Điều khiển tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha sử dụng logic mờ

Kỹ thuật trí tuệ nhân tạo chia làm hai nhóm • Tính toán cứng • Tính toán mềm Hệ thống chuyên gia thuộc về tính toán cứng được xem là kỹ thuật trí tuệ nhân tạo đầu tiên. Trong hai thập niên gần đây kỹ thuật tính toán mềm được sử dụng rộng rãi trong truyền động điện đó là: • Hệ logic mờ • Mạng nơron – Mờ • Mạng nơron nhân tạo • Giải thuật di truyền GA • Giải thuật bầy đàn PSO

Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu Động không đồng ứng dụng hệ truyền động Băng chuyền, băng tải, máy nghiền, máy giặt, tủ lạnh, máy điều hòa, quạt điện, có nhiều ưu điểm như:  Cấu tạo đơn giản  Khởi động đơn giản  Làm việc tin cậy  Giá thành thấp  Chi phí cho bảo trì bảo dưỡng thấp so với loại động khác Việc điều khiển động không đồng tương đối phức tạp so với động chiều, vấn đề thường gặp phải như:  u cầu độ xác cao mơ hình tốn  Điều khiển tuyến tính cổ điển đáp ứng tốt với tốc độ vận hành định  Hiệu suất mong muốn không đạt biến động tải, bảo hòa từ động thay đổi nhiệt độ  Các hệ số phải lựa chọn thích hợp cho kết chấp nhận, trái lại lựa chọn hệ số thích hợp với nhiều tham số khác việc thiết lập điểm khó  Việc thiết kế điều khiển truyền thống đạt hiệu suất cao thường tăng thêm tính phức tạp hệ thống gia tăng giá thành sản phẩm Ngày phát triển nhiều phương pháp điều khiển động cơ, phương pháp phát triển từ đơn giản đến phức tạp, từ cổ điển đến GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page đại Các phương pháp điều khiển đại ngày áp dụng nhiều Có nhiều phương pháp điều khiển khác nhau, điểm khác chủ yếu phương pháp hiệu suất giá thành Dưới số phương pháp điều khiển đại áp dụng thực tế:  Phương pháp V/f: phương pháp điều khiển đơn giản phổ biến phần lớn ứng dụng công nghiệp Điểm đặc biệt phương pháp mối quan hệ điện áp tần số số Cấu trúc mạch đơn giản thường sử dụng dạng không hồi tiếp tốc độ Tuy nhiên phương pháp có độ xác khơng cao đáp ứng tốc độ moment  Phương pháp DTC: phương pháp điều khiển trực tiếp từ thông stator moment phương pháp có hiệu suất cao Nội dung phương pháp dựa sai biệt giá trị đặt giá trị ước lượng từ khâu tính tốn hồi tiếp moment từ thơng Mặt khác ta điều khiển trực tiếp trạng thái nghịch lưu PWM thơng qua tín hiệu điều khiền đóng cắt khóa cơng suất nhằm mục đích giảm sai số moment từ thông phạm vi cho phép xác định trước Tuy nhiên hai vấn đề thương thấy truyền động DTC dựa khâu so sánh trễ là: - Tần số đóng ngắt thay đổi khâu sánh trễ sử dụng cho khối ước lượng từ thông mô-men - Ước lượng từ thông stator khơng xác làm giảm hiệu suất truyền động  Phương pháp FOC: kỹ thuật sử dụng phổ biến với hiệu suất cao việc điều khiển động từ thơng moment điều khiển độc lập FOC phương pháp điều khiển dòng stator chủ yếu dựa vào biên độ góc pha đặc trưng vector Điều khiển dựa vào tham chiếu thời gian tốc độ hệ trục d – q, GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page hệ trục bất biến Sự tham chiếu nhằm mục đích để hướng việc khảo sát động KĐB thành việc khảo sát động DC Điều khiển đại dựa kỹ thuật trí tuệ nhân tạo hay gọi điều khiển thơng minh, hệ thống ứng dụng trí tuệ nhân tạo gọi hệ thống tự tổ chức Thập niên 80, sản xuất vi mạch vi xử lý với khả tính tốn cao tốc độ xử lý cực nhanh Các vi xử lý đại có tốc độ xử lý cao, công suất lớn, giá thành thấp DSP, FPGA ASIC với khóa điện tử cơng suất IGBT góp phần làm cho điều khiển thông minh điều khiển rộng rãi kỹ thuật truyền động Kỹ thuật trí tuệ nhân tạo chia làm hai nhóm  Tính tốn cứng  Tính tốn mềm Hệ thống chun gia thuộc tính tốn cứng xem kỹ thuật trí tuệ nhân tạo Trong hai thập niên gần kỹ thuật tính tốn mềm sử dụng rộng rãi truyền động điện là:  Hệ logic mờ  Mạng nơ-ron – Mờ  Mạng nơ-ron nhân tạo  Giải thuật di truyền GA  Giải thuật bầy đàn PSO 1.1.2 Một số cơng trình nghiên cứu có liên quan [1] P Tripura and Y Srinivasa Kishore Babu, “Fuzzy Logic Speed Control of Three Phase Induction Motor Drive”, World Academy of Science, Engineering and Technology 60 2011 Điều khiển tốc độ động cảm ứng pha dùng PI truyền thống thường cho đáp ứng tốt với tải tốc độ động ổn định, thực tế tải đầu trục động cơ, tốc độ động thừơng hay bị thay đổi thực tế sử GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page dụng, nên PI tỏ hiệu quả, để cải thiện điều cách sử dụng logic mờ, tác giả sử dụng điều khiển FLC nhằm khắc phục hạn chế PI truyền thống, cho đáp ứng điều khiển tốt hơn, nhiên số luật điều khiển biến mờ nhiều, nên việc lựa chọ biến mờ luật mờ phức tạp nhiều thời gian điều chỉnh, mô thời gian mô dài số biến mờ luật mờ, kết mô thường cho độ vọt lố momen cao với PI [2] Biranchi Narayan Kar, K.B Mohanty, “Indirect Vector Control of Induction Motor Using Fuzzy Logic Controller”, Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology, Rourkela-769008 Điều khiển véc tơ gián tiếp động không đồng pha sử dụng logic mờ cho kết tốt số luật điều khiển biến mờ nhiều dẫn đến phức tạp thiết kế PI mờ kết mô thu tương tự [1] [3] M N Uddin, T S Radwan and M A Rahman “Performances of FuzzyLogic Based Indirect Vector Control for Induction Motor Drive,” IEEE Transactions on Industry Applications, Vol 38, No 5, pp 1219-1225, September/October, 2002 Hệ thống điều khiển vector gián tiếp truyền thống sử dụng điều khiển PI thơng thường cho hồi tiếp tốc độ đơn giản ổn định Tuy nhiên, thay đổi bất ngờ điều kiện tải trọng yếu tố môi trường tạo vọt lố, dao động tốc độ động cơ, dao động mô-men xoắn, thời gian để đạt ổn định kéo dài làm giảm hiệu suất truyền động Để khắc phục điều này, điều khiển thông minh dựa vào logic mờ sử dụng gọi điều chỉnh PI mờ Logic mờ có lợi định so với điều khiển cổ điển điều khiển đơn giản, chi phí thấp, thiết kế mà khơng cần biết mơ hình tốn học xác đối tượng GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page Kết điều khiển có tốt PI truyền thống số luật mờ, biến mờ vẫ nhiều phức tạp tương tự [1], [2] 1.2 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu điều khiển logic mờ điều khiển tốc độ động không đồng ba pha, áp dụng lý thuyết mờ vào kỹ thuật điều khiển đại FOC cho hệ truyền động động không đồng pha 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu “Điều khiển tốc độ động điện không đồng ba pha sử dụng logic mờ” 1.2.3 Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu số phương pháp điều khiển đại điều khiển động không đồng ba pha, đề xuất phương pháp điều khiển FOC Tìm hiểu, nghiên cứu sử dụng lý thuyết logic mờ điều khiển động không đồng ba pha, đề xuất điều khiển mờ FLC thay cho điều khiển PI cổ điển Mô hệ truyền động điều khiển động không đồng ba pha theo phương pháp FOC dùng điều khiển mờ thay cho PI truyền thống dùng phần mềm Matlab-Simulink 1.2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Tìm hiểu tham khảo mơ hình tốn học động khơng đồng ba pha Tìm hiểu tham khảo mơ hình điều khiển động không đồng dung PI truyền thống Xây dựng mơ hình mơ hệ truyền động điều khiển tốc độ động không đồng dùng điều khiển logic mờ FLC GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page Phân tích kết nhận so sánh với điều khiển PI Truyền thống Đánh giá, Kết luận Đề xuất hướng phát triển đề tài 1.3 Tính cần thiết đề tài - Có thể nghiên cứu để ứng dụng thực tiễn điều khiển động không đồng ba pha có đáp ứng tốt - Dùng làm tài liệu tham khảo cho đề tài nghiên cứu khác động - Làm tài liệu tham khảo cho thiết kế, vận hành máy điện 1.4 Tính để tài Tác giả nghiên cứu thiết kế PI mờ việc sử dụng số luật điều khiển hơn, dễ điều chỉnh đáp ứng tốt, nghiên cứu mơ điều khiển mơ hình động dùng Matlab cho kết tốt 1.5 Kết cấu luận văn Đề tài gồm phần sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Xây dựng mơ hình động matlab simulink Chương 4: Xây dựng điều khiển Logic mờ PI Chương 5: Kết mô Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Động không đồng pha Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, Dòng điện ba pha đối xứng dây quấn ba pha tạo từ trường quay với tốc độ đồng  s (rad/s) làm cho roto quay với tốc độ r khác tốc độ từ trường quay Rotor máy điện không đồng gồm loại: Rotor dây quấn với dây quấn nhiều pha (thường ba pha) quấn rãnh rotor, có số cực với dây quấn stator với đầu dây nối với vành trượt cách điện với trục rotor Việc tiếp điện thông qua chổi than đặt giá đỡ chổi than Rotor lồng sóc có dây quấn rotor dẫn (nhơm, đồng) rãnh rotor, [4] chúng nối tắt hai đầu nhờ hai vành ngắn mạch Do kết cấu đơn giản chắn, động không đồng rotor lồng sóc sử dụng làm nguồn động lực rộng rãi lĩnh vực công nghiệp sinh hoạt Hình 2.1 Máy điện KĐB pha GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 2.2 Mạch điện tƣơng đƣơng động không đồng Để tạo thuận lợi cho việc xây dựng thuật tốn điều khiển, mơ hình động xây dựng với giả thiết: - Các tổn hao sắt từ bảo hòa từ bỏ qua - Dòng từ hóa từ trường phân bố hình sin bề mặt khe từ - Các giá trị điện trở điện cảm coi không đổi Rs Ls E Is Lr Vs Im Lm E Rr Mach stator Mach rotor Hình 2.2 Sơ đồ tương đương pha động không đồng 2.3 Vs: Điện áp pha lưới điện cung cấp cho động Lm: Hỗ cảm stator rotor E: Sức điện động cảm ứng dây quấn stator Vector không gian đại lƣợng ba pha [4] 2.3.1 Vector khơng gian Ba dòng điện isa, isb, isc ba dòng chảy từ lưới qua đầu nối vào động Ba dòng điện thỏa mãn phương trình: isa(t) + isb(t) + isc(t) = (2.1) Trong dòng điện pha thỏa mãn cơng thức sau: i sa (t )  i s cos( s t ) (2.2) i sb (t )  i s cos( s t  120 o ) (2.3) i sc (t )  i s cos( s t  240 o ) (2.4) Về phương diện mặt phẳng học (mặt cắt ngang), động xoay chiều pha có ba cuộn dây lệch góc 120o Nếu mặt phẳng ta thiết lập GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page hệ tọa độ phức với trục thực qua cuộn dây u, ta xây dựng vector không gian sau: o o i s (t )  [isu (t )  isv (t )e j120  isw (t )e j 240 ]  i s e j (2.5) Theo (2.5), vector i s (t ) vector có modul khơng đổi quay mặt phẳng phức với tốc độ góc s  2f s tạo với trục thực (đi qua cuộn dây pha u) góc   s t , fs tần số mạch stator Việc xây dựng vector i s (t ) mô tả hình 2.3 Hình 2.3 Thiết lập vector khơng gian từ đại lượng pha 2.3.2 Hệ tọa độ cố định stator (  ,  ) Trên mặt cắt ngang động không đồng ba pha, ta thiết lập hệ tọa độ phức có trục thực  trùng với trục cuộn dây pha a động trục ảo  Ta có hệ tọa độ cố định stator (  ,  ) hình 2.4 Xét thành phần vector điện áp hệ tọa độ stator:  u sa  u s   u s u sb   u s  2   u s u sc  u sa  u sb   u s  2  GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM (2.6) HV: PHẠM THỊ HẰNG Page Hình 2.4 Hệ tọa độ stator (  ,  ) Từ công thức 2.6 suy ra: Vector điện áp : u s  u sa  1  u s  u sa  2u sb   u sb  u sc    u s  u s  ju s (2.7) (2.8) 2.3.3 Hệ tọa độ từ thông rotor (d, q) Trong mặt phẳng hệ tọa độ (  ,  ) ta xét thêm hệ tọa độ thứ hai có trục hồnh d trục tung q, hệ tọa độ có chung điểm gốc nằm lệch góc  s so với hệ tọa độ stator Khi tồn hai hệ tọa độ vector khơng gian biểu diễn hai hệ tọa độ Trong đó, a  d s quay tròn quanh gốc tọa độ 0, với  s  a t  a dt Hình 2.5 Mối liên hệ hai hệ tọa độ (  ,  ) (d,q) GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 10 Hình 5.7: Tốc độ đáp ứng với PI Hình 5.8: Tốc độ đáp ứng với FLC Bảng 5.3: So sánh đáp ứng tốc độ tải Crn FLC PI r (rad/s) tải Crn Vọt lố % Thời gian xác lập (s) 297.6 297.6 -1 -4.77 1.07 1.14 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 71  Nhận xét: Do quán tính động nên trình khởi động động giá trị mô men, tốc độ đáp ứng dao động khoảng thời gian xác lập vào giá trị ổn định Trong trường hợp mô-men tải đặt định mức thời điểm t = 1s lúc tốc độ ổn định giá trị định mức, Với FLC mơ-men điện từ có độ vọt lố tăng lên 59.92 Nm thời gian đáp ứng nhanh hơn, với FLC mô-men điện từ tăng thời gian t = 1.07s giao động trước ổn định; với PI truyền thống mô-men điện từ tăng 72Nm đạt giá trị định mức sau khoảng thời gian t = 1,17s có giao động nhiều khởi động lúc ổn định Quan sát thấy có tải, động chạy với tốc độ tăng dần đạt tốc độ định mức Với FLC tốc độ động đạt ổn định với tốc độ định mức 1.07s, trước ổn định tốc độ giảm 294.6rad/s, với PI tốc độ ổn định 1.14s đạt giá trị định mức, tốc độ tăng 300.5rad/s sau giảm xuống 283.4rad/s trước ổn định Bảng 5.4: So sánh đáp ứng trường hợp tải Crn FLC PI r (rad/s) tải Crn Vọt lố % 297.6 297.6 -1 -4.77 Thời gian xác lập (s) 1.07 1.14 Ce (Nm) (1s) Vọt lố % Thời gian xác lập (s) 50.4 50.4 18.89 42.86 1.07 1.17 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 72 TH3: Mô động chế độ tốc độ định mức ω=297.6rad/s đặt tải Crn thay đổi theo thời gian Động chạy tốc độ định mức wr = 297.6 rad/s, ứng với tải Cr 0.5Crn=25.2Nm thời điểm 1s; sau vào thời điểm 2s đột ngột tăng mô-men tải ứng với Crn = 50,4, tiếp mơ-men tải trở ban đầu vào thời điểm 2.5s Động mô với tốc độ định mức mô-men thay đổi theo giản đồ hình 5.9, đáp ứng ng sau: Đáp ứng ngõ ĐCKĐB ba pha theo phương pháp IFOC tốc độ định mức ω=297.5 rad/s, thay đổi mômen tải Crn= [25.2 50.4 25.2] Nm ứng với thời điểm t = [1 2.5] s cho điều khiển FLC PI truyền thống Hình 5.9: Tốc độ momen đặt GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 73 Hình 5.10: Mơmen đáp ứng với PI Hình 5.11: Mơmen đáp ứng với FLC Bảng 5.5: So sánh đáp ứng momen tải thay đổi FLC PI FLC PI FLC PI Ce (Nm) [25.2 50.4 25.2] [1 2.5]s Vọt lố % Thời gian xác lập (s) 25.2 25.2 50.4 50.4 25.2 25.2 12.7 43.17 11.25 21.71 -6.67 -15 1.07 1.1 2.07 2.15 2.54 1.3 thời đểm (1s) thời đểm (1s) thời đểm (2s) thời đểm (2s) thời đểm (2.5s) thời đểm (2.5s) GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 74 Hình 5.12: Tốc độ điều chỉnh với PI Hình 5.13: Tốc độ đáp ứng với LFC Bảng 5.6: So sánh đáp ứng tốc độ với tải thay đổi FLC PI FLC PI FLC PI r (rad/s) tải Thay đổi Vọt lố % Thời gian xác lập (s) 297.6 297.6 297.6 297.6 297.6 297.6 -0.27 -2.08 -0.47 -2.05 2.42 1.06 1.06 2.08 2.05 2.5 2.6 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 75 Nhận xét: + Tại thời điểm t = 1s mô-men điện từ với FLC tăng khoảng 28.42Nm đạt giá trị xác lập t = 1.07s; với PI mô-men điện từ tăng khoảng 36,08Nm đạt giá trị xác lập t = 1,11s + Thời điểm t = 2s mô-men điện từ FLC tăng nhanh vị trí xác lập so với PI, mô-men điện từ với FLC tăng khoảng 56.07Nm đạt giá trị xác lập t = 2.07s; mơ-men điện từ với PI tăng khoảng 61.34Nm đạt giá trị xác lập t = 2.15s + Tại thời điểm t = 2,5s mô-men điện từ với PI giảm nhiều so với FLC thời gian xác lập lâu hơn; cụ thể với PI mô-men điện từ giảm xuống 14.31Nm đạt giá trị xác lập t = 2,62s; với FLC mô-men điện từ giám 23.52Nm đạt giá trị xác lập t = 2,54s + Tại thời điểm t = 1s, với FLC: tốc độ đạt 297.6rad/s đạt định mức t=1.06s; với PI tốc độ giảm 296.8rad/s đạt định mức t = 1,06s + Tại thời điểm t = 2s, với FLC: tốc độ giảm 296.2rad/s đạt định mức t = 2.08s; với PI tốc độ giảm 291.5rad/s đạt định mức t = 2.05s + Tại thời điểm t = 2,5s, với FLC: tốc độ ổn định 297.6rad/s đạt định mức t=2,5s; với PI tốc độ tăng 304.8rad/s ổn định giá trị định mức t = 2,6s Bảng 5.7: So sánh đáp ứng với tải thay đổi r (rad/s) Vọt lố tải Thay % đổi FLC PI FLC PI FLC PI 297.6 297.6 297.6 297.6 297.6 297.6 -0.27 -2.08 -0.47 -2.05 2.42 Thời gian xác lập (s) 1.06 1.06 2.08 2.05 2.5 2.6 Ce (Nm) [25.2 50.4 25.2] [1 2.5]s Vọt lố % 25.2 25.2 50.4 50.4 25.2 25.2 12.7 43.17 11.25 21.71 -6.67 -15 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM thời đểm (1s) thời đểm (1s) thời đểm (2s) thời đểm (2s) thời đểm (2.5s) thời đểm (2.5s) Thời gian xác lập (s) 1.07 1.1 2.07 2.15 2.54 1.3 HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 76 TH4: Mô động thay đổi tốc độ mức ω= [148.8 297.6] rad/s thời điểm t = [0 1] s đặt tải Crn=50.4Nm (định mức) thời điểm t = 1s Động chạy tốc độ wr = ½ wrn = 148.8(rad/s), ứng với tải Cr = Crn = 50,4 thời điểm 1(s); sau vào thời điểm 1(s) đột ngột tăng tốc độ wr=wrn= 297,6(rad/s), Động mô với tốc độ định mức theo giản đồ hình 5.14, đáp ứng ng sau: Đáp ứng ngõ ĐCKĐB ba pha theo phương pháp IFOC tốc độ thay đổi ω= [148.8 297.6] rad/s ứng với thời điểm t = [0 1] s, đặt tải Crn= 50,4 thời điểm t = 1s cho điều khiển FLC PI truyền thống Hình 5.14: Tốc độ momen đặt GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 77 Hình 5.15: Đáp ứng mơ men với PI Hình 5.16: Đáp ứng mô men với FLC Bảng 5.8: So sánh đáp ứng momen, với tốc độ thay đổi Ce (Nm) Vọt lố % FLC 50.4 thời đểm (1s) 46.37 PI 50.4 thời đểm (1s) 72.1 Thời gian xác lập (s) 1.53 1.56 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 78 Hình 5.17: Đáp ứng tốc độ với PI Hình 5.18: Đáp ứng tốc độ với FLC Bảng 5.9: So sánh đáp ứng tốc độ, với tốc độ thay đổi r (rad/s) Thay đổi FLC PI FLC PI 148.8 thời đểm(0.5s) 148.8 thời đểm (0.5s) 297.6 thời đểm (1.5s) 297.6 thời đểm (1.5s) Vọt lố % 1.04 1.68 -0.126 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM Thời gian xác lập (s) 0.5 0.5 1.46 1.56 HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 79  Nhận xét: Tại thời điểm đặt tải t = 1s: + Với FLC mô-men tăng cao khoảng 73.77Nm giảm dần đến giá trị định mức sau khoảng thời gian t = 1,53s; với PI mơ-men tăng cao hơn, vào khoảng 86.74Nm đáp ứng lại chậm t = 1,56s + Đáp ứng tốc độ 0.5s, với PI, tốc độ khoảng 151.3rad/s sau giảm xuống khoảng 148.8rad/s đạt giá trị xác lập sau khoảng thời gian 0,5s; với FLC, tốc độ đạt định mức 0.47s + Khi tốc độ bắt đầu tăng lên thừi điểm 1s để đạt định mức, với PI tốc độ giảm đột ngột xuống với FLC tốc độ giảm không đáng kể 147.5rad/s thay đổi tốc độ sau nhanh chóng đạt định mức 0.47s Tại thời điểm 1.5s + Đáp ứng tốc độ: với PI, tốc độ khoảng 300.7rad/s sau giảm xuống khoảng 297.2rad/s đạt giá trị xác lập sau khoảng thời gian 1,56s; với FLC, tốc độ đạt định mức 1.46s Bảng 5.10: So sánh đáp ứng, với tốc độ thay đổi r (rad/s) Thay đổi Vọt lố % Thời Ce (Nm) Vọt Thời gian lố gian xác % xác lập (s) lập (s) FLC 148.8 thời đểm(0.5s) 1.04 50.4 thời đểm (1s) 46.37 1.53 0.5 PI 148.8 thời đểm (0.5s) 1.68 0.5 50.4 thời đểm (1s) 72.1 1.56 FLC 297.6 thời đểm (1.5s) 1.46 PI 297.6 thời đểm (1.5s) -0.126 1.56 GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 80 5.2 Kết luận Hệ truyền động điều khiển động không đồng ba pha phương pháp điều khiển đại IFOC sử dụng khâu hiệu chỉnh sai số hồi tiếp FLC mô với nhiều trường hợp khác có tính đến biến động tải, điều khiển với nhiều mức tốc độ khác Các kết thu so sánh với hệ truyền động sử dụng điều khiển PI truyền thống Với nhận xét trường hợp kể cho thấy FLC có đáp ứng động tốt hơn, ổn định , nhanh độ vọt lố tốc độ momen thấp so với PI truyền thống GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 81 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Điều khiển mờ cho đáp ứng tốt nhờ ứng dụng điều khiển thông minh vào trường hợp mô điều khiển tốc độ động sử dụng phương pháp IFOC Nghiên cứu ứng dụng logic mờ phát triển nhanh, với kết tốt tương lai Hệ thống phần cứng cho hệ mờ phát triển, bao gồm bo mạch thực quy tắc mờ, thiết bị dùng cho suy luận mờ Những khó khăn việc sử dụng hệ mờ phải có kiến thức chuyên gia đối tượng điều khiển không chắn việc diễn tả cấu trúc ngơn ngữ cho quy trình điều khiển Đáp ứng tốc độ thu mô điều kiện vận hành khác tiến hành thay đổi tốc độ thay đổi tải mơ hình động Bộ điều khiển PI cổ điển thường cho đáp ứng tối ưu điều kiện giới hạn, điều khiển mờ mang lại hiệu tốt thời gian đáp ứng nhanh độ vọt lố thấp Hệ thống điều khiển sử dụng điều khiển mờ bị ảnh hưởng thay đổi đột ngột tốc độ, tải Vì vậy, đáp ứng tốt thường đạt với điều khiển mờ, điều khiển PI bị ảnh hưởng tốc độ đột ngột thay đổi tốc độ với sai số xác lập cao Đáp ứng tốc độ bị ảnh hưởng điều kiện tải khác Đây nhược điểm điều khiển PI với điều kiện vận hành khác Từ kết mô cho thấy hệ truyền động sử dụng điều khiển mờ FLC xử lý lỗi sai số tốc độ cách nhanh chóng, giảm tối đa độ vọt lố hạn chế sai số xác lập, đáp ứng hệ PI cổ điển sử dụng hệ truyền động nhanh tốt điều khiển mờ GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 82 6.2 Hƣớng phát triển  Phát triển thêm điều khiển mờ thích nghi có khả chỉnh định lại luật điều khiển cách tự động để phù hợp cho đối tượng điều khiển  Tiếp tục nghiên cứu phát triển mạch phần cứng, tạo mã nhúng để đưa vào vi điều khiển nhằm đưa lý thuyết vào thực tiễn để điều khiển động  Phát triển hệ truyền động động không đồng không dùng cảm biến tốc độ (sensorless), ước lượng tốc độ có sử dụng logic mờ  Sử dụng làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu vận hành máy điện GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 83 TÀI LỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU NƢỚC NGOÀI P Tripura and Y Srinivasa Kishore Babu, “Fuzzy Logic Speed Control of Three Phase Induction Motor Drive”, World Academy of Science, Engineering and Technology 60 2011 Biranchi Narayan Kar, K.B Mohanty, “Indirect Vector Control of Induction Motor Using Fuzzy Logic Controller”, Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology, Rourkela-769008 M N Uddin, T S Radwan and M A Rahman “Performances of FuzzyLogic Based Indirect Vector Control for Induction Motor Drive,” IEEE Transactions on Industry Applications, Vol 38, No 5, pp 1219-1225, September/October, 2002 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Trần Công Bỉnh, Bài giảng hệ thống điểu khiển số điều khiển máy điện, 2010 Nguyễn Phùng Quang, Truyền động điện thông minh, Nhà Xuất Bản KHKT HN, 2004 Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà Xuất Bản KHKT HN, 2006 Phạm Hồ Huy Ánh, Điều khiển máy điện áp dụng tính tốn mềm, nhà xuất ĐHQG TPHCM, 2014 Nguyễn Phùng Quang, Matlab & simulink, nhà xuất KHKT, 2008 Nguyễn Thị Phương Hà, Lý Thuyết ĐK Hiện Đại, nhà xuất ĐHQG TPHCM, Tháng 1, 2016 10 Luận thạc sỹ, điều khiển động không đồng ba pha, Thư viện ĐHSPKT GVHD: TS NGUYẾN MINH TÂM HV: PHẠM THỊ HẰNG Page 84 Chương trình m_file dùng mơ clear all close all %Tc=100e-6; %============ MOTOR PARAMETERS ======== Pn=7500; Isn=16.5; Vn=380; ilim=sqrt (2) *Isn*3; vlim=Vn*sqrt (2/3); Rs=0.728; Rr=0.706; Lm=0.0969; Ls=0.0996; Lr=Ls; ms=3; np=2; sigma=1-Lm^2/(Ls*Lr); sigmar=Rr/Lr; J=0.062; Crn=50.4; Ts=Ls/Rs; Tr=Lr/Rr; Ra=Rs*(1+Ts/Tr); Ta=sigma*Ts*Tr/(Ts+Tr); Kc=ms/2*np*Lm/Lr; %=========== COEFFICENTS OF MODEL ======= A1=1/(sigma*Ls); A2=A1*(Rs+sigmar*Lm^2/Lr); A3=sigmar*Lm/(sigma*Ls*Lr); A4=Lm/(sigma*Ls*Lr); A5=sigmar*Lm; %=========== INITIAL PARAMETERS ======= wrn=Pn/Crn*np; frr=0.91527; fresiduo=0.01*frr; wr0=0; fralfa0=fresiduo; frbeta0=0; isalfa0=0; isbeta0=0; vsq0=Ra*isbeta0+Ls/Lm*fralfa0*wr0; vsd0=Rs*isalfa0; %=========== OTHER PARAMETERS ======= fsalfa0=sigma*Ls*isalfa0+fralfa0*Lm/Lr; fsbeta0=sigma*Ls*isbeta0+frbeta0*Lm/Lr; % =========== deflussaggio ======= speedpu = [-2: 0.02: 2]; speed = speedpu*wrn; n = length ([-2:0.02:2]); for i=1: n if abs(speed(i))