bài tập lớn DKS + Bộ điều khiển dòng điện: Xấp xỉ liên tục + Bộ điều khiển tốc độ: Gán điểm cực

Hòa cùng với sự phát triển đó, nhiều nhà sản xuất đã ứng dụng các họ vi xử lí có tính năng mạnh vào công nghiệp trong việc điều khiển và xử lí dữ liệu.Những hạn chế của kĩ thuật tương tự

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 2

PHẦN 1: SƠ ĐỒ KHỐI ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU VÀ CẤU TRÚC 2 MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH CỦA ĐỘNG CƠ 4

1.1 Sơ đồ khối động cơ 1 chiều 4

1.2 Sơ đồ cấu trúc 2 mạch vòng điều chỉnh của động cơ 4

PHẦN 2: THIẾT KẾ KHÂU ĐIỀU CHỈNH DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG 6

2.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện theo phương pháp xấp xỉ liên tục với chu kỳ trích mẫu 3 TB I T 10 T 0,0002(s) 5 5     6

a Tìm hàm truyền của đối tượng trên miền gián đoạn 6

b Thiết kế bộ điều khiển dòng điện 7

PHẦN 3: THIẾT KẾ KHÂU ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ QUAY CỦA ĐỘNG CƠ 9

3.1 Tổng hợp mạch vòng tốc độ theo phương pháp gán điểm cực với chu kỳ trích mẫu T w = 10.T I = 10.0,0002 = 0,002(s) 9

a Tìm hàm truyền của đối tượng trên miền gián đoạn 9

b Thiết kế bộ điều khiển tốc độ theo phương pháp gán điểm cực 10

PHẦN 4: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN CỦA HỆ THỐNG 12

PHẦN 5: MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB - SIMULINK 13

5.1 Mạch vòng dòng điện 13

5.2 Mạch vòng tốc độ 13

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây công nghệ thông tin có những bước phát triểnnhảy vọt, đặc biệt là sự ra đời của máy tính đã tạo cho xã hội những bước pháttriển mới Nó ảnh hưởng hầu hết đến các vấn đề của xã hội và công nghệ cũngvậy Hòa cùng với sự phát triển đó, nhiều nhà sản xuất đã ứng dụng các họ vi xử

lí có tính năng mạnh vào công nghiệp trong việc điều khiển và xử lí dữ liệu.Những hạn chế của kĩ thuật tương tự như sự trội thông số, sự làm việc cố địnhdài hạn, những khó khăn của việc thực hiện chức năng điều khiển phức tạp đãthúc đẩy chuyển nhanh công nghệ số Ngoài ra điều khiển số còn cho phép tiếckiệm linh kiện phần cứng , cho phép tiêu chuẩn hóa Với cùng một bộ vi xử lý,một cấu trúc phần cứng có thể dung cho mọi ứng dụng, chỉ cần thay nội dung ônhớ Tuy nhiên kĩ thuật số có những nhược điểm như xử lí các tín hiệu rời rạc,

… Đồng thời kĩ thuật tương tự có những ưu điểm mà kĩ thật số không có đượcnhư tác động nhanh và liên tục Vì vậy ngày nay xu hướng trong điều khiển làphối hợp điều khiển số và điều khiển tương tự Để nắm vứng được kiến thức đãhọc thì việc nghiên cứu là cần thiết đối với sinh viên Bài tập lớn điều khiển số

đã giúp em biết them được rất nhiều về cả kiến thức lẫn kinh nghiệm Nhân đây

em cũng xin cảm ơn rất nhiều đến thầy giáo Phạm Tuấn Anh đã hướng dẫn em

tận tình để em có thể hoàn thành bài tập lớn này

Sinh viênNguyễn Ngọc Sơn

Đề 22: - Tham số động cơ:

R a = 550mΩ, L a = 8,4mH, J = 0,0122kgm 2 , k M = 38, k e = 236, T TB =

1ms

- Phương pháp điều khiển:

+ Bộ điều khiển dòng điện: Xấp xỉ liên tục

+ Bộ điều khiển tốc độ: Gán điểm cực

3 Thiết kế khâu điều chỉnh tốc độ quay của động cơ 1 chiều với

sang dạng lập trình được.

4 Vẽ lưu đồ thuật toán tổng thể của hệ thống.

5 Mô phỏng với Matlab - Simulink – Simpowersystem.

Phần 1: Sơ đồ khối động cơ 1 chiều và cấu trúc 2

mạch vòng điều chỉnh của động cơ

1.1 Sơ đồ khối động cơ 1 chiều

Hình 1 Sơ đồ động cơ một chiều kích từ độc lập

1.2 Sơ đồ cấu trúc 2 mạch vòng điều chỉnh của động cơ

Hình 2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ TĐĐ động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Trong đó:

- Rω: là bộ điều khiển tốc độ

- RI: là bộ điều khiển dòng điện

- BBĐ: là bộ biến đổi công suất

- M: là động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Hình 3 Mô hình động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Phần 2: Thiết kế khâu điều chỉnh dòng điện phần

ứng

2.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện theo phương pháp xấp xỉ liên tục với

chu kỳ trích mẫu

3 TB

Hình 4 Mô hình tính bộ điều khiển dòng điện

Ta đưa về dạng hàm chuẩn để tổng hợp bộ điều khiển:

Hình 5 Sơ đồ rút gọn

Trong đó: GI: là hàm truyền đối tượng của bộ điều khiển

RI: là bộ điều khiển dòng điện

- Ta có đối tượng điều khiển trên miền gián đoạn :

2 I

Phần 3: Thiết kế khâu điều chỉnh tốc độ quay của

động cơ

3.1 Tổng hợp mạch vòng tốc độ theo phương pháp gán điểm cực với chu

kỳ trích mẫu Tw = 10.TI = 10.0,0002 = 0,002(s)

Hình 6 Mô hình điều khiển tốc độ động cơ

Ta đưa về dạng hàm chuẩn để tổng hợp bộ điều khiển:

Hình 7 Sơ đồ rút gọn bộ điều khiển tốc độ

1 1 1

Phần 4: Lưu đồ thuật toán của hệ thống

+ RI: là bộ điều kiển dòng điện

+ BBĐ: là bộ biến đổi công suất

+ M: là động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Phần 5: Mô phỏng trên Matlab - Simulink

KẾT LUẬN

Sau quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn của thầy Phạm

Tuấn Anh Em đã hoàn thành các nhiệm vụ được giao trong bài tập lớn Các

nhiệm vụ đó là:

 Vẽ sơ đồ khối của động cơ 1 chiều, sau đó vẽ cấu trúc 2 mạch vòng điềuchỉnh của động cơ

 Thiết kế khâu điều chỉnh dòng điện phần ứng với chu kỳ trích mẫu được chọn

là TI = TTB/5 chuyển luật điều khiển sang dạng lập trình được

 Thiết kế khâu điều chỉnh tốc độ quay của động cơ 1 chiều với chu kỳ tríchmẫu được chọn Tw = 10TI chuyển luật điều khiển sang dạng lập trình được

 Vẽ lưu đồ thuật toán tổng thể của hệ thống

 Mô phỏng với Matlab - Simulink – Simpowersystem

Trong quá trình thực hiện, bài làm của em sẽ có nhiều thiếu sót, em rất mongnhận được những ý kiến đóng góp của thầy và các bạn Một lần nữa em xin trânthành cảm ơn thầy đã giúp em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Anh, P T (2015) GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ HẢI PHÒNG: ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM.