Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển cho ổ từ chủ động 4 cực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG VÕ TÙNG LÂM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG BỐN CỰC Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Quang Địch Hà Nội – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tồn luận văn tơi tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Quang Địch Để hồn thành luận văn này, tơi sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép tài liệu khác Nếu phát có chép tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Người thực Hoàng Võ Tùng Lâm _ i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU i ii v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix x MỞ ĐẦU Khái quát chung 1 Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung phạm vi vấn đề sâu nghiên cứu, giải Ý nghĩa lý luận thực tiễn đề tài Bố cục luận văn 3 4 Chương TỔNG QUAN VỀ Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG 1.1 Khái niệm ổ từ 5 1.2 Phân loại 1.2.1 Ổ từ thụ động (Passive Magnetic Bearing – PMB) 1.2.2 Ổ từ siêu dẫn (superconducting material bearing – SMB) 7 1.2.3 Ổ từ kiểu lai (hybrid magnetic bearing – HMB) 1.2.4 Ổ từ chủ động (Active Magnetic Bearing – AMB) 1.3 Ổ từ chủ động 1.3.1 Cấu tạo phân loại 1.3.2 Nguyên lý nâng sử dụng lực từ 1.3.3 Đặc tính ổ từ chủ động 10 10 11 12 1.4 Ứng dụng 1.4.1 Ứng dụng địi hỏi vơ trùng 1.4.2 Ứng dụng yêu cầu tốc độ cao 1.4.3 Ứng dụng môi trường làm việc khắc nghiệt 1.4.4 Ứng dụng đòi hỏi ma sát nhỏ 12 13 13 15 16 Chương MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 17 17 _ ii 2.1 Cơ sở toán học hệ nâng từ trường 2.1.1 Giả thiết đơn giản hóa 2.1.2 Mạch từ đơn giản 2.1.3 Độ tự cảm 2.1.4 Mật độ từ thông 17 17 18 20 22 2.1.5 Năng lượng từ trường lực từ 2.2 Hệ truyền động vi sai 2.2.1 Mơ tả tốn học 22 24 25 2.2.2 Sơ đồ khối 2.3 Mơ hình hai ổ từ chủ động bốn cực gắn với trục nâng 26 27 2.3.1 Mơ hình ổ từ gắn với trục nâng 2.3.2 Mơ hình hai ổ từ gắn với trục nâng Chương TỔNG HỢP HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 3.1 Tổng hợp điều khiển ổ từ theo phương 3.1.1 Mơ tả tốn học khâu mơ hình điều khiển 28 31 36 36 37 38 a Bộ khuếch đại công suất 38 b Khâu đo dòng điện - phản hồi dòng 38 c Khâu đo vị trí - phản hồi vị trí 38 3.1.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 40 3.1.3 Tổng hợp mạch vịng vị trí 41 3.2 Tổng hợp hệ điều khiển hệ hai ổ từ cực 43 3.3 Tổng hợp điều khiển bù tác động xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển 45 Chương 47 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 4.1 Sơ đồ mô 4.2 Kết mơ 4.2.1 Q trình khởi động 47 48 52 52 a Q trình nâng trục từ vị trí ban đầu 52 b Chịu tác động ngoại lực 54 _ iii c Đáp ứng dòng điện 56 4.2.2 Ảnh hưởng hiệu ứng quay hồi chuyển trình làm việc hệ thống 57 a, Vị trí góc nghiêng tâm trục rotor 57 b,So sánh đáp ứng vị trí hai ổ trục trường hợp xét không xét đến tác động xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển 58 4.3 Kết luận 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị 61 61 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 63 65 _ iv Danh mục ký hiệu DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU µ Độ từ thẩm vật liệu sắt từ µ0 Độ từ thẩm khơng khí µr Độ từ thẩm tương đối vật liệu sắt từ B Mật độ từ thong B0 Mật độ từ thông danh định Ba Mật độ từ thông khe hở khơng khí Ψ Từ thong Ψfe Từ thơng lõi thép Ψa Từ thơng khe hở khơng khí λ Từ thơng móc vịng cuộn dây L Điện cảm L0 Điện cảm riêng danh nghĩa Wa Năng lượng từ trường tích lũy khe hở khơng khí Va Thể tích khe hở khơng khí Sfe Tiết diện mặt cắt ngang vật liệu sắt từ Sa Tiết diện măt cắt khe hở khơng khí l Chiều dày lõi thép hình C w Chiều rộng lõi thép hình C lC Chiều dài đường từ thông lõi thép hình C lI Chiều dài đường từ thơng lõi thép hình I g Khe hở khơng khí vị trí danh định _ v Danh mục ký hiệu N Số vòng dây i Dòng điện tức thời R Từ trở mạch từ lfp Chiều dài đường sức từ µmt Độ dẫn từ (độ từ thẩm) vật liệu S Diện tích mặt cắt đường sức từ Rg Từ trở khe hở khơng khí Rc Từ trở lõi thép hình C RI Từ trở lõi thép hình I x Tọa độ lõi từ hình chữ I theo phương x H Cường độ từ trường Hfe Cường độ từ trường lõi thép Ha Cường độ từ trường khe hở khơng khí IB Thành phần dịng điện phân cực ib Thành phần dòng điện điều khiển i1 Dòng điện điều khiển cuộn dây nam châm điện i3 Dòng điện điều khiển cuộn dây nam châm điện F1 Lực từ hướng tâm cuộn dây nam châm điện F3 Lực từ hướng tâm cuộn dây nam châm điện Fxx Lực từ hướng tâm theo phương x ki Hệ số lực – dòng điện kx Hệ số lực – chuyển vị _ vi Danh mục ký hiệu ax Gia tốc theo phương x fkmy Lực tương tác trục x lên trục y fkmx Lực tương tác trục y lên trục x Kmx, Kmy Hệ số góc lệch theo phương x, y θer Góc lệch pha dịng điện xốy θx, θy Góc lệch pha theo phương x, y Nx, Ny Momen quay tổng tác động lên trục x, y Nxg, Nxi, Nxd Momen quay trọng lực, dòng điện vị trí tác động lên trục x Nyg, Nyi, Nyd Momen quay trọng lực, dịng điện vị trí tác động lên trục y GC Hàm truyền điều khiển GP Hàm truyền đối tượng x1, y1 Tọa độ rotor theo phương x, y ổ từ x2, y2 Tọa độ rotor theo phương x, y ổ từ xp, yp Tọa độ rotor theo phương x, y hệ chuyển động tịnh tiến xr, yr Tọa độ rotor theo phương x, y hệ chuyển động nghiêng Fx, Fy Lực từ dòng điện sinh theo phương x, y Fx1, Fy1 Lực từ dòng điện sinh theo phương x1, y1 Fx2, Fy2 Lực từ dòng điện sinh theo phương x2, y2 Fxp, Fyp Lực tịnh tiến theo phương x, y Fxr, Fyr Lực nghiêng theo phương x, y ix1, iy1 Dòng điện điều khiển theo phương x, y ổ từ ix2, iy2 Dòng điện điều khiển theo phương x, y ổ từ _ vii Danh mục ký hiệu ixp, iyp Thành phần dòng điện hệ tọa độ tịnh tiến theo phương x, y ixr, iyr Thành phần dòng điện hệ tọa độ nghiêng theo phương x, y ga Gia tốc trọng trường lrt Khoảng cách ổ đỡ Ii Momen quán tính theo trục x, y ku Hệ số thay đổi điện cảm Rx Bộ điều khiển vị trí RI Bộ điều khiển dòng điện x*, i* Giá trị đặt vị trí, dịng điện KP, KI, KD Hệ số tỷ lệ, tích phân, vi phân điều khiển PID Gamp,i, Tamp, Hàm truyền, số thời gian, hệ số khuếch đại khuếch đại Kamp Wi, Ki, Ti Wx, Kx, Tx Gcd, L, R, Ti công suất Hàm truyền, số thời gian, hệ số khuếch đại khâu đo dòng điện Hàm truyền, số thời gian, hệ số khuếch đại khâu đo vị trí Hàm truyền, điện cảm, điện trở, số thời gian cuộn dây _ viii Danh mục chữ viết tắt DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AMB Active Magnetic Bearing Ổ từ chủ động PMB Passive Magnetic Bearing Ổ từ thụ động SMB Superconducting material bearing Ổ từ siêu dẫn HMB Hybrid magnetic bearing Ổ từ kiểu lai HTS High temperature superconduting Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao MMF Magnetomotive Force – MMF Lực từ động PID Proportional – Integral – Derivative Bộ điều khiển tỷ lệ – tích phân – vi phân KĐCS Khuếch đại công suất BĐK Bộ điều khiển _ ix Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực 4.2 Kết mô Một cách tổng qt, ta tiến hành mơ q trình khởi động làm việc hệ thống hai ổ từ chủ động nối đồng trục rotor theo trình tự sau : - Quá trình khởi động : rotor chưa quay, ổ trục thực trình nâng trục rotor từ vị trí ban đầu (y1= – 0,7 mm, y2 = – 0,7 mm, x1 = – 0,2 mm, x2 = – 0,2 mm ) đến vị trị cân bằng, sau nâng trục đến vị trí cân xét thêm ảnh hưởng nhiễu lực bên tác động nhằm khảo sát đặc tính điều khiển - Sau trình khởi động, hệ thống vào làm việc Khi rotor quay với vận tốc lớn, xét tác động xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển có lực tác động làm trục rotor nghiêng khỏi vị trí cân 4.2.1 Q trình khởi động a Q trình nâng trục từ vị trí ban đầu Hình 4.8 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương x phương y _ 52 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Nhận xét: Trong trình khởi động, trục từ vị trí ban đầu nhanh chóng nâng lên đến vị trí cân ổn định Thời gian đáp ứng khoảng 0,1 s Do theo phương y khoảng cách từ điểm ban đầu đến điểm đặt lớn so với phương x, lực nâng trục theo phương y lớn lực nâng trục theo phương x Với khe hở khơng khí cực 1mm, độ q điều chỉnh theo phương x 1,5% , độ điều chỉnh theo phương y 7% Hình 4.9 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương x phương y (a) (b) Hình 4.10 Quỹ đạo chuyển động rotor : a, Ổ từ , b Ổ từ _ 53 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Nhận xét: Quỹ đạo chuyển động trục x2 y2 tương tự trục x1 y1 Xuất phát từ vị trí ban đầu, ổ từ tác động nâng trục lên vị trí cân tâm ổ Do quán tính nên trục nâng vượt vị trí cân lượng nhỏ, sau quay trở ổn định gốc ( 0; 0) b Chịu tác động ngoại lực Sau nâng rotor từ điểm ban đầu đến vị trí cân bằng, xét lực tác động lên đầu trục F(Fx1; Fy1) = (– 10; – 10 N): tương ứng với góc lệch 450 biên độ 14,1 N Hình 4.11 Đáp ứng vị trí ổ trục theo phương x y chịu tác động ngoại lực _ 54 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.12 Đáp ứng vị trí ổ trục lực theo phương x y chịu tác động ngoại lực (a) (b) Hình 4.13 Quỹ đạo chuyển động rotor: a Ổ từ 1, b Ổ từ Nhận xét : Do tác động ngoại lực, trục bị đẩy khỏi vị trí cân tâm, quỹ đạo chuyển động lệch góc tương ứng 450 theo hướng ngoại lực Do tương tác đầu trục nên ổ từ 2, vị trí trục bị lệch góc tương đương 450; nhiên, độ lệch nhỏ Độ dịch chuyển ổ ổ 0,003 mm 0,0015 mm Sau đó, trục nhanh chóng trở lại vị trí cân ổn định gốc _ 55 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực c Đáp ứng dòng điện Hình 4.14 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương x Hình 4.15.Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương y Hình 4.16 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương x Hình 4.17 Dòng điện điều khiển ổ từ theo phương y _ 56 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Nhận xét: Đáp ứng dòng điện ổ từ tương tự Quá trình khởi động, sai lệch vị trí ban đầu lớn nên dịng điện tăng vọt để tạo lực nâng lớn, nhanh chóng đưa ổ trục vị trí cân Đối với phương x: Sau đưa trục vị trí cân dịng điện trở giá trị Khi có ngoại lực tác động, giá trị dòng điện tăng lên, tạo lực từ đối trọng với ngoại lực, nhằm đưa trục vị trí cân Đối với phương y: chưa có ngoại lực, sau đưa trục vị trí cân dịng điện trở giá trị lớn cần tạo lực từ cân với trọng lượng trục Khi có ngoại lực tác động, giá trị dòng điện tăng lên, tạo lực từ đối trọng với ngoại lực, nhằm đưa trục vị trí cân Thời gian trì giá trị dịng điện lớn theo phương y lâu theo phương x Kết phương y có vị trí ban đầu xa vị trí cân hơn, cần trì lực lớn để nhanh chóng đưa vị trí trục cân 4.2.2 Ảnh hưởng hiệu ứng quay hồi chuyển trình làm việc hệ thống Hệ thống hai ổ từ chủ động bốn cực có tượng xen kênh phương x y trục rotor bị nghiêng khỏi mặt phẳng ngang dọc Để làm rõ ảnh hưởng hiệu ứng quay hồi chuyển đến trình làm việc ổ trục từ, xét lực 15N tác động theo phương x ô trục từ thứ Kết mô với tốc độ quay rotor 15000 rad/s a, Vị trí góc nghiêng tâm trục rotor Hình 4.18 Đáp ứng vị trí tâm rotor theo phương x _ 57 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.19 Đáp ứng óc nghiêng θx tâm rotor g Hình 4.20 Đáp ứng vị trí tâm rotor theo phương y Hình 4.21 Đáp ứng góc nghiêng θy tâm rotor b,So sánh đáp ứng vị trí hai ổ trục trường hợp xét không xét đến tác động xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển - Đồ thị màu xanh tương ứng với đáp ứng ổ trục trường hợp không xét tương tác xen kênh Đồ thị màu đỏ tương ứng với đáp ứng ổ trục trường hợp xét đến tương tác xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển _ 58 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.22 So sánh đáp ứng vị trí ổ trục theo phương x Hình 4.23 So sánh đáp ứng vị trí ổ trục theo phương y Hình 4.24 So sánh đáp ứng vị trí ổ trục theo phương x Hình 4.25 So sánh đáp ứng vị trí ổ trục theo phương y _ 59 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Nhận xét: Khi tác dụng lực 15N theo phương x ổ trục 1, tâm rotor theo phương x thay đổi theo hướng lực tác dụng.Theo phương x, rotor nghiêng góc θx Do tác dụng xen kênh hiệu ứng quay hồi chuyển, trục y bị nghiêng góc θy, nhiên tâm trục y không bị tác động Thời gian ổn định sau chịu tác động lực nhiễu 0.05s Khi so sánh với trường hợp không xét đến tác động xen kênh ( Hình 4.22, 4.23, 4.24, 4.25 ) ta thấy chịu ảnh hưởng nhiễu xen kênh tác dụng hiệu ứng quay hồi chuyển, chất lượng ổ đỡ có thay đổi, khơng đáng kể Do đó, khơng cần thiết phải thiết kế bù xen kênh trường hợp 4.3 Kết luận Bộ điều khiển hệ truyền động sử dụng ổ từ điều khiển PID đạt chất lượng tĩnh động mong muốn, như: - Điều khiển bám ổn định cho hệ với thay đổi tín hiệu đầu vào: Khi tín hiệu điều khiển đầu vào có thay đổi tín hiệu bám nhanh theo với độ xác cao - Chuyển đổi thành công hệ thống sang hệ tọa độ tịnh tiến – nghiêng Trong hệ tọa độ mới, tách thành công kênh chuyển động theo phương thiết kế điều khiển độc lập cho phương Từ nhận biết rõ tính chất hệ thống - Khi chịu ảnh hưởng nhiễu xen kênh tác dụng hiệu ứng quay hồi chuyển , chất lượng ổ đỡ có thay đổi, khơng đáng kể Do đó, khơng cần thiết phải có điều khiển bù tác động xen kênh _ 60 Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Các hệ truyền động điện tự động sử dụng ổ từ thay cho ổ khí mang đến tính vượt trội cho hệ như: Hệ thống có tốc độ chuyển động lớn, khơng u cầu bôi trơn làm việc tốt môi trường nhiệt độ, áp suất cao thấp, Nhưng ứng dụng chưa có tính phổ biến thơng dụng kích thước cịn cồng kềnh, giá thành cao Các cơng trình nghiên cứu tập trung vào việc thu nhỏ kích thước, giảm giá thành bền vững làm việc cho loại ổ từ Từ đó, ổ từ khơng dừng lại cho ứng dụng đặc biệt mà sử dụng phổ biến công nghiệp Nội dung nghiên cứu luận án tập trung vào nghiên cứu ứng dụng điều khiển đại cho ổ đỡ từ nhằm cải thiện chất lượng điều khiển bền vững cho hệ truyền động sử dụng ổ đỡ từ Nghiên cứu ổ từ sâu ổ đỡ từ vấn đề Việt Nam Do vậy, tài liệu tham khảo lĩnh vực cịn ỏi Bằng nỗ lực thân, tác giả cố gắng để đạt số đóng góp bước đầu sau: - Từ mối quan hệ thông số (từ thông, từ trở, điện cảm, lực điện từ, lượng từ tích lũy, ) cấu nâng từ trường, luận án xây dựng mối quan hệ động lực học cho hệ ổ đỡ từ bậc tự Từ tiến hành xây dựng mơ hình tốn học ổ từ chủ động cực - Đối với hệ truyền động điện có hai ổ từ hai đầu trục quay, có tác động xen kênh chịu nhiều nhiễu tác động, luận văn thực thành công việc chuyển hệ tọa độ tách kênh, xây dựng thành công điều khiển tách kênh cho ổ từ chủ động cực; đồng thời có xét đến số yếu tố ảnh hưởng nhiễu, trễ từ thông dịng điện xốy, hiệu ứng quay hồi chuyển nhằm nâng cao chât lượng điều khiển _ 61 Kết luận kiến nghị Kiến nghị Nội dung luận án có số đóng góp điều khiển ổ đỡ từ, để cập số vấn đề khiêm tốn lĩnh vực điều khiển ổ từ nói riêng sử dụng ổ đỡ từ cơng nghiệp nói chung Chỉ riêng lĩnh vực điều khiển ổ đỡ từ hướng tâm số nội dung phải quan tâm tiếp sau: - Ổ từ hoạt động theo định luật cơ, điện, từ Vậy ảnh hưởng từ trường đến hoạt động ổ từ nào? Các biện pháp loại bỏ nhiễu? - Tiến hành kiểm nghiệm mơ hình thực nghiệm - Ô từ làm việc tốt cho thiết bị bơm máu, nén khí, bơm helium lỏng, làm đệm từ, hệ thống chịu tải trọng nặng tải trọng xung độ bền vững điều khiển sao? Còn số tượng nêu đầu chương tượng trễ, lệch trục lực hướng tâm, rung động không cân học hệ thống quay, Đó vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Hoàng Võ Tùng Lâm _ 62 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO A.E Fitzgerzald, Charles Kingsley, Jr, Stephen D Umans, Electric machinery, sixth edition, McGraw - Hill, 2003 Akira Chiba, Adashi Fukao, Osamu Ichikawa, Masahide Oshima, Asatsugu Takemoto and David G Dorrell, Magnetic Bearings and Bearingless Drives, Newnes, 2005 Eric Maslen - University of Virginia, Department of Mechanical, Aerospace, and Nuclear Engineering, Magnetic Bearings, Charlottesville, Virginia, Revised June 5, 2000 Gerhard Schweitzer, Eric H Maslen, Magnetic Bearings - Theory, Design, and Application to Rotating Machinery, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009 Prof W Amrhein, ISMB 14, Linz, Austria August 11-14, 2014 Sensor controller Pa – 12 Manual, Autonics Nguyễn Quang Địch, "Thiết kế hệ điều khiển cho vòng bi từ chủ động cực sử dụng khuếch đại tuyến tính (Control of a 4-pole magnetic bearing using linear amplifiers)", Hội nghị tồn quốc Điều khiển Tự động hố - VCCA2011, pp 387 – 392 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển phi tuyến”, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2003 10 Nguyễn Dỗn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2007 11 Nguyễn Phùng Quang, Matlab Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2004 _ 63 Tài liệu tham khảo 12 Trần Lục Quân, Trần Xuân Minh, Nguyễn Thị Thanh Bình, "Điều khiển tách kênh động cho vịng bi từ chủ động bậc tự phương pháp phản hồi trạng thái (Dynamic decoupling control for degree of freedom active magnetic bearing using state feedback method)", Hội nghị tồn quốc Điều khiển Tự động hố - VCCA-2011, pp 359 – 363 13 Hoàng Minh Sơn, Cơ sở hệ thống điều khiển trình, NXB Bách khoa Hà Nội, 2006 _ 64 Phụ lục PHỤ LỤC N=200 %[vong] so vong cuon day R=3.1 % [om] L=12.61e-3 % [H] B0=0.058 %[T] m=1 %[kg] Ik=0.00241 % [kg.m2]momen quan tinh theo phuong z Ii=0.00298 %[kg.m2]momen quan tinh theo phuong x,y g=1e-3 %[m]khe ho khong tai diem can bang S=525e-6 %[m2]tiet dien mat cuc tu lrt= 0.125% [m]chieu dai o truc tu lcb=0.169 %[m]chieu dai khoang cach cam bien L0=N^2*4e-7*pi*S/(2*g) IB=2*g*B0/(N*4e-7*pi) Ksn= 5000 %he so khuech dai cua cam bien 5000V/m Ki= 2*L0*IB/g %thanh phan ti le theo dong dien Kx= 2*L0*IB^2/g^2 %thanh phan ti le theo vi tri wrm=2200; %tranfer n/s to rad/s K=100/R;%Ksi=Kamp*1/R Tu=L/R; Tkd=10.2e-3; KPi=Tkd/(2*K*Tu) TIi=1/(2*K*Tu) %% teta=0.3 Kmx=-sin(teta) Kmy=sin(teta) %% s5=-1/(2*Tu) _ 65 Phụ lục s1=-25 s2=-20 s3=-30 s4=-1/(2*Tu)-(s1+s2+s3) KDx=2*Tu*((s1+s2)*(s3+s4)+s1*s2+s3*s4+Kx)/Ki KPx=(Kx-2*Tu*((s1+s2)*s3*s4+s1*s2*(s3+s4)))/Ki KIx=2*Tu*s1*s2*s3*s4/Ki %% Kxp=2*Kx s51=-1/(2*Tu) s11=-25 s21=-20 s31=-30 s41=-1/(2*Tu)-(s11+s21+s31) KDx1=2*Tu*((s11+s21)*(s31+s41)+s11*s21+s31*s41+Kxp)/Ki KPx1=(Kxp-2*Tu*((s11+s21)*s31*s41+s11*s21*(s31+s41)))/Ki KIx1=2*Tu*s11*s21*s31*s41/Ki %% Kxr=2*lrt*lrt*Kx/Ii Kir= Ki*lrt*lrt/Ii s52=-1/(2*Tu) s12=-10 s22=-15 s32=-20 s42=-1/(2*Tu)-(s12+s22+s32) KDx2=2*Tu*((s12+s22)*(s32+s42)+s12*s22+s32*s42+Kxr)/Kir KPx2=(Kxr-2*Tu*((s12+s22)*s32*s42+s12*s22*(s32+s42)))/Kir KIx2=2*Tu*s12*s22*s32*s42/Kir Gd=(wrm*Ik)/Ii _ 66 ... ổ từ Xây dựng mơ hình tốn học ổ từ cho trục quay với tốc độ cao Thiết kế điều khiển PID có điều khiển tách kênh cho ổ từ động bốn cực Khảo sát chất lượng hệ điều khiển cho ổ từ chủ động bốn cực. .. - Nghiên cứu tổng quan ổ từ chủ động - Xây dựng mơ hình tốn học cho ổ từ chủ động cực - Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển mạch vịng kín đảm bảo ổn định cho hệ thống nâng từ trường sử dụng ổ từ. .. (2) Nghiên cứu thu gọn kích thước ổ đỡ từ (3) Nghiên cứu làm việc môi trường đặc biệt chân không, nhiệt độ, áp suất cao thấp, (4) Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ điều khiển cho ổ đỡ từ Nội