Nghiên cứu thiết kế và xây dựng hệ thống truyền đông điện động cơ một chiều điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều khiển vạn năng sử dụng vi điều khiển PSOC

1 LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành sản xuất nay, công nghệ tiên tiến, dây truyền, thiết bị đại thâm nhập vào nước ta, công nghệ mới, dây truyền sản xuất, thiết bị đại góp phần tích cực thúc đẩy cơng nghiệp hố đất nước Các máy móc, dây truyền thiết bị lĩnh vực đa phần hoạt động nhờ điện thông qua thiết bị biến đổi điện thành năng, nhiệt Việc điều trình chuyển đổi may với mục đích khác ngày đa dạng phức tạp.Trong đó, ngành Điện đóng vai quan trọng Ngày ứng dụng tiến khoa học kĩ thuật, điện tử, khí xác, cơng nghệ sản xuất thiêt bị điện tử ngày hoàn thiện Nên việc phát triển tự động hố có bước tiến vượt bậc Tự động hoá áp dụng cho máy phận sản xuất, tiến tới áp dụng cho tồn q trình sản xuất Việc áp dụng tự động hoá vào ngành sản xuất giúp tạo khối lượng sản phẩm lớn đáp ứng đầy đủ tiêu kinh tế kĩ thuật đề ra: Độ xác cao, chất lượng kĩ thuật tốt, giảm chi phí sản xuất, giảm loại tổn hao đầu vào đầu vào, vốn đầu tư Trên sở nâng cao sức cạnh tranh sản xuất Trong năm cuối khóa học, với niềm khát khao tham gia nghiên cứu khoa học em mạnh dạn đăng ký nhà trường chấp nhận đề tài nghiên cứu khoa học có tên “ Nghiên cứu thiết kế xây dựng hệ thống truyền đông điện động chiều điều chỉnh tốc độ dùng điều khiển vạn sử dụng vi điều khiển PSOC” GS.TSKH Thân Ngọc Hồn hướng dẫn Được giúp đỡ TH.s Nguyễn Trọng Thắng thầy cô giáo môn Điện tự động Công nghiệp, đề tài nghiên cứu em hoàn thành Bản báo cáo đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Bộ điều khiển vạn Chương 2: Thiết kế hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động điện chiều sử dụng điều chỉnh vạn  Tính cấp thiết đề tài: Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, điện tử, khí xác thiết bị điện tử ngày phát triển dẫn đến ngành tự động hóa có bước phát triển vượt bậc Việc áp dụng vi điều khiển vào hệ thống tự động nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Bắt tay vào nghiên cứu xây dựng hệ thống tự động truyền động điện sử dụng vi điều khiển bổ ích sinh viên ngành điện, giúp sinh viên có nhìn trực quan hệ thống gợi mở ý tưởng sáng tạo cho sinh viên  Mục tiêu hướng đến đề tài: Nghiên cứu động điện chiều hệ truyền động điện chiều tiêu biểu Xây dựng thí nghiệm thực tế hệ truyên động điện chiều điều chỉnh tốc độ động ứng dụng điều khiển vạn  Phương pháp nội dung nghiên cứu: Thu thập tài liệu động điện chiều, cấu trúc hệ truyền động điện chiều tiêu biểu, tài liệu điều khiển vạn Tích hợp modul lại để xây dựng lên mơ hình hồn chỉnh hệ truyền động điện chiều ứng dụng điều chỉnh vạn Chương 1: BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 1.1 GIỚI THIỆU Bộ điều khiển vạn điều khiển tích hợp số chức điều khiển chức điệu khiển cổ điển, chức điều khiển mờ vv Việc sử dụng điều khiển vạn giúp cho người sử dụng dễ dàng vận dụng vào hệ thống điều chỉnh tự động cần sử dụng điều khiển với lựa chọn tham số thích hợp cho hệ thống có đối tượng xác định luật điều khiển Dưới trình bày điều khiển vạn có đặc tính 1.2 SỬ DỤNG CHIP PSOC XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 1.2.1 Giới thiệu PSoC từ viết tắt cụm từ tiếng Anh: Progammble System on Chip, nghĩa hệ thống khả trình chip Các chip chế tạo theo “công nghệ PSoC” chip điều khiển thơng minh với tính linh hoạt cao, chi phí cơng nghệ phục vụ nghiên cứu phát triển ban đầu thấp, giá thành chip thấp, hỗ trợ kỹ thuật tốt với phần mềm phát triển dễ sử dụng Hơn nữa, cơng nghệ có khả kết nối mềm dẻo khối chức với khối chức với cổng vào Chính mà chip PSoC thay cho nhiều chức số hệ thống vi xử lý chip đơn Thành phần chip PSoC bao gồm nhiều khối số khối tương tự cấu hình được, vi xử lý bit, nhớ chương trình (EEPROM) nhớ RAM lớn Để lập trình cho chip, người sử dụng cung cấp phần mềm lập trình riêng, cụ thể với chip PSoC hãng Cypress phần mềm PsoC Designer Ngồi ra, để cài đặt chương trình điều khiển vào chip sử dụng trình gỡ rối PSoC Designer người sử dụng phải có Kit phát triển (ICE) hãng Cypress sản xuất Phần mềm phát triển xây dựng sở hướng đối tượng với cấu trúc module hóa khối chức Việc lập trình cho chip tuỳ thuộc vào người sử dụng thông qua số thư viện chuẩn Người sử dụng thiết lập cấu hình chip đơn giản cách muốn chip có chức chọn chức đặt vào khối tài nguyên số tương tự, hai tuỳ theo chức (Phương pháp lập trình kéo thả) Việc thiết lập ngắt, thiết lập chế độ hoạt động chân vào tuỳ thuộc vào người sử dụng thiết kế lập trình cho chip PSoC Bộ khiển vạn đề tài sử dụng chịp PSoC CY8C27443 thuộc họ CY8C27xxx 1.2.2 Các thông số chip CY8C27443  Trên Hình 1.1 sơ đồ khối cấu trúc chip PSOC (cy8c27xxx) chip gồm: Bộ vi xử lý với cấu trúc Harvard Tốc độ vi xử lý lên đến 24 MHz Lệnh nhân bit x bit, ghi tích lũy ACC 32 bit Hoạt động tốc độ cao mà lượng tiêu hao Dải điện áp hoạt động từ 3.0 tới 5.25V Điện áp hoạt động giảm tới 1.0V sử dụng chế độ kích điện áp  Hoạt động dải nhiệt độ -40ºC đến 85ºC Các khối ngoại vi sử dụng độc lập kết hợp 12 khối tương tự cú thể thiết lập để làm cỏc nhiệm vụ:  Các ADC lên tới 14 bit  Các DAC lên tới bit  Các khuếch đại lập trình hệ số khuếch đại  Các lọc so sánh lập trình Hình 1.1 Sơ đồ khối cấu trúc chip PSOC (cy8c27xxx) khối số thiết lập để làm nhiệm vụ:  Các định thời đa chức năng, đếm kiện, đồng hồ thời gian thực, điều chế độ rộng xung có khơng có dải an tồn (deadband)  Các module kiểm tra lỗi (CRC modules)     Hai truyền thông nối tiếp không đồng hai chiều (UART) Các truyền thông SPI Master SPI Slave cấu hình Có thể kết nối với tất chân vào Bộ nhớ linh hoạt chip Không gian nhớ chương trình Flash từ 4K đến 16K, phụ thuộc vào loại chip với chu kì ghi xóa nhớ Flash 50.000 lần Không gian nhớ RAM 256 bytes Chip lập trình thơng qua chuẩn nối tiếp (issp) Bộ nhớ flash nâng cấp phần Chế độ bảo mật đa năng, tin cậy  Có thể tạo khơng gian nhớ flash chip lên tới 2,304 bytes Có thể lập trình cấu hình cho chân chip Các chân vào ba trạng thái sử dụng trigger schmitt Đầu logic cung cấp dòng 25ma với điện trở treo cao thấp bên Thay đổi ngắt chân  Đầu tương tự cung cấp dòng tới 40ma Xung nhịp chip lập trình Bộ tạo dao động nội 24/28mhz (độ xác 2,5%,) Có thể lựa chọn tạo dao động lên tới 24mhz Bộ tạo dao động thạch anh 32,768 khz bên  Bộ tạo dao động tốc độ thấp bên sử dụng cho watchdog sleep Ngoại vi thiết lập sẵn Bộ định thời watchdog sleep phục vụ chế độ an tồn chế độ nghỉ Module truyền thơng IC master IC slave tốc độ lên tới 400khz  Module phát điện áp thấp cấu hình người sử dụng Cơng cụ phát triển Phần mềm phát triển miễn phí (psoctm designer) Bộ lập trình mô với đầy đủ chức Mụ tốc độ cao 1.2.3 Ưu điểm, nhược điểm chip psoc  Ưu điểm Tích hợp cpu, ram, rom ngoại vi thời gian thực (adc, dac, timer, counter, cổng vào đa chức năng, cổng truyền thông …) chip Cả tài nguyên phần cứng phần mềm chip thay đổi q trình hoạt động Có tính linh hoạt cao, chi phí cơng nghệ phục vụ nghiên cứu phát triển ban đầu thấp, giá thành chip thấp, hỗ trợ kĩ thuật tốt với phần mềm phát triển dễ sử dụng khả phát triển sản phẩm nhanh, dễ dàng mở rộng chức sau Thu gọn kích thước sản phẩm, hạn chế chip chuyên dụng hỗ trợ Hạ giá thành sản phẩm, đẩy nhanh việc đưa sản phẩm thị trường Cho phép lập trình thuật xử lý phức tạp cách dễ dàng ngôn ngữ c assembly Có khả tái cấu hình (reconfiguration) tạo thành nhiều loại chip có chức khác chip thời điểm khác ứng dụng Có khả xử lý hỗn hợp liệu tương tự số  Nhược điểm: bên cạnh tính ưu việt trên, chip psoc tồn nhược điểm sau: Thời gian chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số (adc) lớn (nhất adc có độ rộng bit lớn) phụ thuộc nhiều vào cpu – m8c Không hỗ trợ giao tiếp với nhớ ngồi Khơng thể sử dụng tồn tính lúc hạn chế không gian chứa tài nguyên Tất chân vào sử dụng chung ngắt 1.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ Yêu cầu thiết kế đặt PID số phải có tính linh hoạt cao, có nghĩa phải có giao diện thân thiện với người sử dụng Thông qua HMI, người sử dụng chọn luật điều khiển dễ dàng Ví dụ điều khiển đối tượng cơng nghiệp theo luật P, I, PI, PD lựa chọn tham số luật phù hợp với đối tượng thiết kế Luật PID số phải thiết kế gọn gàng, thời gian xử lý lệnh phải nhanh để làm tăng tính thời gian thực cho thiết bị điều khiển 1.3.1 Luật điều khiển tỷ lệ số Hình 1.2 Cấu trúc luật P số Đây luật điều khiển thiết kế đơn giản Dãy u(k) tính từ dãy e(k) theo cơng thức: u( k) kPe( k) k=0,1,2… 1.3.2 Luật điều khiển tích phân số Ta có phương trình sai phân: u(k) T e(k) u ( k 1) TI Trong T thời gian trích mẫu (Sample Time) Hình 1.3 Cấu trúc luật I số 1.3.3 Luật điều khiển vi phân số Hình 1.4 Cấu trúc luật D số Thường điều khiển theo luật vi phân số cài đặt theo phương trình sai phân sau: u(k) T D T [e( k ) e( k 1)] Trong T thời gian trích mẫu 1.3.4 Luật điều khiển PID số Hình 1.5 Cấu trúc luật PID số Từ cấu trúc PID số hình 1.5 ta có T u(k)kP e(k) e(k) u I ( k 1) TI u(k) kP )e(k) T u ( k ) k P (1 e ( k ) e ( k 1) T TD (1 TD TD T TD T T TI )e(k) e ( k 1) T e ( k ) u I ( k 1) TI TD e ( k 1) u I ( k 1) T Luật điều khiển PID số công thức lựa chọn để cài đặt cho điều khiển chế tạo PSoC 1.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 1.4.1 Bộ điều khiển mờ Một điều khiển mờ bao gồm phần (H.1.6): 10 Khâu mờ hóa: Làm nhiệm vụ chuyển đổi từ giá trị rõ đầu vào xác định sang trạng thái đầu vào mờ Đây giao diện đầu vào điều khiển mờ Thiết bị hợp thành: Triển khai luật hợp thành sở luật điều khiển IF…THEN Khâu giải mờ: Chuyển đổi từ giá trị mờ nhận thiết bị hợp thành sang giá trị thực để điều khiển đối tượng Đây giao diện đầu điều khiển mờ Hình 1.6 Cấu trúc điều khiển mờ Trong đó: x: Là tập giá trị thực cần điều khiển đầu vào m: Tập mờ giá trị đầu vào B: Tập giá trị mờ giá trị điều khiển thực y: Giá trị điều khiển thực Bộ điều khiển mờ điều khiển mờ tĩnh, có khả xử lý giá trị thời Để giải toán điều khiển động, điều khiển mờ phải nối thêm khâu động học thích hợp Ví dụ, khâu tỷ lệ, vi phân tích phân (H.1.7) Hình 1.7 Cấu trúc điều khiển mờ động 37 Chương 2: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương tác giả thực thiết kế hệ truyền động điện dòng chiều điều chỉnh tốc độ sử dụng điều khiển đa vừa thiết kế Sơ đồ chức hệ thống biểu diễn hình 2.1 -ωđặt Rω BBĐ ĐC En Tải -ω H.2.1 Sơ đồ chức hệ thống thiết kế Trong đó: Rω -Bộ điều khiển tốc độ(Là điều khiển vạn năng) BBĐ-Bộ biến đổi bán dẫn công suất ĐC-Động điện chiều En encoder dùng để đo tốc độ 2.2 THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT VÀ KHÂU PHẢN HỒI CHO HỆ THỐNG 2.2.1 Thiết kế chỉnh lưu tạo điện áp nguồn Động điện chiều kích từ song song với thông số bản: Pđm = 0,5 Kw Uđm = 120 V Iđm = 4,2A n = 2500 v/p 38 Từ giá trị điện áp định mức động ta chọn phương án cấp nguồn cho động sử dụng chỉnh lưu diode chỉnh lưu từ điện áp 100V xoay chiều thành điện áp 130V DC cấp nguồn cho động công suất tụ lọc nguồn Điện áp sau chỉnh lưu 1/2 chu kỳ dùng diode công suất: Ura = 0,9Un = 0,9.100 = 90 (V) ID = Itải = 4,15A Điện áp ngược lớn đặt lên diode: U 2U n2 100 140(V ) Từ tính tốn ta chọn loại cầu diode có dòng chịu tối đa I max = 25A, điện áp ngược tối đa UN < 800V N Vì chỉnh lưu 1/2 chu kỳ nên điện áp sau chỉnh lưu có độ đập mạch cao, sử dụng thêm tụ lọc nguồn để san phẳng điện áp sau chỉnh lưu nhằm tăng chất lượng cho nguồn Tụ công suất chọn loại SH.CAPACITOR cấp điện áp 500V, điện dung 20μF Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu: Hình 2.2 Sơ đồ ngun lí chỉnh lưu Tính tốn tản nhiệt bảo vệ cầu: Tồn thất công suất van: p= Diện tích bề mặt toả nhiệt: U Ilv = 4,15 = 24,9 (w) 39 Sm = p/ (km ) Trong đó: p - tổn hao công suất (w) - độ chênh lệch so với môi trường Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 400C Nhiệt độ làm việc cho phép Diode Tcp = 1250C Chọn nhiệt độ cánh toả nhiệt Tlv = 800 c = Tlv - Tmt = 400 c Km hệ số toả nhiệt đối lưu xạ Chọn Km = [ w/m2 C ] Vậy: Sm = 0,0778 (m2 ) Chọn loại tản nhiệt có cánh, kích thước sau: a x b = x 6,5 (cm2) Tổng diện tích toả nhiệt cánh: Sm = 6,5 = 832 (cm2 ) 2.2.2 Thiết kế mạch biến đổi cơng suất Trong hệ truyền động điện, biến ngồi nhiệm vụ biến đổi công suất tham số khác cho phù hợp cịn có chức mang thơng tin điều khiển Tín hiệu điều khiển từ điều khiển đưa đến cấu chấp hành theo phương án định sẵn ( thay đổi điện áp, thay từ thông, đảo chiều quay… ) Tốc độ động chiều thay đổi thay đổi điện áp phần ứng Tại lối vào điều khiển tốc độ đặt so sánh với tốc độ thực đo được từ động encoder có sai số điều khiển Rω tác độ tạo dãy xung dạng PWM tác động lên van điều khiển biến đổi để thay đổi điện áp cấp cho động để dạt giá trị tốc độ đặt Bộ điều khiển đa hoạt động có chức lựa chọn chiều quay động 40 Bộ biến đổi chọn băm xung dòng chiều Van công suất dùng loại IGBT, việc tính tyoasn chọn lọc thực Tính toán lựa chọn van động lực: Điện áp sau chỉnh lưu Ura = 130V Giá trị điện áp đỉnh Uđỉnh = 311V Dòng làm việc định mức động Iđm = 4,2A Tần số băm xung PWM từ điều khiển Từ thông số ta chọn van cho biến đổi sử dụng IGBT loại FGA25N120AND :  Tính tốn bảo vệ cho van động lực: Tổn thất công suất van: p= U Ilv = 0, 4,15 = 2,49 (w) Diện tích bề mặt toả nhiệt: Sm = p/ (Km ) Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 400C Nhiệt độ làm việc cho phép Diode Tcp = 1250C Chọn nhiệt độ cánh toả nhiệt Tlv = 800 c = Tlv - Tmt = 400 c Chọn Km = [ w/m2 C ] 41 Vậy: sm = 0,00778 (m2 ) Chọn loại cánh toả nhiệt có cánh, kích thước a x b = x (cm x cm) Tổng diện tích toả nhiệt cánh: S = 5.5 = 400 (cm2 )  Thiết kế mạch điều khiển kích mở cho IGBT Sơ đồ thiết kế mạch phát xung mở cho IGBT Hình 2.3 Mạch kích mở cho IGBT Tín hiệu hiệu xung dạng PWM từ điều khiển đưa đến chân OPTO 4N35, loại foto quang có tần số hoạt động tới 1MHz, linh kiên thích hợp mạch kích mở IGBT nhằm tác dụng cách ly mạch điều khiển mạch động lực Tín hiệu xung PWM từ chân OPTO 4N35 đưa qua tầng khuếch đại sủ dụng transistor D468, loại transistor có tần số làm việc tương đối cao thường sử dụng để khuếch đại tín hiệu mở van mạch 42 băm xung PWM  Thiết kế mạch đảo chiều quay động Đảo chiều quay động thực đảo chiều điện áp phần ứng cấp cho động Tín hiệu đảo chiều quay cho động cấp tù điều khiển dạng logic mức cao đưa qua OPTO PC817 nhằm cách ly mát điều khiển sau đưa tới tầng khuếch đại sử dụng transistor A1815 cấp nguồn cho cuộn hút role OMRON đóng cặp tiếp điểm đảo chiều điện áp cấp cho phần ứng động Dưới sơ đồ thiết kế cho mạch đảo chiều động cơ: Hình 2.4 Sơ đồ thiết kế mạch điều khiển đảo chiều quay động  Thiết kế khâu phản hồi tốc độ Phần tử đo tốc độ dùng encoder Nguyên lý làm việc encoder sau: Nguồn sáng Thấu kính Bộ phân tích quang Cấu tạo encoder biểu diễn h.2.5 Nó gồm nguồn sáng phân phân Hình 2.5: Nguyên tắc cấu tạo chuyển đổi quang học 43 tích quang diot quang Tranzitor quang Đĩa quay đặt hai phần tử Cấu tạo đĩa làm vật liệu suốt có mảng chắn ánh sáng gắn ngược lại đĩa làm vật liệu không cho ánh sáng chiếu qua chu vi đĩa người ta tạo (lỗ, khe) có khoảng cách theo chu vi Bộ phận phân tích nhận lượng ánh sáng điều khiển đĩa quay, tạo tín hiệu điện có tần số tỷ lệ với tốc độ quay cịn biên độ độc lập với vận tốc Khoảng đo vận tốc phụ thuộc: Số lần gián đoạn đĩa (số phần tử đánh dấu) Do băng thông phân tích mạch điện kèm Cụ thể mơ hình sử dụng encoder Sharp sản xuất, loại có độ phân giải 100 xung/vịng, điện áp cấp nguồn 5V, gồm tín hiệu xung riêng biệt A & B để xác định chiều quay động Trục quay encoder kết nối với trục động thông qua hệ thống buli - curoa với tỷ lệ truyền 1:4, nhằm làm giảm tốc độ quay encoder giúp tăng độ xác cho khâu phản hồi Thiết kế nguồn cho mạch điều khiển Điện áp xoay chiều 12V qua cầu diode chỉnh lưu thành điện áp chiều đưa qua IC ổn áp loại LM7812C/TO ổn định điện áp 12VDC cấp nguồn cho linh kiện mạch điều khiển Hình 2.6 Sơ đồ thiết kế mạch nguồn cho mạch điều khiển mở IGBT mạch điều khiển đảo chiều quay động 44 2.3 THỰC HIỆN MƠ HÌNH VẬT LÝ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU CHỈNH VẠN NĂNG Dựa linh kiện phần tử tính chọn tác giả thực xây dựng hệ thống truyền động động chiều điều chỉnh tốc độ điều khiển đa 2.3.1 Bộ điều khiển đa Trên H.2.7 mơ hình điều khiển đa xây dựng sử dụng vi điều khiển PSOC CY8c27443 Bộ điều khiển đa lựa chọn thuật điều khiển thuật điều khiển PID cổ điển điều khiển theo luật mờ Hình 2.7 Bộ điều khiển đa 45 2.3.2 Trên Hình 2.8 mạch điều khiển IGBT Hình 2.8 Mạch mở IGBT Trên hình 2.9 mạch ngắt dịng điện chiều, nguồn cho linh kiện bán dẫn phần tử phụ khác H 2.9 Bộ ngắt dòng điện chiều, nguồn cho linh kiện phận phụ hệ thống 46 Trên sở phận hệ thống lắp đặt tác giả ghép lại thành mơ hình thực nghiệm hệ thống truyền động điện dòng chiều điều chỉnh tốc độ dùng điều khiển đa sử dụng vi điều khiển PSoC Mơ hình biểu diễn hình 2.10 Mơ hình thực nghiệm H 2.10 Mơ hình thực nghiệm hệ thống truyền động điện dịng chiều điều chỉnh tốc độ dùng điều khiển đa 47 2.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Quá trình thực nghiệm tiến hành sau: Hệ thống thực nghiệm với luật điều khiển FUZZY –PID RULE Ban đầu ta cấp nguồn cho mạch điều khiển cho phía động lực Tiếp ta ấn cơng tắc nguồn cho mạch điều khiển Đặt tốc độ mong muốn cho động sau ấn phím khởi động, mạch điều khiển thực cấp xung điều khiển dạng PWM cho biến đổi, biến đổi nhận tín hiệu từ điều khiển, khuyếch đại tín hiệu để đưa vào chân G IGBT, van đóng mở theo luật PWM, qua điện áp cấp cho phần ứng động thay đổi kéo theo thay đổi tốc độ trục động Encoder phản hồi tốc độ thực động cơ, đưa vào điều khiển, điều khiển nhận tín hiệu phân tích đưa tín hiệu điều khiển phù hợp để tốc độ động bám theo tốc độ đặt đồng thời tín hiệu vận tốc thực động vi điều khiển xử lí báo lên hình hiển thị (màn hình hiển thị báo vận tốc đặt để ta thấy sai số tốc độ điều khiển) Kết thí nghiệm nhận thấy tốc độ thực bám theo tốc độ đặt Hệ thống hoạt động theo theo thuật toán PID thường thuật toán PID logic mờ Việc hoán đổi phương án điều khiển thực phím ấn bảng điều khiển Ngoài điều khiển đáp ứng thuật tốn điều khiển khác tùy theo chương trình mà ta nhập vào vi điều khiển, điều khiển tích hợp sẵn cổng giao tiếp với PC cổng RS232 cổng USB để người lập trình dễ dàng thay đổi chương trình cho vi điều khiển 48 KẾT LUẬN Trên tác giả trình bày tồn vấn đề liên quan tới việc xây dựng điều khiển vạn năng, xây dụng hệ thống điều chỉnh tốc độ khiển động điện chiều sử dụng điều khiển vạn Kết đạt chứng tỏ đắn tính tốn thiết kế, lựa chọn tham số linh kiện cấu thành hệ thống Hệ thống thiết bị thí nghiệm phục vụ cho sinh viên ngành điện tự động công nghiệp trường Đại học Dân lập Hải phòng Tuy nhiên với vốn kiến thức cịn hạn hẹp, thời gian hồn thành cơng trình q ngắn, nên cơng trình cịn nhiều vấn đề chưa giải thấu đáo vấn đề lượng hãm động vấn đề hạn chế dòng q trình q độ đưa thêm mạch vịng dịng điện Những vấn đề có điều kiện nghiên cứu tiếp Tác giả mong nhận ý kiến góp ý, lời nhận xét từ phía thầy giáo mơn bạn sinh viên, đồng nghiệp đế đề tài hoàn thiện Em xin cảm ơn! 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Lê Văn Doanh – Nguyễn Thế Công – Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất Lý thuyết thiết kế ứng dụng, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy Điện, Nhà xuất Xây Dựng GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn – TS Nguyễn Tiến Ban, Điều khiển tự động hệ thống Truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật (2006) ThS Pham Thanh Huyền – ThS Đỗ Việt Hà, Linh kiện điện tử bản, Nhà xuất Thông tin truyền thông Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền, Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Xn Phú - Tơ Đằng (1996), Khí cụ điện-Kết cấu sử dụng sửa chữa, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Phùng Quang – Andreas Dittric, Truyền động điện thông minh, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Trần Văn Thịnh, Tính tốn thiết kế thiết bị điện tử cơng suất, Nhá xuất Giáo dục 10 Website www.ebook.edu.vn 11 Website www.xbook.com.vn 12 Website tailieu.vn 50 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 SỬ DỤNG CHIP PSOC XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 1.2.1 Giới thiệu 1.2.2 Các thông số chip CY8C27443 1.2.3 Ưu điểm, nhược điểm chip psoc 1.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ 1.3.1 Luật điều khiển tỷ lệ số 1.3.2 Luật điều khiển tích phân số 1.3.3 Luật điều khiển vi phân số 1.3.4 Luật điều khiển PID số 1.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 1.4.1 Bộ điều khiển mờ 1.4.2 Các nguyên tắc chung thiết kế điều khiển mờ 1.4.3 Một số phương pháp thiết kế điều khiển mờ tiêu biểu 1.4.4 Chỉnh định mờ điều khiển PID 1.4.4.1 Phương pháp chỉnh định Zhao, Tomizuka Isaka 1.4.4.2 Phương pháp chỉnh định mờ hệ số α 1.5 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN 1.5.1 Mở đầu 1.5.2 Lựa chọn thiết bị 1.6 THIẾT KẾ PHẦN MỀM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN 1.6.1 Cấu hình cho user module chip 1.6.2 Sơ đồ khối hàm chức CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 3 8 8 9 16 16 17 18 22 25 25 25 29 29 36 37 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 37 2.2 THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT VÀ KHÂU PHẢN HỒI CHO HỆ THỐNG 37 2.2.1 Thiết kế chỉnh lưu tạo điện áp nguồn 37 2.2.2 Thiết kế mạch biến đổi công suất 39 51 2.3 THỰC HIỆN MƠ HÌNH VẬT LÝ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU CHỈNH VẠN NĂNG 44 2.3.1 Bộ điều khiển đa 44 2.3.2 Trên Hình 2.8 mạch điều khiển IGBT .45 2.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .47 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 ... TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương tác giả thực thiết kế hệ truyền động điện dòng chiều điều chỉnh tốc độ sử dụng điều khiển đa vừa thiết kế. .. tài: Nghiên cứu động điện chiều hệ truyền động điện chiều tiêu biểu Xây dựng thí nghiệm thực tế hệ truyên động điện chiều điều chỉnh tốc độ động ứng dụng điều khiển vạn  Phương pháp nội dung nghiên. .. cho vi điều khiển 48 KẾT LUẬN Trên tác giả trình bày tồn vấn đề liên quan tới vi? ??c xây dựng điều khiển vạn năng, xây dụng hệ thống điều chỉnh tốc độ khiển động điện chiều sử dụng điều khiển vạn