Thiết kế khâu điều chỉnh kiểu DeadBeat cho mạch vòng dòng điện, tối ưu modul số cho mạch vòng tốc độ động cơ DCServo

Thiết kế khâu điều chỉnh kiểu DeadBeat cho mạch vòng dòng điện, tối ưu modul số cho mạch vòng tốc độ động cơ DCServo Harmonic RHS 323018U _a =E+ I _a . R _a + L _ư . di dt E= K _b . M= K _t . I _a M M _c =J. d dt + B _f . Thực hiện biến đổi Laplace ta có:I _a = (U _a E )(L _a .s+ R _a ) (1) E= K _b . (2) M= K _t . I _a (3)  = (M M _c )(J+ B _f ) (4) Trong đó :Ua: là điện áp phần ứng (V)Ia: là dòng điện phần ứng (A)Ra: là điện trở phần ứng (Ω)La: là điện cảm phần ứng (H)E: là sức điện động (V)Kb: là hằng số điện áp phần ứng (Vrpm)M: là mômen quay trên trục động cơ (N.m)Kt: là hằng số mômen (N.mA)Mc: là mômen cản trên trục động cơ (N.m)J: là mômen quán tính (kgm2): là tốc độ quay trên trục động cơ (rads)Bf: là hệ số ma sát ổ trục (N.mrpm)Từ (1),(2),(3),(4) ta có mô hình động cơ 1 chiều kích từ độc lập trên miền Laplace như sau: Hình 1.2. Mô hình động cơ 1 chiều trên miền Laplace

LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần cơng nghệ thơng tin có bước nhảy vọt, đặc biệt đời máy tính tạo cho xã hội bước phát triển mới, ảnh hưởng đến hầu hết vấn đề xã hội cơng nghiệp Hòa phát triển đó, ngày nhiều nhà sản xuất ứng dụng họ vi xử lý mạnh vào công nghiệp, việc điều khiển xử lý liệu Những hạn chế kỹ thuật tương tự trôi thông số, làm việc cố định dài hạn, khó khăn việc thực chức điều khiển phức tạp thúc đẩy việc chuyển nhanh công nghệ số Ngoài điều khiển số cho phép tiết kiện linh kiện phần cứng, cho phép tiêu chuẩn hóa Với vi xử lý, cấu trúc phần cứng dùng cho nhiều ứng dụng khác Tuy nhiên kỹ thuật số có nhược điểm xử lý tín hiệu rời rạc…, đồng thời tín hiệu tương tự có ưu điểm mà kỹ thuật số khơng có tác động nhanh liên tục Vì xu hướng điều khiển phối hợp điều khiển số điều khiển tương tự Để nắm vững kiến thức học việc nghiên cứu cần thiết sinh viên Bài tập lớn Môn “Điều khiển số” giúp em biết thêm nhiều kiến thức lẫn kinh nghiệm Dưới hướng dẫn thầy PHẠM VĂN TOÀN em thực xong tập Đề 35: “Thiết kế khâu điều chỉnh kiểu DeadBeat cho mạch vòng dòng điện, tối ưu modul số cho mạch vòng tốc độ động DCServo Harmonic RHS 32-3018” CHƯƠNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1.1 Các thông số động RHS32-3018 Hình 1.1 Bảng thơng số động RHS 32- 3018 Ua= 75 (V) Ia= 4,1 (A) Ra= 0,6 (Ω) La= 0,92 (mH)= 0,92.10-3(H) Kb= 2,35 (V/rpm)= 2,35.9,55= 22,44 (V/rad/s) Kt= 22,9 (N.m/A) J= 5,8 (kgm2) Bf=5,6.10-1 (N.m/rpm)= 0,56.9,55= 5,348 (N.m /rad/s) 1.2 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 mơ hình động chiều kích từ độc lập miền Laplace sau: Hình 1.2 Mơ hình động chiều miền Laplace 1.3 Mơ động chiều yHình 1.3 Mơ hình mơ động chiều miền Laplace Hình 1.4 Đáp ứng dòng động chiều Hình 1.5 Đáp ứng tốc độ động chiều nhân với số hộp số - Nhận xét : + Dòng điện có độ điều chỉnh lớn + Tốc độ tăng lớn định mức CHƯƠNG MƠ PHỎNG MẠCH VỊNG DỊNG 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 Mơ hình mạch vòng dòng điện động chiều Tbđ=0,0001s Từ mơ 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=0,0001(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 thức L(z-1) có dạng: L(z-1)=l0+l1.z-1+l2.z-2 U(z) = L(z-1).A(z-1).W(z-1) => Uz = (l0 + l1z-1 + l2z-2)( a0 + a1z-1 + a2z-2)W(z) => Uk = a0l0wk+(l0a1 + a0l1)wk-1+(l0a2 + l1a1 +a0l2)wk-2+(l1a2 + a1l2)wk-3 + a2l2wk-4 Ta có: u0 = u1 u0 = u2 => l0 = 0,72583, l1 = 0,75124, l2 = 0,52733 ⇒ L(z-1)= 0,72583+0,75124.z-1+0,52733.z-2 CHƯƠNG MƠ PHỎNG MẠCH VỊNG TỐC ĐỘ Ở MIỀN GIÁN ĐOẠN THEO KHÂU ĐIỀU CHỈNH TỐI ƯU THAM SỐ Sơ đồ mạch vòng tốc độ Hình 3.1 Mơ hình mạch vòng tốc độ động chiều Từ mơ hình ta có đối tượng hàm truyền hở sau: Với Tω=10.Ti=10.0,0001=0,001 (s) Chọn điều khiển có dạng (PI) sau: Với d1=a1= -0,9939 Vs=9,9696 Với đối tượng cách chọn điều khiển ta có: Mơ điều khiển tốc độ Hình 3.2 Mơ hình mơ mạch vòng tốc độ động chiều Hình 3.3 Giá trị tốc độ đặt 10 Hình 3.4 Đáp ứng tốc động chiều có điều khiển tốc độ chưa nhân với số hộp số -Nhận xét : + Đáp ứng tốc độ sau thời gian bám theo tín hiệu đặt + Thời gian đạt xác lập nhanh khoảng 0,01(s) 11 ... 0,72583+0,75124.z-1+0,52733.z-2 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 Mơ hình mạch vòng tốc độ động chiều Từ mơ hình ta có đối... 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 động chiều miền Laplace 1.3 Mô động chiều yHình 1.3 Mơ hình mơ động chiều miền Laplace Hình 1.4 Đáp ứng dòng động chiều Hình 1.5 Đáp ứng tốc độ động chiều nhân với số hộp số - Nhận xét : + Dòng