Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển động cơ từ trở

TÓM TẮT ĐỀ TÀI Ngày động từ trở (Switched Reluctance Motor = SRM) quan tâm nhiều truyền động điện nhờ ưu điểm bật SRM có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo stator rotor dạng cực lồi, dây quấn stator dạng tập trung dễ quấn, rotor lại dẫn nam châm đơn giản rotor loại máy điện khác nhiều Do có cấu tạo đơn giản nên SRM có giá thành thấp, làm việc tin cậy Tốc độ cao tỷ số moment / ma sát lớn làm cho SRM lựa chọn cho nhiều ứng dụng Tuy nhiên việc điều khiển SRM phức tạp Do đặc điểm stator rotor có cực lồi nên đặc tính từ thông SRM phi tuyến Từ thông moment sinh động hàm phi tuyến dòng điện stator vị trí rotor mô hình động phức tạp Ngoài SRM hoạt động trực tiếp với nguồn DC AC mà việc chuyển mạch pha động phải xảy vào thời điểm thích hợp Nội dung luận văn khảo sát việc điều khiển SRM vấn đề cấu tạo nguyên lý hoạt động, mô hình toán học động cơ, cấu trúc biến đổi điện tử công suất, vấn đề điều khiển dòng điện động cơ, phương pháp chuyển mạch pha Do có tính phi tuyến cao nên việc điều khiển SRM dùng điều khiển mờ cho kết tốt Trong đề tài này, điều khiển tốc độ mờ xây dựng nhằm thay điều khiển PI kinh điển, đồng thời bù góc chuyển mạch pha động sử dụng điều khiển mờ đưa vào hệ thống nhằm giảm độ nhấp nhô moment động Các vấn đề nghiên cứu minh chứng mô phần mềm Matlab/Simulink Chương Giới thiệu Chương GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan Động từ trở( Switched Reluctance Motor = SRM) đời từ cách 150 năm Nhờ phát triển kỹ thuật van bán dẫn công suất, SRM đời dựa động từ trở truyền thống ( conventional reluctance machine) nhằm đáp ứng yêu cầu thay đổi tốc độ Tên gọi switched reluctance lần S.A Nasa gọi mô tả hai đặc điểm động cơ: (a) Switched - tức động phải hoạt động chế độ chuyển mạch liên tục, lý mà loại động phát triển đời van bán dẫn công suất; (b) Reluctance –cả stator rotor động có từ trở thay đổi, rotor stator có cực từ lồi Cũng nói SRM tiền thân động bước đại Ý tưởng dùng SRM chế độ chuyển mạch liên tục cách điều khiển van công suất Nasar [1], Frech [2], Koch [4] Lawrenson [5] đề xuất vào năm 1960 mà thyristor công suất lớn đời Điểm quan trọng SRM cấu tạo đơn giản SRM nam châm vónh cữu chổi than Stator hình thành từ thép kỹ thuật điện có dạng cực từ lồi, hệ thống dây quấn pha nối độc lập Do dây quấn nên rotor lõi thép kỹ thuật điện có dạng cực từ lồi Vì cấu tạo đơn giản nên hệ truyền động dùng SRM hoạt động tin cậy, giá thành thấp có khả tương lai gần thay nhiều hệ truyền động dùng động không đồng động chiều 1.2 Ưu điểm ứng dụng động từ trở SRM có nhiều ưu điểm như: Chương Giới thiệu - Moment lớn động không đồng với hiệu suất lớn chút Hiệu suất động số khoảng thay đổi lớn tốc độ - Với công suất SRM có kích thước nhỏ động không đồng tiết kiệm vật liệu quán tính bé - Giá thành thấp: chi phí chế tạo, vật liệu bảo trì thấp, không dùng nam châm vónh cữu - Tốc độ cao khả tăng tốc lớn, đạt 100.000 v/ph dùng điều khiển phù hợp stator - Dễ làm mát toàn lượng nhiệt sinh phần tónh - Cấu trúc chắn SRM phù hợp môi trường khắc nghiệt môi trường có nhiệt độ cao độ rung động lớn - Các điều khiển SRM có ưu điểm so với loại khác Vì SRMû cần dòng chiều nên số lượng van điện tử cần thiết Bộ truyền động dùng cho SRM có độ tin cậy cao SRM có khả hoạt động van công suất pha bị hỏng gồm: Cùng với phát triển kỹ thuật điều khiển, ứng dụng SRM - Trong truyền động công nghiệp thông thường tâm - Trong ứng dụng đặc biệt như: máy nén, quạt gió, bơm, máy quay li - Trong ứng dụng dân dụng như: chế biến thực phẩm, máy giặt, máy hút bụi - Ứng dụng tàu điện - Trong hệ thống servo như: Tuy nhiên ưu điểm vừa nêu, SRM có số hạn chế - SRM chạy trực tiếp với nguồn DC AC mà phải thực chuyển mạch pha động dựa vào vị trí rotor Chương Giới thiệu - Do cấu trúc cực từ lồi rotor stator nên đặc tính từ thông SRM có tính phi tuyến lớn vấn đề phân tích điều khiển phức tạp - Moment động có độ nhấp nhô cao 1.3 Mục tiêu luận văn Mặc dù SRM có ưu điểm so với động cảm ứng vấn đề điều khiển lại phức tạp Do tính phi tuyến lớn nên việc xây dựng mô hình toán học cho SRM phức tạp Thời gian chuyển mạch pha phải xác tương thích với vị trí rotor cần biết xác vị trí rotor Moment động có độ nhấp nhô lớn hạn chế việc ứng dụng SRM đặc biệt hệ thống servo Đã có nhiều nghiên cứu SRM cho thấy độ nhấp nhô moment động giảm đáng kể cách điều khiển dạng dòng điện pha động việc thay đổi giá trị góc tắt θc Giá trị góc tắt θc cần thay đổi theo tốc độ tải động để giảm độ nhấp nhô moment động Đề tài nghiên cứu SRM phương diện: cấu tạo nguyên lý hoạt động, dạng mạch công suất dùng cho SRM, xây dựng mô hình toán học động dựa việc tuyến tính hóa gần đặc tính điện cảm động Kế tiếp khảo sát việc điều khiển SRM với mô hình vừa xây dựng với điều khiển dòng điện có trễ (Hysteresis current controller) Bộ điều khiển dòng điện có trễ thường sử dụng điều khiển SRM cấu trúc đơn giản dễ thực Tuy nhiên tần số chuyển mạch van công suất phải thay đổi nhằm trì dãi trễ dòng điện gây nên nhiễu âm không mong muốn Vấn đề thường khắc phục điều khiển dòng điện kiểu điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation = PWM) Cuối vấn đề áp dụng kỹ thuật điều khiển mờ điều khiển SRM Bộ điều khiển mờ tốc độ thay điều khiển kiểu PI kinh điển nhằm nâng cao chất lượng điều khiển Do tính phi tuyến cao nên dòng điện SRM số moment tổng sinh có độ nhấp nhô lớn Một bù góc tắt dùng logic mờ xây dựng nhằm giảm độ nhấp nhô moment động cách thay đổi góc tắt tùy theo tốc độ rotor dòng điện động 1.4 Cấu trúc luận văn Luận văn gồm nội dung sau: Chương giới thiệu tổng quan SRM như: lịch sử phát triển SRM, ưu nhược điểm nó, vấn đề tồn điều khiển SRM mục tiêu đề tài nêu Chương Giới thiệu Chương mô tả cấu tạo hoạt động SRM phương diện vật lý toán học Mô hình toán học cho SRM theo phương pháp từ thông tuyến tính dựa theo đặc tính điện cảm động xây dựng Từ phương trình mô tả toán học xây dựng mô hình toán học cho SRM 6/4 Matlab/Simulink Chương nghiên cứu vấn đề điều khiển SRM với điều khiển dòng điện có trễ điều khiển dòng điện theo phương pháp điều chế độ rộng xung Một số dạng mạch chuyển đổi điện tử công suất dùng cho SRM đề cập Chương trình bày kết mô hệ điều khiển SRM với điều khiển dòng điện có trễ điều khiển dòng điện theo nguyên tắc điều chế độ rộng xung đồng thời phân tích kết mô Chương phần ứng dụng kỹ thuật điều khiển mờ để điều khiển động từ trở nhằm nâng cao chất lượng điều khiển Chương tổng quát lại vấn đề mà đề tài giải đưa số đề nghị hướng phát triển đề tài Chương Mô hệ thống điều khiển SRM 30 Chương MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SRM Như trình bày chương 3, hệ truyền động dùng SRM với vòng hồi tiếp dòng điện thường có phương pháp điều khiển điều khiển kiểu dòng điện có trễ(Hysteresis current controller) phương pháp điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation = PWM) Cả phương pháp băm điện áp cung cấp cho cuộn dây pha SRM với tần số cao Ở điều khiển dòng điện có trễ, tần số băm thay đổi để giữ dòng điện pha dãi trị số , điều gây nhiễu âm không mong muốn Trong phương pháp điều chế độ rộng xung, tần số băm giữ không đổi mà thay đổi chu kỳ bổn phận 4.1 Xây dựng chương trình mô hệ truyền động dùng SRM Matlab/Simulink Sơ đồ điều khiển SRM dùng điều khiển dòng điện có trễ xây dựng Matlab/Simulink hình 4.1 ew Ire f tin hieu kich diều khiển tốc dộ Va Va chon pha kich Vb Vb moment Dong cua SRM Vc Vc toc Moment[N.m] vi tri rotor Khối chọn pha kích wdat Tốc độ đặt I Iref Iref Khối điều khiển dòng điện có trễ speed[rad/s] Tl moment tải TL vi tri rotor Mô hình SRM Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển SRM Matlab Chương Mô hệ thống điều khiển SRM 31 4.1.1 Khối mô hình SRM Khối xây dựng theo phương pháp thông số trình bày chương gồm khối: tính toán điện cảm, tính toán môment, tính dòng điện pha tốc độ Sơ đồ cụ thể trình bày chương 4.1.2 Khối chọn góc kích Khối làm nhiệm vụ chọn pha kích thích Ngõ vào khối vị trí rotor dòng chuẩn Xét dạng điện cảm lý tưởng hình 4.2 Nếu tốc độ ω > vị trí rotor nằm khoảng kích thích pha tương ứng Nếu dòng điện pha tồn khoảng sinh moment dương Nếu sai lệch tốc độ eω = ωđặt - ωr >0 cần phải tăng tốc động moment động sinh Te phải lớn moment tải TL Khi muốn giảm tốc động có cách: - Hoặc kích thích pha tương ứng có điện cảm âm, lúc moment động sinh có giá trị âm làm động giảm tốc Phương pháp cho đáp ứng nhanh thường có vọt lố - Không kích thích stator, moment sinh 0, moment tải làm giảm tốc độ rotor Phương pháp cho đáp ứng trơn thời gian xác lập lâu L Lmin θ θ1 θ2 Hình 4.2 Các khoảng dùng chọn pha kích Tín hiệu kích pha có giá trị có giá trị vị trí rotor tương ứng với pha nằm khoảng góc kích góc tắt tức θ0 < θ < θc, ngược lại tín hiệu kích Chương Mô hệ thống điều khiển SRM 32 Sơ đồ khối chọn pha kích hình 4.3 tetaon Mux degree to radian tetaoff f(u) em f(u) Iref degree to radian tetaon tetaoff Mux f(u) modulo pi/2 (pha A) tín hiệu kích pha A f(u) vi tri rotor modulo pi/2 (pha B) tín hiệu kích pha B Mux f(u) tin hieu kich tín hiệu kích pha C modulo pi/2(pha C) Hình 4.3 Sơ đồ khối chọn pha kích 4.1.3 Khối điều khiển dòng điện có trễ Khối làm nhiệm vụ điều khiển dòng điện động nằm vùng giá trị lân cận dòng điện chuẩn Ngõ vào khối dòng điện chuẩn, dòng điện pha động tín hiệu chọn pha kích Khi pha kích thích tức tín hiệu kích 1: - Bộ điều khiển cấp nguồn +Vdc cho cuộn dây pha dòng pha Ipha < Iref -ΔI - Cấp nguồn –Vdc Ipha > Iref +ΔI, với 2ΔI độ rộng dải trễ - Ngoài điều khiển phải cung cấp điện áp –Vdc ngưng kích thích dòng điện pha giảm Chương Mô hệ thống điều khiển SRM 4.4 33 Sơ đồ khối điều khiển dòng điện có trễ Matlab/Simulink hình Iref |u| Abs ia Va ia* ib Vb0 Vb ib* chon pha kich m Vc0 3 Dong cua SRM Vc m OR OR OR Hình 4.4 Sơ đồ khối điều khiển dòng điện có trễ 4.1.4 Khối điều khiển tốc độ Đây vòng hồi tiếp tốc độ hiệu chỉnh kiểu PI Từ sai lệch tốc độ tốc độ sai lệch tốc độ khối điều khiển tốc độ đưa dòng chuẩn để có tốc độ mong muốn Sơ đồ điều khiển tốc độ hình 4.5 Ki 1 -K- sai lệc h tốc độ 1/s Iref Ki/Ti Hình 4.5 Khối điều khiển tốc độ kiểu PI 4.2 Kết mô với điều khiển dòng điện có trễ dùng hiệu chỉnh PI 4.2.1 Kết mô với tốc độ đặt 700 rad/s, góc mở θ0 = 00 góc tắt θc =400 Chương Mô hệ thống điều khiển SRM 34 ω[ra/s] 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t[s] 0.8 0.9 Hình 4.6 Đáp ứng tốc độ Te[N.m] 24 22 20 18 16 14 12 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Hình 4.7 Quá trình biến thiên moment động Ban đầu động khởi động không tải, 0.5s có tải 1.5 N.m t[s] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 76 phải thay đổi góc tắt để có độ nhấp nhô moment nhỏ Đã có nhiều tác giả thực phương pháp Trong đề tài này, bù góc tắt sử dụng kỹ thuật logic mờ đưa vào hệ thống nhằm giảm độ nhấp nhô moment động 5.4.1 Giảm độ nhấp nhô môment SRM thay đổi góc tắt 5.4.1.1 Sự thay đổi độ nhấp nhô moment theo góc tắt Khi sử dụng biến đổi công suất kiểu van công suất cho pha, dòng điện pha SRM trình tắt là: i (t ) = i0 e ( − t / c1 ) − (V / Rx )(1 − e ( − t / c1 ) (5.31) với: - i0 dòng điện ban đầu thời điểm tắt, - V điện áp đặt vào cuộn dây pha thời điểm tắt, - c1 = L(θ c ) / R số thời gian tắt, - L(θ0) điện cảm pha thời điểm tắt - Giá trị Rx cho bởi: Rx = R + dL ω dθ (5.32) từ (5.31) (5.32) ta thời gian cần thiết để dòng điện pha giảm là: td = − L(θ c ) V ln( ) Rs R x i0 + V (5.33) từ công thức (5.33) ta thấy thời gian để tắt dòng điện pha td điều chỉnh cách thay đổi góc tắt θc Sự thay đổi độ nhấp nhô moment theo góc tắt θc minh họa hình 5.38 Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 77 T[N.m] 1.2 Ta Tb 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 5030 5060 5090 (a) Te[N.m] 5120 vị trí rotor 1.2 0.8 0.6 0.4 độ nhấ p nhô 0.2 -0.2 5030 5060 5090 5120 vị trí rotor [độ ] (b) Hình 5.38 (a) Moment pha A pha B, (b) Moment tổng góc tắt 27.60 Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 78 Te [N.m] 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 độ nhấ p nhoâ moment -0.2 80 100 120 140 160 180 vị trí rotor [độ ] (a) T[N.m 1.2 Tb Ta 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 80 100 120 140 160 180 (b) vị trí Hình 5.39 (a) Moment pha A moment pha B, (b) Moment tổng SRM góc tắt 25,70 Từ hình 5.38 5.39 ta thấy với tốc độ moment tải, góc tắt θc khác độ nhấp nhô moment thay đổi Điều chứng tỏ với tốc độ tải khác có giá trị góc tắt θc moment sinh nhấp nhô Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 79 5.4.1.2 Giảm nhỏ độ nhấp nhô moment bù góc tắt Sơ đồ hệ thống điều khiển SRM với bù góc tắt hình 5.40 + V - Bộ biến đổi công suất θc SRM θ0 Bộ điều khiển dòng điện có trễ Iref Bộ bù góc tắt dùng logic mờ Bộ điều khiển tốc độ + ωref ω Hình 5.41 Sơ đồ điều khiển SRM dùng bù góc tắt Sơ đồ điều khiển giống sơ đồ điều khiển SRM dùng điều khiển dòng điện có trễ vừa xét chương Tín hiệu ngõ điều khiển tốc độ dòng điện chuẩn Iref Bộ điều khiển dòng điện có trễ đóng ngắt van công suất để dòng điện pha SRM dòng chuẩn Iref Ban đầu SRM hoạt động với góc tắt ban đầu θc0, để giảm độ nhấp nhô moment góc tắt θc bù thêm lượng Δθ : θ c = θ co + Δθ (5.34) giá trị bù Δθ tùy thuộc vào tốc độ ω dòng điện động Δθ (ω , i ) Vì sử dụng điều khiển dòng điện có trễ nên dòng điện I SRM thay dòng điện chuẩn Iref ta có quan hệ Δθ (ω , i ref ) Từ mô chương 4, với giá trị tốc độ ω dòng chuẩn Iref ta tìm giá trị Δθ để có độ nhấp nhô moment nhỏ Hình 5.42 tập mờ xây dựng cho biến đầu vào tốc độ ω, dòng điện chuẩn Iref đầu Δθ Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM Z S M/S 100 Z M M/H 300 400 M M/H H 4.5 7.5 M/S M M/H H 200 S 80 M/S H 500 VH 600 ω(rad/s) VH 0 1.5 Z S Iref [A] VH 0 10 Δθ[0] 12 Hình 5.42 Các tập mờ đầu vào Iref, ω đầu Δθ I(A) ω(rad/s) Z S M/S M M/H H VH Z S M/S M M/H H VH VH VH VH VH H M/H M VH VH VH H M/H M M/S VH VH H M/H M M/S S VH H M/H M M/S S Z H M/H M M/S S Z Z M/H M M/S S Z Z Z M M/S S Z Z Z Z Bảng 5.3 Các qui luật điều khiển Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 81 Các luật điều khiển mờ trình bày bảng 5.3 Luật điều khiển có dạng: R (l) : Nếu x A1 x A2 (5.35) z C1 với R(l) luật thứ l, xj biến ngôn ngữ đầu vào z biến ngôn ngữ đầu ra, Ai, Ci tập mơ đầu vào đầu Trong trường hợp xj tốc độ ω dòng chuẩn Iref, z lượng bù Δθ Phương pháp hợp thành mờ sử dụng phương pháp MAX – MIN, phương pháp giải mờ sử dụng phương pháp điểm trọng tâm ew Iref Iref Va Va góc bù tin hieu kich chon pha kich Vb Vb moment Dong cua SRM Vc Vc toc diều khiển tốc dộ vi tri rotor Khối chọn pha kích 50 I Iref Khối điều khiển dòng điện có trễ Tốc độ đặt speed[rad/s] 2.5 TL vi tri rotor moment tải Mô hình SRM hồi tiếp vị trí Out góc bù In hồi tiếp dòn g diện Out Bộ bù góc kích dùn g logic mờ In hồi tiếp tốc dộ Out In Hình 5.43 Sơ đồ điều khiển SRM có bù góc kích dùng logic mờ Sơ đồ mô SRM với bù góc tắt dùng logic mờ hình 5.43 5.4.2 Kết mô 5.4.2.1 Khi không bù góc tắt SRM hoạt động với góc tắt θco = 300 Moment[N.m] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 82 Te[N.m] 2.4 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 t[s] Hình 5.44 Tốc độ 50 rad/s, moment tải 1.5 N.m Te[N.m] 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.2 0.205 0.21 0.215 Hình 5.45 Tốc độ 100 rad/s 0.22 t[s] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 83 T e[N.m] 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.1 0.105 0.11 0.115 0.12 t[s] Hình 5.46 Tốc độ 200 rad/s Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.3 0.302 0.304 0.306 Hình 5.47 Tốc độ 300 rad/s 0.308 0.31 t[s] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 84 Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.2 0.202 0.204 0.206 0.208 0.21 t[s] 0.09 0.1 t[s] Hình 5.48 Tốc độ 500 rad/s 5.3.2.2.Kết mô với bù Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 5.49 Tốc độ 50 rad/s Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 85 Te[N.m] 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.14 0.15 t[s] Hình 5.50 Tốc độ 100 rad/s Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 0.1 0.11 0.12 0.13 Hình 5.51 Tốc độ 200 rad/s t[s] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 86 Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.2 0.202 0.204 0.206 0.208 0.21 t[s] 0.204 0.205 Hình 5.52 Tốc độ 300 rad/s Te[N.m] 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 0.2 0.201 0.202 0.203 Hình 5.53 Tốc độ 500 rad/s t[s] Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 87 5.3.3.Phân tích độ nhấp nhô moment Để đánh giá độ nhấp nhô moment có bù góc tắt cần phải có phương pháp tính độ nhấp nhô moment Thường có phương pháp tính độ nhấp nhô moment Phương pháp 1: Độ nhấp nhô moment τripple tính theo công thức: τ ripple = t2 TL (t − t1 ) ∫t1 Te − TL dt (5.35) với t1 t2 khoảng thời gian trạng thái xác lập Phương pháp 2: Tính độ nhấp nhô moment thông qua độ nhấp nhô tốc độ Ta định nghóa T = θS /ω0 với θS = 2π / qNr góc nhảy ω0 tốc độ trung bình trạng thái xác lập Nếu SRM có moment quán tính J độ biến thiên tốc độ là: t ω (t ) − ω (t1 ) = ∫ (Te (t ) − TL )dt J t1 (5.36) với định nghóa độ nhấp nhô moment là: τ ripple = TL T t2 ∫T e − TL dt (5.37) t1 Bằng cách chọn khoảng thời gian ( t1 ,t2 ) cho độ nhấp nhô moment dương khoảng thời gian ( t2, t1 + T) cho độ nhấp nhô moment âm viết lại biểu thức (5.37) sau: τ ripple = TL T t +T ∫ Te − TL dt = t1 ω0 θs t1 +T ⎞ ⎛ t2 ⎜ (Te (t ) − TL )dt − (Te (t ) − TL )dt ) ⎟ = J (ω max −ω ) ∫ ∫ ⎟ θ s TL ⎜t t2 ⎠ ⎝1 (5.38) Ở ta đánh giá độ nhấp nhô moment theo phương pháp kết bảng 5.3 Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM 88 Bảng 5.4 Bảng so sánh độ nhấp nhô moment trường hợp Tốc độ (rad/s) Độ nhấp nhô moment (%) Khi chưa bù Khi có bù 50 7.27 3.11 100 7.85 3.7 200 8.22 4.47 300 7.78 5.56 500 6.57 4.92 5.4.3 Nhận xét kết - Khi không bù góc tắt, độ nhấp nhô moment động lớn tốc độ thay đổi khoảng rộng - Ban đầu SRM hoạt động với góc tắt 300 bù thêm lượng Δθ tùy thuộc tốc độ dòng điện SRM Khi có bù góc tắt, độ nhấp nhô moment giảm đáng kể (xem bảng 5.4), đặc biệt tốc độ thấp - Ở tốc độ cao, tác dụng việc bù góc tắt hơn, điều có nguyên nhân sau: + Khi tốc độ cao, góc tắt phải nhỏ, góc tắt ban đầu chọn gần với giá trị góc tắt tối ưu, nên việc bù thêm góc tắt không cần thiết + Ở tốc độ cao khó điều khiển dạng dòng điện sức điện động tự cảm pha dây quấn lớn, dạng moment khó điều khiển Mặc dù độ nhấp nhô moment lớn tốc độ nhấp nhô có quán tính lớn tốc độ cao Chương Kết luận đề nghị 89 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận Luận văn nghiên cứu vấn đề sau: Xây dựng mô hình toán học cho SRM dựa theo mô hình điện cảm tuyến tính Ở phương pháp này, đặc tính điện cảm SRM phân tích Fourier lấy số hạng đầu Việc lấy tới số hạng bậc cho kết gần giống đặc tính điện cảm thực tế Nghiên cứu phương pháp điều khiển SRM thường dùng phương pháp điều khiển dòng điện có trễ phương pháp điều khiển dòng điện theo nguyên tắc điều chế độ rộng xung Phương pháp điều khiển theo nguyên tắc dòng điện có trễ cho đáp ứng nhanh, dễ thực thi thực tế van công suất phải đóng ngắt khoảng tần số thay đổi lớn Phương pháp điều khiển theo nguyên tắc điều chế độ rộng xung khắc phục nhược điểm Khảo sát thay đổi độ nhấp nhô moment SRM theo tốc độ theo góc tắt θc Với góc tắt, độ nhấp nhô moment thay đổi lớn theo tốc độ tải SRM Các pha SRM phải kích thích vị trí thích hợp rotor để tránh gây dao động lớn moment Nếu kích thích SRM vị trí rotor mà điện cảm giảm gây moment âm, tốc độ dao động mạnh Do tính phi tuyến cao nên việc điều khiển SRM PI kinh điển cho chất lượng đáp ứng Khi dùng điều khiển PI, thường gây vọt lố cao tốc độ thấp Đồng thời đáp ứng hệ thay đổi mạnh thay đổi thông số moment quán tính, điện trở pha dây quấn Bộ điều khiển tốc độ dùng điều khiển mờ xây dựng nhằm thay điều khiển PI Khi dùng điểu khiển mờ, đáp ứng tốc độ có chất lượng tốt thể điểm: Chương Kết luận đề nghị 90 ¾ Không có vọt lố tốc độ ¾ Khi thay đổi moment quán tính, đáp ứng tốc độ không đổi Thậm chí moment quán tính hệ thống tăng, thời gian độ giảm xuống ¾ Khi thay đổi tải, tốc độ SRM bám theo tốc độ đặt tốt, với điều khiển PI, tốc độ bám theo tốc độ đặt chậm tốc độ thấp (kết mô chương 5) Bộ bù góc tắt dùng logic mờ đưa vào hệ thống nhằm làm giảm độ nhấp nhô moment SRM, kết mô cho thấy khả quan đặc biệt tốc độ thấp 6.2 Hướng phát triển đề tài ¾ Để kích thích pha SRM xác cần phải biết xác vị trí rotor Điều thực cách dùng cảm biến vị trí Nếu cảm biến cho thông tin không xác điều khiển SRM xác Đồng thời dùng cảm biến làm tăng thêm giá thành giảm độ tin cậy hệ thống truyền động Xu hướng truyền động điện đại không dùng cảm biến (sensorless) Với SRM, thông tin vị trí rotor xác định gián tiếp thông qua điện cảm động ¾ Trong phần dùng điều khiển mờ để điều khiển tốc độ SRM, phải điều chỉnh thông số điều khiển nhằm thỏa mãn dải thay đổi rộng tốc độ thông số hệ thống nên thời gian độ tăng lên Nếu dùng điều khiển mờ thích nghi làm giảm thời gian độ đáng kể ... KHIỂN MỜ ĐIỀU KHIỂN SRM Chương giới thiệu sơ lược lý thuyết điều khiển mờ, phần ứng dụng điều khiển mờ đểø điều khiển SRM Phần ứng dụng điều khiển mờ gồm phần, xây dựng điều khiển mờ tốc độ thay điều. .. Chương Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển SRM Tín hiệu x ∈ X đặt Mờ hóa Giải mờ Cơ chế suy diễn mờ Các tập mờ ∈ X 59 y∈Y Đối tượng điều khiển Các tập mờ ∈ Y Cơ sở tri thức mờ Bộ điều khiển mờ Hình... điều khiển mờ điều khiển SRM 61 5.3 Điều khiển tốc độ SRM dùng điều khiển mờ Sơ đồ điều khiển tốc độ SRM dùng điều khiển mờ thay điều khiển PI hình 5.15 + V - θc Bộ biến đổi công suất SRM θ0 Bộ điều