Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển cho ổ từ chủ động 4 cực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ 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 Tơi xin cam đoan tồn luận văn tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Quang Địch Để hoàn thành luận văn này, 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 25 tháng 03 năm 2015 Người thực Trần Quang _ i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU 1 Khái quát chung 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 Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG 1.1 Khái niệm ổ từ 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Lịch sử phát triển 1.2 Ứng dụng 1.3 Phân loại 10 1.3.1 Ổ từ thụ động (Passive Magnetic Bearing – PMB) 10 1.3.2 Ổ từ chủ động (Active Magnetic Bearing – AMB) 11 1.3.3 Ổ từ siêu dẫn (superconducting material bearing – SMB) 12 1.3.4 Ổ từ kiểu lai (hybrid magnetic bearing – HMB) 13 1.4 Ổ từ chủ động 14 1.4.1 Đặc tính ổ từ chủ động 14 1.4.2 Cấu tạo 16 1.4.3 Nguyên lý ổ từ chủ động 17 _ ii 1.4.4 Điều khiển 18 Chương 21 XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 21 2.1 Cấu trúc hệ thống ổ từ cực 21 2.1 Cơ sở toán học hệ nâng từ trường 22 2.1.1 Giả thiết đơn giản hóa 22 2.1.2 Mạch từ đơn giản 23 2.1.3 Mật độ từ thông 24 2.1.4 Độ tự cảm 26 2.1.5 Năng lượng từ trường lực từ 27 2.2 Hệ truyền động vi sai 29 2.2.1 Mơ tả tốn học 30 2.2.2 Sơ đồ khối 31 2.3 Tương tác trục trực giao 32 2.4 Mơ hình ổ từ chủ động cực tích hợp hai đầu trục 34 2.4.2 Hệ thống ổ từ gắn với trục nâng 35 2.4.3 Hệ thống hai ổ từ 37 Chương 42 XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 42 3.1 Tổng hợp điều chỉnh ổ từ phương 43 3.1.1 Hàm truyền đạt khối chức mơ hình hệ điều khiển 45 a Bộ khuếch đại công suất 45 b Khâu đo dòng điện - phản hồi dòng 45 c Khâu đo vị trí - phản hồi vị trí 45 3.1.2 Tổng hợp mạch vịng dịng điện 46 3.1.3 Tổng hợp mạch vịng vị trí 49 3.2 Cấu trúc điều khiển hệ cực 50 3.3 Tổng hợp điều khiển bù tác động xen kênh dịng điện xốy 52 _ iii Chương 54 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 54 4.1 Sơ đồ mô 55 4.2 Kết mô 59 4.2.1 Trường hợp khơng xét đến tương tác tượng dịng điện xốy 60 a Đáp ứng vị trí 60 b Đáp ứng dịng điện 62 c Q trình khởi động 64 d Khi chịu tác động nhiễu tải 66 4.2.2 Trường hợp có xét đến tương tác xen kênh dịng điện xốy 67 a So sánh vị trí 68 b So sánh dòng điện 69 4.3 Kết luận 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 Kết luận 72 Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 76 _ 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 thông B0 Mật độ từ thông danh định Ba Mật độ từ thơng khe hở khơng khí Ψ Từ thơng Ψfe Từ thông lõi thép Ψa Từ thông 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 thơng 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, dịng điện vị trí tác động lên trục x Nyg, Nyi, Nyd Momen quay trọng lực, dòng 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 dịng 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 Hình 4.13.Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương y Nhận xét: đáp ứng dịng điện theo trục x y có dạng 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: chưa có ngoại lực, sau đưa trục vị trí cân dịng điện trở giá trị Khi có ngoại lực nhiễu 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 nhiễu tác động, giá trị dịng điện tăng lên, tạo lực từ đối trọng với ngoại lực, nhằm đưa trục vị trí cân Giá trị dòng điện giới hạn khoảng ± 6,5A Ta thấy, 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 Hình 4.14 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương x _ 63 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.15 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương y Nhận xét: Đáp ứng dòng điện ổ từ tương tự ổ từ Để xem xét trực quan đáp ứng ổ từ, ta phân tích quỹ đạo chuyển động quan hệ vận tốc – vị trí ổ đỡ thể đồ thị 4.16 – 4.19 c Quá trình khởi động (a) (b) Hình 4.16 Quỹ đạo chuyển động rotor: a Ổ từ 1, b Ổ từ Nhận xét: Trong trình khởi động, ổ từ có quỹ đạo tương tự Xuất phát từ vị trí ban đầu (– 0,2; – 0,7 mm), ổ từ tác động nâng trục lên vị trí cân tâm ổ Do độ, trục nâng vượt vị trí cân lượng nhỏ, sau quay ổn định gốc (0, 0) _ 64 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực (a) (b) Hình 4.17 Quan hệ vận tốc – vị trí rotor: a Ổ từ 1, b Ổ từ Nhận xét: Quan hệ vận tốc – vị trí rotor ổ từ theo phương x, y tương tự Ngay sau khởi động, vận tốc trục nâng tăng vọt, sau giảm dần Đồng thời, vị trí trục thay đổi từ vị trí ban đầu đến vị trí cân tâm Do độ nên trục vượt vị trí cân lượng nhỏ Lúc này, vận tốc có giá trị âm, lực từ có hướng ngược lại, kéo trục trở lại vị trí cân Ta thấy, vận tốc chuyển động theo trục y lớn so với trục x Kết phản ánh ảnh hưởng sai lệch vị trí đến lực nâng trục Vị trí ban đầu theo trục y cách xa vị trí cân nên điều khiển cực từ theo phương y tạo giá trị dòng điện lớn, tạo lực nâng lớn Các hình 4.12 – 4.15 biểu diễn đáp ứng dòng điện theo phương x y tương ứng _ 65 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực d Khi chịu tác động nhiễu tải (a) (b) Hình 4.18 Quỹ đạo chuyển động rotor: a Ổ từ 1, b Ổ từ Nhận xét: Ngoại lực tác động lên đầu trục F(Fx1; Fy1) = (– 10; – 10 N): tương ứng với góc lệch 450 biên độ 14,1 N 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 0,006 mm 0,003 mm Sau đó, trục nhanh chóng trở lại vị trí cân ổn định gốc Các đáp ứng vị trí quan sát cụ đồ thị đáp ứng độ dịch chuyển hình 4.8 – 4.11 _ 66 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực (a) (b) Hình 4.19 Quan hệ vận tốc – vị trí rotor: a Ổ từ 1, b Ổ từ Nhận xét: Quan hệ vận tốc – vị trí rotor ổ từ theo phương x, y tương tự Khi có ngoại lực tác động, rotor bị lệch theo hướng ngoại lực Trong trường hợp này, quỹ đạo lệch xuống vận tốc có giá trị âm (tương ứng vói rotor chuyển động xuống) Ngay lập tức, điều khiển tác động tăng giá trị dòng điện điều khiển, nhằm tăng lực nâng, cân lại ngoại lực Lúc này, vận tốc có giá trị tăng dần Khi vận tốc tăng lên qua giá trị 0, rotor bắt đầu nâng lên trở lại vị trí cân Diễn biến đáp ứng dòng điện theo hình 4.12 – 4.15 4.2.2 Trường hợp có xét đến tương tác xen kênh dịng điện xốy Góc lệch pha θer = 0,3 tương ứng với tốc độ quay rotor 2200 rad/s [2] _ 67 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực a So sánh vị trí Hình 4.20 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương x Hình 4.21 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương y Hình 4.22 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương x _ 68 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.23 Đáp ứng dịch chuyển ổ từ theo phương y Nhận xét: Khi chịu ảnh hưởng nhiễu xen kênh tác dụng dịng điện xốy, chất lượng ổ đỡ có thay đổi, khơng đáng kể Mặt khác, ta điều khiển tách kênh theo hệ trục tịnh tiến – nghiêng nên có tín hiệu nhiễu thêm vào, chí có tác dụng làm gia tăng lực tác dụng Fxp Fyr nên làm giảm độ lệch vị trí lớn chịu tải theo phương x1 x2 b So sánh dòng điện Hình 4.24 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương x Hình 4.25.Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương y _ 69 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực Hình 4.26 Dịng điện điều khiển ổ từ theo phương x Hình 4.27 Dòng điện điều khiển ổ từ theo phương y Nhận xét: Khi chịu ảnh hưởng nhiễu xen kênh tác dụng dịng điện xốy, có tác dụng tương tự ngoại lực tác động nên giá trị dòng điện điều khiển thay đổi tương ứng để đảm bảo ổn định cho trục nâng Các ngoại lực có tác động gia tăng Fxp Fyr Do đó, giá trị dịng điện điều khiển giảm phương x1 x2 4.3 Kết luận Mơ hình mơ khả đáp ứng ổ từ trường hợp khởi động trường hợp chịu nhiễu tải ổn định Ban đầu, ổ từ chưa hoạt động, trục rotor nâng ổ đỡ khí bên ngồi, trục rotor chưa nằm tâm stator Khi ổ từ bắt đầu hoạt động độ dịch chuyển trục rotor so với tâm ổ từ theo phương x y điều chỉnh để đảm bảo rotor nằm lõi stator _ 70 Chương Mô hệ thống điều khiển ổ từ chủ động cực 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 - Điều khiển tách kênh cho hệ: Chuyển đổi hệ thống sang hệ tọa độ mới: 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 - Khi chịu ảnh hưởng nhiễu xen kênh tác dụng dịng điện xốy, chất lượng ổ đỡ có thay đổi, khơng đáng kể Mặt khác, ta điều khiển tách kênh theo hệ trục tịnh tiến – nghiêng nên có tín hiệu nhiễu thêm vào, chí có tác dụng làm gia tăng lực tác dụng Fxp Fyr nên làm giảm độ lệch vị trí lớn chịu tải Do đó, khơng cần thiết phải có điều khiển bù tác động xen kênh  Thông số cụ thể: - Độ điều chỉnh lớn khởi động 0.07 mm Với vị trí ban đầu – 0.7 mm, độ điều chỉnh đạt 10% - Độ lệch vị trí lớn chịu thêm tải trọng 0.006 mm ổ 0.003 mm ổ Với khe hở ổ từ mm sai lệch đạt 0.6 % 0.3 % - Thời gian ổn định khởi động 0.2s _ 71 Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Ổ đỡ chi tiết nhỏ quan trọng với hoạt động thiết bị Với ưu điểm trội, như: điều khiển chủ động, chuyển động không tiếp xúc, không yêu cầu bôi trơn, làm việc tốt môi trường khắc nghiệt, tốc độ cao ổ từ có kì vọng phát triển mạnh mẽ Nghiên cứu ổ từ đề tài Việt Nam có phát triển định, thu hút quan tâm đề tài nghiên cứu Luận văn tập trung sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng xen kênh ổ từ có liên kết qua trục nâng; từ đó, thiết kế điều khiển xen kênh để nâng cao chất lượng ổ đỡ Mặc dù đề tài mới, tài liệu tham khảo chủ yếu tiếng Anh khả hạn chế, tác giả nỗ lực giải số vấn đề luận văn, như: - Tìm hiểu, phân tích ngun lý hoạt động quan hệ động lực học hệ thống ổ từ chủ động cực Từ tiến hành xây dựng mơ hình tốn học ổ từ chủ động cực - Thông qua mơ hình tốn học ổ từ, thấy rằng: ổ từ đối tượng phi tuyến, không ổn định Do đó, cần thiết có điều khiển để ổ từ làm việc ổn định - 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 thơng dịng điện xốy, hiệu ứng quay hồi chuyển nhằm nâng cao chât lượng điều khiển _ 72 Kết luận kiến nghị Kiến nghị Nội dung luận án giải vấn đề đặt nâng cao chất lượng điều khiển ổ từ chủ động cực điều khiển PID có điều khiển tách kênh, để thật nâng cao chất lượng hoạt động ổ từ, ta cần phải quan tâm đến nhiều vấn đề nữa, như: - 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? - Cần xem xét thêm yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động ổ từ, như: Hiện tượng bão hịa từ, chế tạo khí khơng đối xứng ổ từ, sai lệch vị trí cảm biến - Tiến hành kiểm nghiệm mơ hình thực nghiệm - Bộ điều khiển thiết kế hoàn toàn điều khiển PID, dùng cho trình khởi động ổn định Tuy nhiên, đối tượng ổ từ có hệ số lực – vị trí lớn Điều ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng điều khiển muốn đạt chất lượng cao q trình q độ ổn định Do đó, thiết kế ứng dụng điều khiển đại kết hợp với điều khiển PID truyền thống hướng phát triển phù hợp cho đề tài Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2015 Tác giả Trần Quang _ 73 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 _ 74 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 _ 75 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) _ 76 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 _ 77 ... 32 2 .4 Mô hình ổ từ chủ động cực tích hợp hai đầu trục 34 2 .4. 2 Hệ thống ổ từ gắn với trục nâng 35 2 .4. 3 Hệ thống hai ổ từ 37 Chương 42 XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỰC 42 3.1 Tổng... xét cụ thể phần 1 .4 Ổ từ chủ động Do mục đích đề tài hướng tới việc điều khiển cho ổ từ chủ động nên ta xét đến cấu tạo, nguyên lý ổ từ chủ động 1 .4. 1 Đặc tính ổ từ chủ động Ổ từ có khả nâng khơng... _ Chương Nghiên cứu tổng quan ổ từ chủ động Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG Chương trình bày tổng quan ổ từ chủ động Bao gồm định nghĩa ổ từ chủ động, lịch sử phát triển,