điều khiển thông minh động cơ không đồng bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ĐIỀU KHIỂN THƠNG MINH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ S K C 0 9 MÃ SỐ: T66 - 2008 S KC 0 2 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp HCM ***** ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MÃ SỐ: T66 - 2008 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thò Bích Mai Thành viên NC: Ths Lê Thò Hồng Nhung THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 08/ 2009 MỤC LỤC A- PHẦN GIỚI THIỆU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU III MỤC TIÊU ĐỀ TÀI IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU V NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN ĐỌNG B-PHẦN NỘI DUNG Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 1.1 TỞNG QUAN 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.3 NHƢ̃ NG KỸ TḤT TIÊN TIẾN HIỆN NAY 13 Chƣơng ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƢỚNG TRƢỜNG 16 2.1 ĐIỀU KHIỂN ĐINH ̣ HƢỚNG TRƢỜNG CỦ A HỆ TRÙN ĐỢNG ĐỢNG CƠ ̀ KHƠNG ĐƠNG BỢ 16 2.2 CẤU TRÚC HỆ TRÙN ĐỢNG DÙNG ĐCKĐB ĐIỀ U KHIỂN DƢ̣A THEO TƢ̀ THƠNG ROTOR 17 2.3 MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐINH ̣ HƢỚNG TRƢỜNG DÙ NG SIMULINK 21 Chƣơng ƢỚC LƢỢNG TỪ THƠNG CỦA ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ SỬ DỤNG MẠNG NEURAL 26 3.1 GIỚI THIỆU 26 3.2 MƠ PHỎNG HỆ THỚNG ĐIỀU KHIỂN ĐỢNG CƠ KHƠNG ĐỜNG BỢ BA PHA 26 3.3 HUẤN LUYỆN MẠNG ƢỚC LƢỢNG TỪ THƠNG 28 Chƣơng ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƢỚNG TRƢỜNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ VỚI BỘ ƢỚC LƢỢNG TỪ THƠNG ROTOR DÙNG MẠNG TRUYỀN THẲNG CÓ BỢ PI MỜ 49 4.1 TỞNG QUAN 49 4.2 BỢ ĐIỀU KHIỂN MỜ PI 51 C-KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 A PHẦN GIỚI THIỆU Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -1- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 I> TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Động điện khơng đờ ng bơ ̣ so với các loa ̣i ̣ng khác có cấu tạo và vận hành đơn giản, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên đƣợc s dụng nhiều sản x́t và đời sớng Tuy nhiên viê ̣c điề u khiể n hoa ̣t ̣ng của ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ là tƣơng đớ i khó đă ̣c tính phi tú n của ̣ng Với sƣ̣ phát triể n nhanh của kỹ th ̣t điê ̣n tƣ̉ hiê ̣n , đă ̣c biê ̣t là các hệ thớng xƣ̉ lý tin ́ hiê ̣u sớ đã cho phép thƣ̣c hiê ̣n các giải th ̣t phƣ́c ta ̣p để điề u khiể n ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ Nhiề u giải th ̣t điề u khiể n ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ đã đƣơ ̣c nghiên cƣ́u và ƣ́ng du ̣ng rơ ̣ng raĩ lĩnh vƣ̣c trù n ̣ng điê ̣n nhƣ phƣơng pháp m oment trƣ̣c tiế p , phƣơng pháp điề u khiể n phi tú n , phƣơng pháp đinh ̣ hƣớng trƣờng , phƣơng pháp điề u khiể n vector khơng gian,…Trong đó , phƣơng pháp sƣ̉ du ̣ng ma ̣ng neural kế t hơ ̣p với các phƣơng pháp điều khiển thơng thƣờng là hƣớng nghiên cứu đầy tiềm điề u khiể n máy điê ̣n khơng đờ ng bơ ̣ Với mong ḿ n tim ̀ hiể u sâu về lĩnh vực truyền động điện xoay chiều làm tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, nhóm nghiên cƣ́u chọn đề tài “Điều khiển thơng minh động khơng đồng bộ” II> ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Đới tƣợng nghiên cứu đề tài là động điện khơng đồng ba pha và điều khiển động sử dụng phƣơng pháp điều khiển định hƣớng trƣờng III > MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Tìm hiểu phƣơng pháp điều khiển định hƣớng trƣờng , là phƣơng pháp điều khiể n tớ t đã đƣơ ̣c ƣ́ng du ̣ng rơ ̣ng raĩ điề u khiể n ̣ng điê ̣n Sƣ̉ du ̣ng ma ̣ng neural ƣớc lƣơ ̣ng tƣ̀ thơng rotor để sử dụng hệ t hớ ng điề u khiể n đinh ̣ hƣớng trƣờng Xây dƣ̣ng ̣ thớ ng điề u khiể n sƣ̉ du ̣ng các bơ ̣ điề u khiể n PI mờ để điề u khiể n tƣ̀ thơng, moment và tớc độ động IV> PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài này tâ ̣p trung nghiên cƣ́u phƣơng pháp điề u k hiể n đinh ̣ hƣớng trƣờng sƣ̉ du ̣ng ba bơ ̣ điề u khiể n PI để điều khiển từ thơng, moment và tớ c ̣ ̣ng Đây Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -2- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 là phƣơng pháp tỏ hiệu quả , đơn giản nhƣng đòi hỏi phải có hồi tiếp từ thơng rotor của ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ vớ n là đại lƣợ ng khơng thể đo lƣờng đƣơ ̣c Với mục đích đó, đề tài tập trung nghiên cứu mạng neural trù n thẳ ng nhiề u lớp để ƣớc lƣơ ̣ng tƣ̀ thơng rotor nhằ m ở n đinh ̣ và điề u khiể n ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ theo đinh ̣ hƣớng trƣờng V> NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI Đề tài là tài liệu tham khảo hƣ̃u ích cho nhƣ̃ng quan tâm đế n phƣơng pháp điề u khiể n mờ và ma ̣ng neural kế t hơ ̣p với phƣơng pháp đinh ̣ hƣớng trƣờng điề u khiể n ̣ng khơng đờ ng bơ ,̣ cách thức thiết kế và mơ hình hóa các điều khiển Simulink và Control System Toolbox Tuy nhiên, thời gian có hạn nên nhóm nghiên cứu thực mơ phỏng máy tính, chƣa đƣa đƣợc mơ hình thực tế điều khiển ANN và PID mờ Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -3- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 B NỘI DUNG Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -4- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 I MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu phƣơng pháp định hƣớng trƣờng điều khiển động điện khơng đồng kết hợp mạng neural truyền thẳng nhiều lớp và PID mờ II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phƣơng pháp tham khảo tài liệu - Mơ hình mơ phỏng - Kiểm tra và đánh giá kết quả đạt đƣợc III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -5- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 1.1 TỞNG QUAN Điều khiển tự động Truyền Động điện xoay chiều ba pha đại chứa đựng phƣơng pháp việc mơ hình hóa đới tƣợng động cơ, từ đó xây dựng nên các tḥt toán điều khiển phù hợp với các tiến cơng nghệ vi điện tử, vi xử lý và điện tử cơng śt Cơ sở Truyền Động điện xoay chiều ba pha đại là phƣơng pháp điều khiển tựa theo từ trƣờng quay Rotor đƣợc Haase đƣa 1968 và Balaschke đƣa 1970 K.Haase : Về động học truyền động có điều chỉnh tớc độ quay dùng động khơng đồng ba pha rotor ngắn mạch ni biến tần (Ḷn văn phó tiến sĩ 1969) F.Balaschke : Phƣơng pháp tựa theo trƣờng điều chỉnh động khơng đồng ba pha Thơng báo kết quả nghiên cứu và phát triển Siemens 1972 TS Nguyễn Phùng Quang cho đời lý thuyết sở: “Các phƣơng pháp điều chỉnh dòng truyền động điện xoay chiều ba pha: ngun lý và hạn chế chúng” nhằm giới thiệu phƣơng pháp điều khiển tựa theo từ thơng, phƣơng pháp mạnh dùng mơ tả và chế ngự Động xoay chiều ba pha và giới thiệu cách tiếp cận với các tḥt toán thích hợp cho việc điều khiển sớ, cụ thể là điều khiển gián đoạn vi xử lý Phần ứng dụng tác giả TS Nguyễn Phùng Quang dựa sở đó đời và đƣợc ứng dụng thành cơng khơng phòng thí nghiệm mà cả thiết bị đƣợc hai hãng REFU và Siemens chế tạo và lƣu hành thị trƣờng Cấu trúc bản hệ truyền động đơn lẻ bao gồm:  Phần cơng śt với động xoay chiều ba pha và biến tần dùng van bán dẫn Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -6- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008  Phần điều khiển với nhiều vi xử lý khác nhau, đó vi xử lý để giải các bài toán điều khiển thời gian thực, vi xử lý phụ trách việc đới thoại với hệ thớng cấp trên, vi xử lý phụ dùng để điều khiển ghép nới – đới thoại với thiết bị ngoại vi tại chỗ PLC Ngoại vi phụ Bus Vi xử lý với chức điều chỉnh Biến tần a1 b1 a2 b2 a3 b3 a4 b4 Động xoay chiều pha GND Vi xử lý với chức thơng tin Hình 1.1 Cấu trúc hệ Truyền động điện xoay chiều ba pha đại 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.2.1 Điề u khiể n vơ hƣớng ̣ng khơng đờ ng bơ ̣ (scalar) Hiện nay, phần lớn hệ thớng điều khiển tớc độ động khơng đồng là truyền động đặc tính thấp đó cả biên độ lẫn tần sớ dòng điện và điện áp nguồn cung cấp có thể điều chỉnh đồng thời Cách điều chỉnh này cho phép điều khiển tớc độ momen đến trạng thái xác lập giữ từ thơng động ổn định Điều khiển này đƣợc gọi là điều khiển vơ hƣớng, giả thiết điện áp dòng điện đƣợc điều khiển có dạng hình sin, nhất biên độ và tần sớ đƣợc điều chỉnh, khơng liên quan đến vị trí khơng gian vector tƣơng ứng Điều khiển vơ hƣớng đơn giản điều khiển vector Kỹ tḥt vơ hƣớng chung nhất thƣờng đƣợc dùng thực tế là Volts khơng đổi (Constant Hertz Volts/Hertzs - CVH) nghĩa là biên độ điện áp stator đƣợc điều chỉnh tỉ lệ với tần sớ nhằm trì từ thơng stator khơng đổi Phƣơng pháp này bao gồm điều khiển tớc độ từ trƣờng quay stator cách thay đổi tần sớ nguồn điện cung cấp Momen đƣợc cải tiến phụ thuộc vào sự khác biệt tớc độ từ trƣờng quay và tớc Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung -7- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 4.5 Momen có ANN 3.5 2.5 1.5 0.5 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Momen khơng có ANN 3.5 2.5 1.5 0.5 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 Hình 3.27 So sánh momen hai trường hợp Nhận xét - Từ thơng ƣớc lƣợng có bị vọt lớ tại thời điểm ban đầu , sau đó đạt đến giá trị đặt mong ḿn là (Wb) - Trong hệ thớng vòng kín, sự khác biệt từ thơng động sử dụng ƣớc lƣợng từ thơng dùng mạng nơron và từ thơng động sử dụng ƣớc lƣợng từ thơng thơng thƣờng là khơng đáng kể Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 48 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 Chƣơng ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƢỚNG TRƢỜNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ VỚI BỘ ƢỚC LƢỢNG TỪ THƠNG ROTOR DÙNG MẠNG TRUYỀN THẲNG CÓ BỘ PI MỜ 4.1 TỞNG QUAN Trong năm gần đây, ngoài các phƣơng pháp điều khiển cổ điển và đại, ngày càng thấy áp dụng các phƣơng pháp điều khiển thơng minh dựa suy ḷn ngƣời hay dựa hoạt động não bộ, đó là các phƣơng pháp điều khiển mờ và mạng neural Dựa sự kết hợp đó, chƣơng này đề cập đến việc kết hợp kỹ tḥt điều khiển phổ biến là điều khiển định hƣớng trƣờng, kết hợp với logic mờ và mạng neural Việc kết hợp này đem đến hiệu quả thiết thực việc điều chỉnh tớc độ động khơng đồng 4.2 BỢ ĐIỀU KHIỂN MỜ PI 4.2.1 Giới thiệu Bơ ̣ điề u khiể n PID có cấu trúc nhƣ sau: Hình 4.1 Cấ u trúc bợ điề u khiể n PID thơng thường Trong đó P: là khới tỷ lệ với ngõ P out = K Pe(t ) I: là khới tích phân với ngõ I out = Ki  e(t )dt Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 49 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 D: là khới đạo hàm với ngõ D out = K d de(t ) dt e là sai sớ giƣ̃a giá tri ̣cầ n và giá tri ̣thực Tín hiệu sai lệch e đƣơ ̣c qua bơ ̣ điề u khiể n PID cho tin ́ hiê ̣u điề u khiể n đớ i tƣơ ̣ng: MV(t) = Pout + Iout + Dout Dƣ̣a cấ u trúc điề u khiể n của bơ ̣ PID , phƣơng pháp đinh ̣ hƣớng trƣờng đã sƣ̉ du ̣ng bơ ̣ điề u khiể n PI nhằ m điề u chỉnh tớ c ̣ , mơ men quay và tƣ̀ thơng của ̣ng điê ̣n khơng đờ ng bơ ̣ ba pha nh ƣ đã trin ̀ h bày ở chƣơng Nhằ m kế t hơ ̣p phƣơng pháp điề u khiể n phở biế n với các phƣơng pháp điề u khiể n thơng minh dƣ̣a vào logic mờ và mạng neural, ba bơ ̣ điề u khiể n PI mờ đƣơ ̣c thiế t kế để thay thế cho bơ ̣ điề u khiể n PI thơng thƣờng Chất lƣợng điều khiển mờ phụ thuộc hồn tồn vào suy ḷn ngƣời thiết kế, dựa vào kinh nghiệm chủ quan hay chun gia Đặc điểm điều khiển mờ là khơng cần biết mơ hình toán học đới tƣợng, điều này rất quan trọng vì các phƣơng pháp điều khiển thơng thƣờng cần đến mơ hình đới tƣợng tuyến tính hay phi tuyến Thơng qua phép thử và sửa, ta tinh chỉnh điều khiển mờ để đạt chất lƣợng tớt Bộ điều khiển mờ PI giớng nhƣ điều khiển tỷ lệ với hệ sớ Kp, KI thay đổi Các thơng sớ Kp, KI đƣợc điều chỉnh điều khiển mờ theo quy ḷt nhƣ vọt lớ lớn thì giảm KP Việc xây dựng điều khiển mờ dựa vào cấu trúc bản hệ thớng điều khiển mờ sau: Hình 4.2 Hệ thống điều khiển mờ Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 50 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường Tín hiệu đặt T66 - 2008 e: sai số Bộ điều khiển mờ PID Đối tượng Tín hiệu thật Hình 4.3 Hệ thống điều khiển mờ theo sai lệch e đạo hàm sai lệch Trong chƣơng này, ba khới mờ hóa hệ sớ KP, KI đƣợc thay cho ba điều khiển PI: PI điều khiển tớc độ, PI điều khiển từ thơng, PI điều khiển momen Kết hợp điều khiển PI mờ, ta có sơ đồ mơ phỏng điều khiển động khơng đồng bộ: tuthong Fi'rd* Isd* Wr* Isq* saisoIsd Y d Yd ToFi.s+1 Fi'r Usd Yq Fcn1 saisoIsq Y q Ws Usq momen MTi Fi'r MTu Usd Uu U U Uu Fi'r Usq Uv V V Uv W Theta Uw W W UwmM CTDu mTIuv w PWM TL DCKDB CTDi Fi'r huanluyenmang.mat Usd(k) Usd(k-1) Iabc Isd Theta Isq w ref Wref sai so W Wr* ToW.s+1 Fcn Fi W M I Usqk Usqk-1 Isqk Isqk-1 Isdk1 Isdk-1 Fi'r(k) f i'r(k-1) To File Usd_Usq_Isd_Isq(k,k-1) s f ir'(k) U_I_f ir'(k-1) khoimohoaPI f ir'(k-1) ANN_tuthong 4.3 MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐINH HƢỚNG TRƢỜNG ĐỢNG CƠ ̣ KHƠNG ĐỜNG BỢ DƢ̣A VÀO ƢỚC LƢỢNG TƢ̀ THƠN G ROTOR CÓ BỢ ĐIỀU KHIỂN MỜ PI Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 51 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 a) Khi momen qn tính tăng gấp lần 1.2 0.8 Từ thơng có PI mờ 0.6 0.4 0.2 0 0.5 1.5 2.5 2.5 3.5 1.2 0.8 Từ thơng có PI thơng thƣờng 0.6 0.4 0.2 0 0.5 1.5 3.5 Hình 4.1 So sánh từ thơng điều khiển có PI mờ PI thơng thường 160 140 120 100 Tớc độ có PI mờ 80 60 40 20 0 0.5 Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung 1.5 - 52 - 2.5 3.5 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 160 140 120 100 Tớc độ có PI thơng thƣờng 80 60 40 20 0 0.5 1.5 2.5 3.5 Hình 4.2 So sánh tốc độ điều khiển có PI mờ PI thơng thường Mơmen có PI mờ 0 0.5 1.5 2.5 3.5 1.5 2.5 3.5 Mơmen có PI thơng thƣờng 0 0.5 Hình 4.3 So sánh mơmen điều khiển có PI mờ PI thơng thường Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 53 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 40 30 Dòng điện có PI mờ 20 10 -10 -20 -30 -40 0.5 1.5 2.5 3.5 40 Dòng điện có PI thơng thƣờng 30 20 10 -10 -20 -30 -40 0.5 1.5 2.5 3.5 Hình 4.4 So sánh dòng điện điều khiển có PI mờ PI thơng thường b) Khi momen qn tính tăng gấp lần, điện trở stator tăng 20% Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 54 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 1.4 1.2 0.8 Từ thơng có PI mờ 0.6 0.4 0.2 0 0.5 1.5 2.5 3.5 1.5 2.5 3.5 1.4 1.2 Từ thơng có PI thơng thƣờng 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.5 Hình 4.5 So sánh từ thơng điều khiển có PI mờ PI thơng thường Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 55 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 160 140 120 Tớc độ có điều khiển PI mờ 100 80 60 40 20 0 0.5 1.5 2.5 2.5 3.5 160 140 120 100 Tớc độ có điều khiển PI thơng thƣờng 80 60 40 20 0 0.5 1.5 3.5 Hình 4.6 So sánh tốc độ điều khiển có PI mờ PI thơng thường 88 66 44 22 00 Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 56 - 00 0.50.5 1 1.5 1.5 2 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 Momen có điều khiển PI mờ 0 0.5 1.5 2.5 3.5 2.5 3.5 Momen có điều khiển PI thơng thƣờng 0 0.5 1.5 Hình 4.7 So sánh mơ men điều khiển có PI mờ PI thơng thường Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 57 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 40 Dòng điện có PI mờ 30 20 10 -10 -20 -30 -40 0.5 1.5 2.5 1.5 2.5 3.5 40 Dòng điện có PI thơng thƣờng 30 20 10 -10 -20 -30 -40 0.5 3.5 Hình 4.8 So sánh dòng điện điều khiển có PI mờ PI thơng thường Nhâ ̣n xét: Trong các trƣờng hợp trên, dòng điện khởi động động sử dụng PI mờ nhỏ so với dòng khởi động động sử dụng PI thơng thƣờng Momen điện từ động lúc có PI mờ và PI thơng thƣờng thì đạt giá trị xấp xỉ nhau, và khơng bị nhiễu Điề u khiể n đinh ̣ hƣớng trƣờng kế t hơ ̣p với bơ ̣ ƣớc lƣơ ̣ng tƣ̀ thơng và bơ ̣ điề u khiể n mờ PI đã cung cấ p nhƣ̃ng kế t quả mơ phỏng phù hơ ̣p với nhƣ̃ng thay đở i các thơng sớ của ̣ng tƣơng tƣ̣ nhƣ đớ i với điề u khiể n PI thơng thƣờng Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 58 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 C PHẦN KẾT LUẬN Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 59 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 I> TÓM TẮT CƠNG TRÌNH Qua thời gian thực đề tài, nhóm nghiên cứu thực đƣợc cơng việc sau: - Nghiên cứu phƣơng pháp điều khiển định hƣớng trƣờng kết hợp mạng neural ƣớc lƣợng từ thong rotor va điều khiển PID mờ - Mơ phỏng phƣơng pháp điều khiển động khơng đồng sử dụng Matlab Simulink II> TỰ NHẬN XÉT Do giới hạn thời gian và các điều kiện thực đề tài, nên chắn kết quả đề tài khơng tránh khỏi hạn chế nhất định Song với gì mà nhóm nghiên cứu tập trung thực đƣợc đề tài này phần nào đem lại giá trị đóng góp sau: Giá trị lý luận Dựa vào kết quả mơ phỏng có thể đánh giá đƣợc phƣơng pháp điều khiển thơng minh dựa vào mạng neural va logic mờ đạt đƣợc kết quả khả quan Giá trị thực tiễn Nội dung đề tài này là tài liệu hữu ích cho các em sinh viên nghiên cứu các vấn đề có liên quan đến điều khiển động dựa vào trí thơng minh nhân tạo Ngoài là nguồn tài liệu tham khảo cho các giáo viên và các nhà nghiên cứu có quan tâm III> HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Trong tƣơng lai, đề tài có thể đƣợc phát triển theo hƣớng sau: - Thực hệ thực - Ƣớc lƣợng trực tiếp các thơng sớ động để thích nghi với sự thay đổi các thơng sớ Rs, Rr, Ls, Lr, Lm, J - Ƣớc lƣợng tớc độ động thay cho máy đo tớc độ thơng thƣờng Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 60 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Phùng Quang, Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, Nhà x́t bản giáo dục – 1988 [2] Andrezej M.Trzynadlowski, The field orientation priciple in Control of Induction Motors, Kluwer academic Publishers, 1994 [3] B Leke Betechuoh, T Marwala and T Tettey, Using Inverse Neural Networks for HIV Adaptive Control, International Journal of Computational Intelligence Research, ISSN 0973-1873 Vol.3, pp 11-15, No 1, 2007 [4] Mouloud Azzedine Denai_, Sid Ahmed Attia, Fuzzy and neural control of an induction motor, Int J Appl Math Comput Sci., 2002, Vol.12, No.2, 221–233 [5] Ercument Karakas And Soner Vardarbasi, Speed control of SR motor by selftuning fuzzy PI controller with artificial neural network, Sadhana Vol 32, Part 5, , pp 587–596, October 2007 [6] Hassan Baghgar Bostan Abad, Ali Yazdian Varjani, Taheri Asghar, Using Fuzzy Controller in Induction Motor Speed Control with Constant Flux, Proceedings Of World Academy Of Science, Engineering And Technology Volume April 2005 Issn 1307-6884 [7] Holtz, J., Methods for speed sensorless control of AC drives In: Sensorless Control of AC Motor Drives, pp 21-29 IEEE Press, NewYork, NY, U.S.A, 1993 [8] K L Shi, T F Chan, Y K Wong And S L Ho, Modelling And Simulation Of The Three-Phase Induction Motor Using Simulink, Int J Elect Enging Educ., Vol 36, pp 163–172 Manchester U.P., Printed in Great Britain, 1999 [9] Kevin warwick, Arthur Ekwue, Raj Aggarwal, Artifical intellisgence tenchniques in Power System, Published by the Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom, 1997 [10] Loi Lei Lai, Intelligent System Application in Power Engeneering, Jonh Wiley and Son, Inc, 605 Third avenue, NewYork, NY 10158-0012, USA, 1998 S K L 0 [...]... 1.3 NHƢ̃ NG KỸ THUẬT TIÊN TIẾN HIỆN NAY 1.3.1 Điều khiển thông minh Truyền động động cơ bao gồm 3 phần chính: động cơ, bộ điều khiển và bộ điện tử công suất Nếu yếu tố thông minh đƣợc thêm vào một trong những phần chính kia thì truyền động đó gọi là truyền động thông minh Điều khiển thông minh là bộ điều khiển trong đó bộ điều khiển là bộ não và trung tâm ra quyết định bao gồm 2 phần:... và isq là đại lƣợng điều khiển momen động cơ (dòng tạo momen quay) Bằng việc mô tả động cơ không đồng bộ ba pha trên hệ dq, không còn quan tâm đến từng dòng điện pha riêng lẽ nữa, mà là toàn bộ vector không gian dòng stator của động cơ Khi đó i s sẽ cung cấp hai thành phần isd điều khiển từ thông và isq điều khiển mômen quay, từ đó có thể điều khiển tốc độ động cơ 2.3 MÔ PHỎNG ĐIỀ... neural phục vụ trong lĩnh vực điều khiển động cơ nhƣ: bộ ƣớc lƣợng neural dùng để ƣớc lƣợng tốc độ động cơ; bộ điều khiển neural đƣợc dùng để tạo ra tín hiệu điều khiển bộ biến tần… Kết quả mô phỏng sẽ đƣợc giới thiệu nhằm chứng minh hiệu quả của mạng neural trong lĩnh vực điều khiển động cơ khi so sánh với hệ thống thông thƣờng ( nhƣ bộ điều khiển PI) không có ANNs 1.3.2 Những kỹ thuật khác... nơron là có thể xấp xỉ các quan hệ phi tuyến mà không cần biết cấu trúc của quan hệ đó Các bộ ƣớc lƣợng từ thông sẽ đƣợc sử dụng vào sơ đồ điều khiển định hƣớng trƣờng động cơ không đồng bộ 3.2 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Để mô phỏng hệ thống điều khiển động cơ theo điều khiển định hƣớng trƣờng và điều khiển kết hợp ANN, công cụ mô phỏng là chƣơng trình... độc lập giữa từ thông và momen tƣơng tự nhƣ động cơ DC kích từ độc lập Điều khiển định hƣớng trƣờng là điều kiện tối ƣu hóa momen và tách rời điều khiển momen khỏi điều khiển từ thông trong điều kiện vận hành ổn định và quá độ của động cơ không đồng bộ Ths Nguyễn Thị Bích Mai Ths Lê Thị Hồng Nhung - 10 - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T66 - 2008 Có 2 loại điều khiển định hƣớng... quá trình điều khiển bộ nghịch lƣu áp + + + + - - - - + + + + - - - - Hình 1.4 Tám trạng thái đóng ngắt của bộ điều khiển vector không gian 1.2.4 Điều khiển định hƣớng trƣờng Động cơ AC, cụ thể là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có những ƣu điểm là đơn giản, tin cậy, giá thành thấp, và ít bảo dƣỡng Tuy nhiên, trong những ứng dụng trong công nghiệp đòi hỏi hiệu suất truyền động cao... cho thấy có thể điều khiển (tăng giảm gián tiếp) từ thông rotor thông qua điều khiển (tăng giảm) dòng stator isd với mối quan hệ trễ bậc nhất Tr Cần áp đặt nhanh và chính xác dòng isd để ổn định từ thông  rd tại mọi điểm làm việc của động cơ, đồng thời áp đặt nhanh và chính xác dòng isq điều khiển mômen của động cơ, ta có thể coi isd là đại lƣợng điều khiển từ thông rotor (dòng... đo lƣờng từ thông không chính xác tại tốc độ thấp Do đó, hiệu suất giảm và bộ điều khiển phổ biến nhƣ PID thì không thể duy trì yêu cầu điều khiển dƣới những điều kiện thay đổi Do đó, để khắc phục những nhƣợc điểm trên, việc kết hợp điều khiển trí tuệ nhân tạo với kỹ thuật điều khiển kinh điển đã ra đời góp phần không nhỏ trong việc phát triển lĩnh vực điều khiển truyền động điện... thì việc điều khiển chúng vẫn gặp phải những thử thách lớn bởi vì chúng là đối tƣợng phi tuyến và nhiều thông số, chủ yếu là điện trở rotor thay đổi theo những điều kiện vận hành Điều khiển định hƣớng trƣờng (Field orientation control - FOC) hoặc điều khiển vector (Vas, 1990) cho động cơ không đồng bộ đạt đƣợc việc tách biệt thay đổi động giữa momen và từ thông dẫn đến việc điều khiển độc... rộng rãi trong lĩnh vực điều khiển động cơ Tuy nhiên, bên cạnh những ƣu điểm, các phƣơng pháp vẫn tồn tại những khuyết điểm: - Điều chế độ rộng xung (PWM) trên cơ sở điều chế vector không gian gây sóng hài bậc cao - Điều khiển vô hƣớng chỉ dùng cho truyền động đặc tính thấp - Điều khiển định hƣớng trƣờng vẫn gặp một số hạn chế: nhạy với sự thay đổi thông số của động cơ nhƣ hằng số thời gian