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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH ĐỨC CHẤN 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 S K C 0 9 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 11 - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ TRƯỜNG ĐẠI SƯ PHẠM ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THUẬT THÀNH MINH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH ĐỨC CHẤN ỨNG DỤNG THUẬT GIẢI BẦY ĐÀN (PSO) ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG BỘ PIDĐA TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU KHIỂNSỐ ROBOT HƯỚNG BÁM THEOTỐC QUỸĐỘ ĐẠO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA DÙNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT NGÀNH THUẬT ĐIỆN NGÀNH: KỸ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ-TỬ 605270 MÃ SỐ: 605270 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT LUẬN VĂN THẠC SỸ HỌC VIÊN: LÊ TRƯỜNG AN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, Tháng 9/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH ĐỨC CHẤN ỨNG DỤNG THUẬT GIẢI BẦY ĐÀN (PSO) ĐỂ XÁC ĐỊNH THƠNG SỐ BỘ PID TRONG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐOÀNG BỘ BA PHA NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270 Hướng dẫn khoa học: T.S NGUYỄN MINH TÂM Tp Hồ Chí Minh, Tháng 9/2011 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: HUỲNH ĐỨC CHẤN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21-10-1982 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Tuy Hòa- Phú Yên Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trước học tập, nghiên cứu: Trợ Giảng Khoa Điện- Điện tử Trường Đại Học Lạc Hồng, Biên Hoà- Đồng Nai Chỗ riêng địa liên lạc: 201/13/1/28 Nguyễn Xí F26, Q.BT TPHCM Điện thoại liên hệ: 090.6924872 Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Qui Thời gian đào tạo từ 09/2001đến 02/ 2006 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Điện- Điện Tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: THIẾT BỊ KIỂM TRA IC SỐ Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Tháng 02/2006 Hội đồng Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Người hướng dẫn: Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính Qui Thời gian đào tạo từ 02/209 đến 02/ 2011 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tử Tên luận văn:Ứng dụng thuật giải bầy đàn để xác định thông số điều khiển PID điều khiển tốc độ động không đồng ba pha Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Ngày 22/09/2011 Hội đồng Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Người hướng dẫn: TS Nguyễn Minh Tâm i Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/… Tại (trường, viện, nước): Tên luận án: Người hướng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh (TOEFL 453 điểm) Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2006- 2007 2007- 2010 Nơi công tác Cty ACT Khu chế xuất Q7, TPHCM Cty Thermtrol VISP1, Bình Dương 2010- 2011 Trường Đại Học Lạc Hồng- Biên Công việc đảm nhiệm Kỹ sư Điện Tử Kỹ sư đảm bảo chất lượng Trợ giảng Hòa- Đồng Nai IV CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ: XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC (Ký tên, đóng dấu) Ngày 15 tháng 09 năm 2011 Ngƣời khai ký tên Huỳnh Đức Chấn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2011 (Ký tên ghi rõ họ tên) iii Lời cảm ơn Để hoàn thành đề tài này, xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt, trang bị kiến thức khoa học kỹ thuật quý giá cho trình học cao học trường Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn đến Thầy TS Nguyễn Minh Tâm người tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm giúp đỡ để tơi hồn thành đề tài Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè giúp đỡ cho nhiều, tạo cho niềm tin nỗ lực cố gắng để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, Tháng 09/2011 Thực Huỳnh Đức Chấn iv 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 Chƣơng 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 Chƣơng 2: CƠ 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 Chƣơng 3: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 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 khơng đồng ba pha - 28 3.3.1 Thông số động không đồng - 28 3.3.2 Các phương trình động không đồng ba pha - 28 3.3.3 Mơ hình động khơng đồng hệ tọa độ (   ) 30 3.3.4 Mô hình động khơng đồng hệ tọa độ (d – q) 31 3.4 Xây dựng mơ hình động không đồng Matlab – Simulink 33 vii 3.4.1 Mơ hình động hệ tọa độ  ,   33 3.4.2 Mơ hình động hệ tọa độ d  q  - 35 Chƣơng 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƢỚNG TỪ THÔNG – 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 thơng) - 50 Chƣơng 5: GIẢI THUẬT TỐI ƢU HÓA BẦY 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 hốn 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 Ứng dụng 65 5.6 Hiệu chỉnh điều khiển PID thuật giải bầy đàn - 65 viii Chƣơng 6: KẾT QỦA 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 khơng 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 khơng 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 không 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 không 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 mơ - 77 6.4.2.1 Động khởi động không tải - 77 6.4.2.2 Động khởi động khơng tải, sau đổi chiều quay - 79 6.4.2.3 Động khởi động không tải, sau đóng tải - 80 Chƣơng 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA 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 TẮT 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 vòng 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 dòng 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 thơng - 50 Hình 5.1: Mơ tả kiến tìm đường - 53 Hình 5.2: Lưu đồ giải thuật thuật tốn 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 dòng 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 dịng 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 dòng 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 Bảng Trang Bảng 2.1: Bảng tính thông số PID theo Z–N1 - 10 Bảng 2.2: Bảng tính thơng số PID theo Z–N2 - 11 Bảng 6.1: Tham số PID đáp ứng ngõ tốc độ động 77 xiv Chương Tổng Quan Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc Trong thực tế đời sống, để truyền động cho cấu sản xuất người ta thường sử dụng động điện làm cấu chấp hành Trước đây, hệ thống điều khiển truyền động điện có yêu cầu cao chất lượng điều chỉnh tốc độ thường dùng động điện chiều, loại động có nhiều nhược điểm so với động điện xoay chiều, nên công nghệ điện tử công suất phát triển, động điện xoay chiều sử dụng rộng rải Hiện nay, với khả thiết kế điều khiển đại, nhờ cải tiến, ứng dụng không ngừng biến đổi bán dẫn công suất lớn, động xoay chiều trở thành đối tượng điều khiển có nhiều ưu vậy, nhiều hệ điều khiển sử dụng động xoay chiều không đồng bộ, đồng đối tượng điều khiển có nhiều ưu điểm vượt trội Cũng hệ thống điều khiển khác, chất lượng hệ điều khiển truyền động điện phụ thuộc nhiều vào điều khiển, hệ thống phải tạo khả thay đổi tốc độ với phạm vi điều chỉnh rộng, độ xác đại lượng điều chỉnh chế độ tĩnh cao để tạo nên vùng làm việc với sai số nhỏ, hệ làm việc với trình độ đạt độ ổn định cao hệ có khả đáp ứng nhanh với yêu cầu điều chỉnh Tất điều thực đặt yêu cầu ngày khắc khe cho hệ thống điều khiển tự động Để giải vấn đề người ta nghiên cứu áp dụng nhiều lý thuyết điều khiển, phương pháp điều có mặt mạnh, mặt yếu nhìn chung hệ thống lựa chọn phương án điều khiển người thiết kế đạt kết định cho mục đích Hiện nay, để điều khiển hệ truyền động điện người ta áp dụng số lý thuyết tiêu biểu như: Phương pháp điều chỉnh thích nghi, điều khiển trượt, mạng nơron nhân tạo, hệ mờ (Fuzzy)…và số hệ điều khiển lai GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Huỳnh Đức Chấn Chương Tổng Quan Đối với động điện xoay chiều pha không đồng sử dụng nhiều công nghiệp đời sống Điều khiển tốc độ động xoay chiều cịn nhiều vấn đề cần giải phụ thuộc vào nhiều thành phần phi tuyến có tham số bất định điện trở rôtor (phụ thuộc vào nhiệt độ), từ thông, hệ số ma sát tải thay đổi Điều khiển động xoay chiều chủ đề nhiều nghiên cứu vài chục năm gần đây.[4] Trong nghiên cứu chia làm hướng: Hướng 1: Sử dụng cảm biến để đo tham số động xoay chiều dựa vào đưa tín hiệu điều khiển phù hợp Khi sử dụng cảm biến làm tăng giá thành động phức tạp kết nối điều khiển, hướng cho độ xác cao mà thuật tốn điều khiển lại đơn giản Hướng 2: Không sử dụng cảm biến mà ta dùng mơ hình tốn học để ước lượng tốc độ động thay cảm biến tốc độ Trong hướng này, nghiên cứu tập trung vào số phương pháp như: sử dụng lọc Kalman, lọc phi tuyến hay quan sát theo chế độ trượt [10], [15] để ước lượng tốc độ động Hướng giúp giảm giá thành sản phẩm, hiệu điều khiển phụ thuộc vào nhiều thuật toán ước lượng độ xác mơ hình động Tuy nhiên hệ động lực động xoay chiều có nhiều tham số bất định nên việc điều khiển động theo phương pháp cổ truyền có cảm biến hay khơng có cảm biến khơng đảm bảo chất lượng có tải thay đổi lớn Trong trường hợp phương pháp điều khiển thích nghi [10], phương pháp nhận dạng phương pháp điều chỉnh thông số điều khiển PID điều khiển tốc độ động với hổ trợ mạng nơron, giải thuật di truyền (GA), giải thuật bầy đàn (PSO: Particle swarm optimization) [6], [11] thường sử dụng Căn vào đánh giá nêu với yêu cầu nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều khiển xác định thông số điều khiển PID điều khiển tốc độ động không đồng pha, tác giả đề tài chọn thuật giải Bầy Đàn (PSO:Particle swarm optimization ) để thực Cho đến cơng trình nghiên cứu điều khiển tốc độ động không đồng ba pha nhiều với phương pháp điều khiển khác Nơron GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Huỳnh Đức Chấn Chương Tổng Quan Fuzzy, PSO PID-Fuzzy, PID-GA, PID-PSO… Nhưng hầu hết cơng trình nghiên cứu dừng kết mô lý thuyết, chưa kiểm chứng thực nghiệm Tiêu biểu cơng trình nghiên cứu nhóm tác giả Phạm Thượng Cát, Lê Minh Hùng, Phạm minh Tuấn Viện công nghệ thông tin, thuộc Trường Đại Học Thái Nguyên “Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha Sử Dụng Mạng Nơron Nhân Tạo” Kết mô cho thấy tốc độ động sử dụng mạng nơron bám sát tốc độ đặt Tại thời điểm tải thay đổi đột biến tốc độ có trình độ định sau khoảng thời gian ngắn mạng nơron tự học tác động đưa tốc độ động với tốc độ u cầu, sai số trung bình 10-3.[4] Cơng trình nghiên cứu Phạm Văn Lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM “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” Kết mô cho thấy phương pháp PID- mờ tốt so với phương pháp PID thông thường dòng điện khởi động nhỏ, tốc độ động bám sát tốc độ đặt với sai số nhỏ [5] Cơng trình nghiên cứu nhóm tác giả 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”, công trình nhóm tác giả sử dụng bốn phương pháp để điều chỉnh PID điều khiển tốc độ động không đồng ba pha rotor lồng sóc là: PID cổ điển, PID- PSO, PID mờ PID mờ lai Kết mô cho thấy, phương pháp PID mờ lai thời gian đáp ứng tốc độ nhanh, độ vọt lố độ sụt dốc động thay đổi tải tốt so với phương pháp Bên cạnh kết mô cho thấy với phương pháp tối ưu PID thuật giải bầy đàn (PSO) độ vọt lố độ sụt dốc động thay đổi tải nhỏ so với phương pháp PID cổ điển [12] GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Huỳnh Đức Chấn Chương Tổng Quan 1.2 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng giải thuật bầy đàn (PSO: Particle swarm optimization) cho việc xác định thông số PID điều khiển tốc độ động không đồng pha 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu giải thuật bầy đàn (PSO) cho việc xác định thông số điều khiển PID điều khiển tốc độ động không đồng pha 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu  Bộ điều khiển PID  Động không đồng ba pha  Phương pháp điều khiển tốc độ động định hướng theo từ thông rotor  Bộ PID khâu điều chỉnh tốc độ động không đồng  Giải thuật bầy đàn (PSO: Particle swarm optimization) 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Trong đề tài học viên sử dụng phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tham khảo tài liệu: cách thu thập thông tin tài liệu từ sách, tạp chí, báo điện tử truy cập mạng internet Phương pháp quan sát: khảo sát số mơ hình, mơ thực tế có từ đồ án trước báo mạng internet, từ mơ lại phần mềm Matlab/Simulink để so sánh với kết có nhằm rút kinh nghiệm việc mô Phương pháp thực nghiệm: từ ý tưởng kiến thức vốn có kết hợp với hướng dẫn giáo viên, người nghiên cứu mô số tập phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng pha để từ chọn lọc phương pháp điều khiển tối ưu 1.5 Kế hoạch thực  Giai đoạn (9/2010-10/2010): Tìm tài liệu tham khảo  Giai đoạn (10/2010 – 12/2010): Tìm hiểu nghiên cứu  Bộ điều khiển PID GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Huỳnh Đức Chấn