u n đ ng c theo ph ng pháp c truy n có c m bi n hay c m bi n đ u không đ m b o ch t l ng có t i thay đ i l n Vi c u ch nh vƠ u n t c đ c a đ ng c th ng đ c s d ng gi i thu t m i nh m ng n ron, gi i thu t di truy n (GA), gi i thu t b y đàn ầ Khoa h c kỹ thu t phát tri n cho đ i m t thi t b u n m i bi n t n Thi t b ngày đ c s d ng r ng rãi dây chuy n s n su t hi n đ i V n đ đặt ph i t ng minh h bi n t n đ ng c đ có ph ng án u kh n t i u nh t Nh m góp ph n gi i quy t v n đ tác gi th c hi n công trình nghiên c u h bi n t n đ ng c d a th c nghi m từ thi t b th t Lĩnh v c c n quan tâm đ tài “ thu thập, nhận dạng hàm truyền tìm thông số liên quan đến việc điều khiển ổn định tốc độ động hệ biến tần – động điều khiển PLC ” Các k t qu nghiên c u n c Có r t nhi u công trình nghiên c u liên quan đ n v n đ u n đ ng c có công trình sau đơy có liên quan đ n đ tài: GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang Chương Tổng quan Công trình nghiên c u c a nhóm tác gi Ph m Th Ph m minh Tu n Vi n công ngh thông tin, thu c Tr ng Cát Lê Minh Hùng, ng Đ i H c Thái Nguyên ắĐiều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha Sử Dụng Mạng Nơron Nhân TạoẰ K t qu mô ph ng cho th y t c đ c a đ ng c s d ng m ng n ron bám sát t c đ đặt T i th i m t i thay đ i đ t bi n t c đ có trình đ nh t đ nh nh ng ch sau m t kho ng th i gian ng n m ng n ron t h c tác đ ng đ a t c đ đ ng c v v i t c đ yêu c u, sai s trung bình 10-3 [3] Công trình nghiên c u c a Ph m Văn L c, Tr ng Đ i H c S Ph m Kỹ Thu t TPHCM ắ ng dụng phương pháp điều khiển PID mờ kết hợp với phương pháp định hướng trường để điều khiển tốc độ động không đồng phaẰ K t qu mô ph ng cho th y ph thông th ng pháp PID- m t t h n so v i ph ng pháp PID ng nh dòng n kh i đ ng nh , t c đ đ ng c bám sát t c đ đặt v i sai s nh [4] Công trình nghiên c u c a tác gi Huỳnh Đ c Ch n Tr ng Đ i H c S Ph m Kỹ Thu t TPHCM ằ ng dụng thuật giải bầy đàn (pso) để xác định thông số PID điều khiển tốc độ động không đồng ba pha’ K t qu mô ph ng cho th y: Th i gian đáp ng th i gian xác l p nhanh, kho ng 0.02s, giá tr t i th i m xác l p bám sát giá tr đặt, vào th i m thay đ i t c đ , t c đ th c có l ch so v i t c đ đặt nh ng r t nh [5] Công trình nghiên c u n c nh Công trình nghiên c u c a hai tác gi R.Dharmaprakash, Department of Electrical and Electronics Engine ring, St.Peterís University Joseph Henry Department of Electrical and Electronics Engine ring, Vel Tech Dr.R.R & Dr.S.R Technical University ắdirect torque control of induction motor using multilevel inverter” International Journal of Latest Research in Science and Technology Volume 3, Is ue 3: Page No 70-75, May-June 2014 k t qu mô ph ng s cho th y r ng đáp ng t c đ s d ng bi n t n hai c p GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang Chương Tổng quan đ hay ba c p đ t ng t Nh ng đ g n mô-men xo n s d ng bi n t n ba c p đ r t so v i hai c p đ đ n gi n chuy n đ i ph u m c a ph ng pháp đ c đ xu t s ng pháp ki m soát mô-men xo n tr c ti p s d ng bi n t n ba c p đ r t d dàng đ thi t k th c hi n Có hi u su t ho t đ ng tr ng thái n đ nh t t [11] M c đích c a đ tài Trong s n xu t công nghi p, vi c dùng bi n t n đ u n đ ng c không đ ng b pha ngày ph bi n nh ng đ n đ nh đ ng c c n ph i xây d ng gi i thu t u n Đ xây d ng gi i thu t c n ph i có thông s c a mô hình đ i t ng Có r t nhi u cách đ xác đ nh thông s này, có ph pháp ARX Trong đ tài này, trình bày ph ng ng pháp nh n d ng mô hình h bi n t n đ ng c b ng ARX Sau đó, ti n hành mô ph ng c s mô hình vừa tìm đ c Đ xây d ng gi i thu t u n PID cho mô hình trên, s d ng công c PID tune Matlab đ xác đ nh thông s Kp,TI, Td Dùng Matlab mô ph ng h v i s u n c a kh i PID Dùng th c nghi m l p trình v i thông s Kp,Ti, Td đ u n h bi n t n đ ng c , so sánh k t qu mô ph ng th c nghi m cho th y v n t c đ ng c n đ nh t i giá tr đặt Mục tiêu phạm vi nghiên cứu M c tiêu nghiên c u Đi u n n đ nh t c đ đ ng c không đ ng b ba pha h bi n t n đ ng c t i thay đ i c u Ph m vi nghiên Đ tài t p trung nghiên c u mô hình ARX cho vi c xác đ nh hàm truy n tìm giá tr thông s b u n PID u n t c đ đ ng c không đ ng b pha L p trình gi i thu t PID S7_200 đ n t c đ đ ng c c a h bi n t n đ ng c Đ it ng nghiên c u  B u n PID s7-200 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương ng trình plc cho vi c u n h bi n t n đ ng c Ch Thu t gi i B tđ u Xác đ nh byte đ u tiên c a vùng nh TBL c a PID VB10 Nh p d li u KP, TI, TD cho PID Nh p giá tr u n =88 giá tr ban đ u =0 HSC0 qui đ nh đ m lên Xác đ nh tác đ ng kh i đ ng dừng h th ng Đ c t l tín hi u n áp l y từ ngã vào c a b analog c a PLC u ch nh thành giá tr t ng đ i (từ đ n 1) n p vào SP cho PID (đi n áp từ  10 V đ c đ c từ 032767, t l thành 01) Kh i t o timer t36; G i b đ m HSC0 Đ c giá tr đ m kho ng th i gian giây Đi u ch nh t l scale đ đ c giá tr kho ng 1 n p vào PV c a PID PLC Nh p hi u ch nh giá tr th i gian l y m u TS Kh i đ ng b PID Đ c chuy n đ i giá tr ngã MN sang giá tr u n Chuy n đ i sang giá tr s nguyên 32 bit đ a ngã AQW0 đ u n cho bi n t n sai Ki m tra tính n đ nh c a t c đ đ ng c K t thúc GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 79 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương Ch ng trình u n Liên k tđ nch ngtrình ukhi n TITLE= ĐI U KHI N H BI N T N- Đ NG C B NG PID C A PLC S7-200 Network // n p ts, Kp, Ti, Td LD SM0.1 MOVR 0.01443, VD22 // n p thông s kp = 0.01443 MOVR 0.002, VD26 // n p th i gian l y m u u ch nh (0.001 đ n 0.003) MOVR 0.00032, VD30 //n p thông s Ti MOVR -0.224, VD34 // n p thông s Td MOVB 0, VB50 //không s d ng auto-turner MOVB 16#88, SMB37 //cho phép HSC0 làm vi c đ m lên MOVB 0, SMB42 //đặt giá tr ban đ u b đ m HSC0 = MOVD 0, VD38 // đặt giá tr ban đ u cho PID HDEF 0, //kh i t o HSC0 làm vi c mode MOVB 16#88, SMB147 MOVB 0, SMB152 HDEF 4, Network // đ c giá tr set point LDN I0.5 //cho phép hay dừng h th ng LD I0.4 //cho phép đ c giá tr sau u ch nh O SM0.1 // giá tr ban đ u kh i đ ng ALD MOVW AIW0, VW100 Network //l u giá tr đ c đ c // đ c giá tr n áp LDN I0.5 // cho phép hay dừng h th ng A SM0.0 //chuy n giá tr đ c đ DTR VD100, VD104 // chuy n từ đ i sang giá tr s th c c sang giá tr từ đ i DTR VD104, VD108 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 80 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương MOVR VD108, VD112 //t l v giá tr đ n /R 32767.0, VD112 // n p s đ MOVR VD112, VD14 // g i HSC0 làm vi c c t l cho set point HSC Network // kh i đ ng th i giây LD SM0.0 AN T36 AN I0.5 // cho phép hay dừng h th ng TON T36, 100 Network // đ c xung giây; s xung t i đa 1s 8700 LDN I0.5 // cho phép hay dừng h th ng AW>= T36, 95 AW= T36, 99 = Q1.0 Network LDN I0.5 //vì ngã Q1.0 đ c k t n i v i I0.2 reset HSC0 // g i PID x lý ngã // cho phép hay dừng h th ng A SM0.0 PID VB10, //g i PID MOVD VD18, VD200 //đ c giá tr đ u GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 81 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương MOVR VD200, VD230 // nhân v i giá tr n áp ngã *R 32767.0, VD230 ROUND VD230, VD204 //ch nh d ng s nguyên DTI VD204, VW208 // chuy n từ s 32 bit sang 16 bit MOVW VW208, AQW0 // xu t n áp u n đ u MOVR VD200, VD300 //hi n th giá th th c *R 10.0, VD300 MOVR VD14, VD304 *R 10.0, VD304 K t qu ki m ch ng th c nghi m đ t đ K t qu đ t đ c c đ ng c không t i Kh o sát th c t , đ ng c kh i đ ng vƠ đeo bám t t t i giá tr đặt V i Ts = 0.01s đ ng c kh i đ ng v t l th p, đ ng c đeo bám t t Đ th kh o sát mô ph ng b ng matlab ) Hình 5.1: Mô ph ng hàm truy n b ng Matlab Đ th đáp ng th c t cài đặt giá tr n áp đ u vào 6.144 V đ ng c làm vi c t i t n s 30 Hz, t c đ đ t 915 rpm có d ng: GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 82 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương n (rpm) Đồ thị tốc độ động điều khiển PID thực tế 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 t (ms) Hình 5.2: Đ th t c đ đ ng c u n b ng PID th c t t (ms) 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 vout (V) 4.196 7.979 9.361 9.734 7.609 5.629 4.54 p (pulse) 832 3616 7555 11995 15989 18990 21309 277 603 839 1000 1066 1055 1015 t (ms) 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 vout (V) 3.705 4.677 5.638 6.536 7.321 6.981 6.623 6.005 p (pulse) 23119 24998 27324 30053 33227 36475 39593 42461 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) n (rpm)=p*60000 963 926 911 t (ms) 8000 8500 9000 9500 10000 10500 11000 11500 vout (V) 5.448 5.771 5.529 5.857 p (pulse) 45064 47530 50001 52600 55301 58157 61005 63607 (ms)/t(ms)/360(p) 911 923 6.171 935 6.285 943 6.387 944 6.248 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) 939 932 926 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 923 922 923 924 922 HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 83 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương t (ms) 12000 12500 13000 13500 14000 14500 15000 15500 vout (V) 6.115 p (pulse) 66721 69459 72130 74767 77438 80121 82899 85669 5.959 5.818 5.861 5.913 6.012 6.113 6.113 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) 927 926 925 923 922 921 921 921 t (ms) 16000 16500 17000 17500 18000 18500 19000 vout (V) 6.112 6.048 5.98 5.98 5.978 5.987 5.992 p (pulse) 88438 91214 93925 96654 921 921 921 921 920 920 919 19500 20000 20500 21000 21500 22000 22500 5.99 5.983 5.99 5.996 6.016 6.033 6.03 99351 102069 104791 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) t (ms) vout (V) p (pulse) 107505 110222 112922 115667 118367 121107 123852 n (rpm)=p*60000 919 919 918 918 918 917 917 t (ms) 23000 23500 24000 24500 25000 25500 26000 vout (V) 6.022 6.003 5.979 5.984 5.988 5.993 5.995 (ms)/t(ms)/360(p) p (pulse) 126589 129310 132019 134754 137449 140179 142913 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) 917 917 917 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 917 916 916 916 HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 84 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương t (ms) 26500 27000 27500 28000 28500 29000 29500 vout (V) 6.003 6.009 6.032 6.052 6.045 6.027 6.022 p (pulse) 145626 148350 151097 153816 156566 159313 162032 n (rpm)=p*60000 916 916 916 916 916 916 t (ms) 30000 30500 31000 31500 32000 32500 vout (V) 6.016 6.013 6.005 6.002 5.996 5.994 (ms)/t(ms)/360(p) p (pulse) 915 164760 167507 170210 172935 175667 178408 n (rpm)=p*60000 (ms)/t(ms)/360(p) 915 915 915 915 915 915 B ng 5.5: B ng d li u kh o sát th c t có b u n PID K t qu đ t đ c đ ng c có mang t i thay đ i Kh o sát th c t , đ ng c có t i thay đ i, đáp ng đ u c a b PID có s u ch nh tích c c t c đ đ ng c đ ng c đ c gi n đ nh Mặt khác m t h i ti p hay h i ti p v b ng 0, t c đ đ ng c tăng lên giá tr c c đ i V i n áp đặt ngã vào Sp 5.9 V, Th i gian l y m u 0.005s h th ng cho đáp ng không t i có t i nh hình 5.9 hình 5.10 sau đơy: GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 85 Kết thực nghiệm kiểm ch ng n (rpm) Chương Đồ thị tốc độ động có điều khiển PID thực tế không tải 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 70000 t (ms) n (rpm) Hình 5.3: Đ th t c đ đ ng c có u n b ng PID th c t không t i Đồ thị tốc độ động có điều khiển PID thực tế có tải 1100 1000 900 800 700 C p t i vào, nhẹ h n 600 C p t i vào đ ng c 500 400 300 Nh t i 200 100 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 70000 t (ms) Hình 5.4: Đ th t c đ đ ng c có u n b ng PID th c t có t i Nh n xét: tr ng h p này, cho đ ng c mang t i, t c đ đ ng c b gi m xu ng lúc áp u n tăng lên làm cho t c đ đông c tăng lên vƠ d n đ t đ n tr ng thái n đ nh Khi nh t i t c đ đ ng c tăng, áp u n gi m làm gi m t c đ đ ng c v i đ th đáp ng n áp đ u GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 86 Kết thực nghiệm kiểm ch ng Chương K t lu n đ tài này, tác gi th c hi n thành công vi c tìm hàm truy n đ t theo nguyên lý u n c a b PID cho h th ng th c t xác đ nh đ s c thông KP, Ti , Td c a h th ng, mà tiêu bi u h th ng bi n t n vƠ đ ng c không đ ng b pha Từ thông s này, nh vào b u n PID PLC c a S7200 u n h th ng v i m c đích n đ nh t c đ đ ng c K t qu v n t c đ ng c đ gi c n đ nh t i giá tr đặt Khi t i thay đ i t c đ đ ng c v n đ c n đ nh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 87 Kết luận hướng phát triển Chương ng Ch K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N K t lu n Trong đ tài, trình bày ph ng pháp nh n d ng thông s h bi n t n đ ng c có tín hi u vào ậ b ng ARX Từ đó, xây d ng đ c hàm truy n cho h th ng Từ hàm truy n xây d ng mô hình hàm truy n h th ng có u n b ng PID Dùng công c PID tune Matlab xác đ nh thông s u n Kp, Ti, Td Mô ph ng hàm truy n vừa xây d ng So sánh k t qu th c nghi m c a h bi n t n đ ng c k t qu mô ph ng Đi u n n đ nh đ c t c đ đ ng c không đ ng b ba pha b ng PLC s7-200 Đi m đóng góp đ tài :  Thu th p d li u từ th c nghi m xây d ng hàm truy n có s u n c a PID  Xây d ng gi i thu t u n n đ nh t c đ đ ng c h bi n t n ậ đ ng c H ng phát tri n Công trình nghiên c u c a tác gi theo h ng th c nghi m từ yêu c u u n c a thi t b mà tìm thông s c a hàm truy n từ xây d ng nên m ch u n hay s d ng thi t b khác đ u n chúng Tuy nhiên trình th c hi n tác gi ch s d ng thi t b thông d ng hi n có, d li u thu th p đ c có đ xác t GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm ng đ i HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 88 Kết luận hướng phát triển Chương Đ đ tđ c xác cao h n c n trang b thi t b đo chuyên dùng v i ph n m m h tr đ c l c Ngoài h bi n t n ậ đ ng c , công trình ngiên c u có th áp d ng cho h th ng khác th c t GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 89 TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t Kỹ Thu t Nh n D ng Mô Hình Có Tham S Pgs -Ts Huỳnh Thái Hoàng Đh Bách khoa HCM, 2009 Đi u n trình - PGS_TS Hoàng Minh S n Đh Bách khoa Hà N i, 2009 Ph m Th ng Cát, Lê Hùng Linh Ph m Minh Tu n, Đi u Khi n T c Đ Đ ng C Không Đ ng B Ba Pha S D ng M ng N ron Nhân T o, Vi n công ngh thông tin, Đ i H c Thái Nguyên, 2009 Ph m Văn L c, ng dụng phương pháp điều khiển PID mờ kết hợp với phương pháp định hướng trường để điều khiển tốc độ động không đồng 3pha, Tr Huỳnh Đ c Ch n, ng Đ i H c S Ph m Kỹ Thu t TPHCM, 2011 ng dụng thuật giải bầy đàn (PSO) để xác định thông số PID điều khiển tốc độ động không đồng ba pha, Tr ng Đ i H c S Ph m Kỹ Thu t TPHCM, 2011 Ti ng Anh Ljung L And T Glad Modeling of Dynamic systems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.j.1994 MICROMASTER M420 Operating Instructions- SIEMENS Ang, K.H., Chong, G.C.Y., and Li, Y (2005) PID control system analysis, design, and technology, IEEE Trans Control Systems Tech, 13(4), pp.559-576 GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 90 Li, Y and Ang, K.H and Chong, G.C.Y (2006) PID control system analysis and design - Problems, remedies, and future directions IEEE Control Systems Magazine, 10 Catalog S7-200 SIEMENS 11 R.Dharmaprakash, Department of Electrical and Electronics Engine ring, St.Peterís University Joseph Henry Department of Electrical and Electronics Engine ring, Vel Tech Dr.R.R & Dr.S.R Technical University “direct torque control of induction motor using multilevel inverter” International Journal of Latest Research in Science and Technology Volume 3, Is ue 3: Page No 70-75, May-June 2014 12 SIEMENS guide GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 91 PHỤ LỤC B THÍ NGHI M KH O SÁT H TH NG PLC S7-200 VÀ MODUL ANALOG EM 235 BI N T N SIEMENS M420 B NG ĐI U KHI N Đ NG C VÀ T I GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 92 S K L 0 [...]... B ng cách nh p vào bi u đ này, Ta có th l a ch n đ nh p b t kỳ mô hình nào vào b ng mô hình ( Model board) Mô hình đa đ u vào (multi-input models) Đ i v i mô hình đa đ u vào Ta có th nh p vector cho b tu n t và b tr đ u vào Tuy nhiên s l ng k t qu c a mô hình từ s k t h p c a các b tu n t và b tr là r t l n Thay vào đó, ta có th nh p m t vector (nh nb = 1: 10 ) cho t t c các đ u vào và m t vector cho... u đ u vào nb và nk là vect hàng, n i các ph n t th i cung c p cho các b tu n t /b tr liên quan đ n đ u vào th i Nh p thông s tu n t Các b tu n t na, nb, và nk có th đ c tr c ti p nh p vào b tu n t (order) trong c a s mô hình tham s (parametric models), hoặc s d ng trình đ n pop-up trong trình biên t p tu n t (order editor) c tính nhi u mô hình đ ng th i B ng cách nh p vào b t kỳ hoặc t t c các thông. .. tu n t và b tr t Ph Có hai ph ng pháp ng pháp đ cl ng đ ng từ t t c các y u t đ u vào ng (estimation Methods) c tính các h s a và b trong c u trúc mô hình ARX: GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 26 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 Ph ng pháp bình ph ng t i thi u (Least Squares) ng c a bi u th c bên ph i trừ đi t ng phía bên trái c a bi u T ng bình ph th c (3.7), đ i v i a và b Đi... liên h t i đ u vào th j và đ u ra th i NK: m t ma tr n ny -by- nu mà các ch s ij là th t c a b tr từ đ u vào th j đ n đ u ra th i GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 27 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 Cài đặt b tu n t (Order Editor) trong h p tho i cho phép l a ch n na; nb; nk v i các giá tr t ng ng: NA = na*ones(ny,ny) NB = nb*ones(ny,nu) NK = nk*ones(ny,nu) n i na, nb, và nk đ c l... c nghi m c a h th ng nh hình nh trên cho ta thu đ n m u d li u có các tín hi u vào và ra đ c c li t kê b i t p h p sau NTk ={u(1), u(2), u(3),ầu(k)ầ, u(n); y(1), y(2), y(3),ầy(k)ầ, y(n)} (3.5) GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 24 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 Trong đó: u (k): là giá tr tín hi u đ u vào t i th i đi m th Tk y (k): là giá tr tín hi u đ u ra t i th i đi m th Tk Tk:... k t qu đ u ra y(tk) và các đ u vào u(tk) trong quá kh C u trúc này, hoàn toàn xác đ nh b i ba s nguyên na, nb, và nk Trong đó: na là b ng v i s l ng đi m c c nb-1 là s đi m không, nk chính là th i gian tr trong h th ng Đ i v i m t h th ng ki m soát d li u l y m u, th ng nk b ng 1 n u không có th i gian tr GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 25 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 Đ... Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 20 Chương 2 h n ph Cơ sở lý thuyết ng pháp tr c ti p, tuy nhiên cũng có m t s nh c đi m nên đặc tính c a s đ s kém n u không s d ng các gi i pháp đặc bi t khác Hình 2.10: S đ kh i ph GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm ng pháp V/f vòng kín HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 21 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 Ch ng 3 NH N D NG THÔNG S Ph MÔ HÌNH ng pháp xây d ng mô hình Mô hình: là... th ng vòng kín Trong đó: u(t) : tín hi u vào F(p): lƠ đ l i c a khâu ph n h i F e(t) : tín hi u vi sai v(t) : là tín hi u nhi u Lúc đó, hàm truy n là: y(t) k  e(t) *G( p)  v(t) (3.2) e(t)  u(t)  F ( p) * y(t) (3.3) Từ (3.2) và (3.3) ta có đ c y(t) k  u(t)  F ( p) * y(t) *G( p)  v(t) GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 23 Nhận dạng thông số mô hình Chương 3 y(t) h y(t) k  u(t... u khi n cũng nh các tham s c a b đi u khi n thông qua th c nghi m Ziegler và Nichols đã đ a ra ph GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm ng pháp xác đ nh thông s t i u HVTH: Phẩm Duyệt Chi Trang 16 Chương 2 Cơ sở lý thuyết c a b PID là d a trên đ th hàm quá đ c a đ i t h n thu đ ng hoặc d a trên các giá tr t i c qua th c nghi m và hi u ch nh b PID [2] Đi u khi n t c đ bằng cách thay đ i t n s ngu n áp (V/f) T c... nh a và b đ các l i gi a bên tay ph i và trái c a ph tr thành không t đ ng trình (3.7) s ng quan v i s k t h p c a các ngã vào tuy n tính Đi u này thu c b ng cách ch n nút IV (Instrumental value) trong h p Ph ng pháp Mô hình đa-đ u ra Đ i v i c u trúc ARX đa đ u ra v i ny đ u ra và nu đ u vào, ph sai (3.7) đ c cho ng trình vi trên là v n còn giá tr Ch thay đ i các h s a là ma tr n ny- by-ny và các