Điều khiển trực tiếp moment và từ thông động cơ (DSC) ứng dụng logic mờ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo NGOÂ QUANG BÌNH ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT VÀ TỪ THÔNG ĐỘNG CƠ (DSC) ỨNG DỤNG LOGIC MỜ Chuyên ngành Mã số ngành : : KỸ THUẬT ĐIỆN 2.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2005 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Ngô Quang Bình Phái: Nam Ngày tháng năm sinh : 1976 Nơi sinh: TPHCM Chuyên ngành : Kỹ thuật điện I-TÊN ĐỀ TÀI: Điều khiển trực tiếp moment từ thông động (DSC) ứng dụng logic mờ II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Ứng dụng logic mờ vào bảng tham chiếu quy luật đóng cắt khóa bán dẫn nghịch lưu để điều khiển trực tiếp moment từ thông động không đồng III-NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07/05/2005 IV-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/12/2005 V-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến só Phan Quốc Dũng VI-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… VII-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT CÁN BỘ NHẬN XÉT Ts Phan Quốc Dũng Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH Ngày tháng năm CHỦ NHỆM NGÀNH LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn giúp đỡ Trường Đại học Bách Khoa, phòng quản lý sau Đại học hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi để hòan thành tập luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tòan thể quý Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa, Thầy Cô giảng dạy năm học qua, đặc biệt: Thầy Ts Phan Quốc Dũng nhiệt tình hướng dẫn để hòan thành luận văn Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn đến tất thầy cô Luận án cao học CBHD: TS.Phan Quốc Dũng GIỚI THIỆU Lịch sử động điện bắt nguồn từ năm 1820 Hans Christian Oersted khám phá hiệu ứng từ dòng điện Một năm sau, Michael Faraday khám phá quay điện từ xây dựng mô hình động chiều Faraday tiếp tục khám phá tượng cảm ứng điện từ vào năm 1831, đến năm 1883 Tesla phát minh động không đồng xoay chiều Hiện có nhiều lọai động khác tất phát triển dựa lý thuyết Oersted, Faraday Tesla khám phá cách trăm năm động không đồng xoay chiều gọi động cảm ứng sử dụng phổ biến Hiện tại, giới khoảng 67% dùng động không đồng xoay chiều để biến đổi điện thành Điều cho thấy ưu điểm trội động không đồng xoay chiều so với lọai động khác : Không có chổi than có giá thành rẻ dễå dàng bảo trì, bảo dưỡng Có trọng lượng moment quán tính tương đối nhỏ Hiệu suất khả chịu tải tương đối cao Ổn định tốc độ cao Tuy nhiên có nhược điểm khó điều khiển tốc độ moment tải thay đổi Ngày với phát triển công nghệ bán dẫn lónh vực điện tử công suất có nhiều phương pháp điều khiển động không đồng xoay chiều.Nhìn chung chia phương pháp thành ba dạng điều khiển sau: Giới thiệu HVTH:Ngô Quang Bình Luận án cao học CBHD: TS.Phan Quốc Dũng Điều khiển vô hướng : dạng điều khiển dựa hệ số (V/f), dạng đơn giản dùng chủ yếu Điều khiển vector : dạng điều khiển có hồi tiếp moment từ thông, dạng điều khiển tốc độ moment có độ xác cao, nhược điểm khối lượng tính tóan lớn Điều khiển trường gia tốc: dạng điều khiển dựa việc trì biên độ góc pha số dòng điện stator đồng thời tránh độ điện từ Phương pháp điều khiển trực tiếp moment từ thông (DSC) dạng điều khiển vector có đặc điểm sau: Điều khiển trực tiếp từ thông moment Điều khiển gián tiếp dòng điện stator điện áp Dòng điện từ thông stator có dạng sin Phương pháp ổn định đáp ứng moment nhanh Tuy nhiên khối lượng tính toán lớn dẫn đến sai số điều khiển trạng thái xác lập thời trễ đòi hỏi thời gian tính toán lớn, ngày linh kiện khoá điện tử có khả vận chuyển mạch nhanh Ứng dụng ưu điểm thiết bị thời trễ giảm thiểu Hiện việc điều khiển thông minh với ứng dụng lý thuyết mờ, mạng neural, hệ mờ – neural, kỹ thuật dựa thuật toán di truyền ứng dụng rộng rãi với mục đích thay vấn đề điều khiển truyền thống dựa lý luận toán học mà số trường hợp không giải tính phức tạp vấn đề, vậy: Giới thiệu HVTH:Ngô Quang Bình Luận án cao học CBHD: TS.Phan Quốc Dũng Mục đích luận văn nghiên cứu đề xuất việc ứng dụng logic mờ (Fuzzy logic), sử dụng để điều khiển động không đồng theo phương pháp điều khiển mô mement trực tiếp Nhiệm vụ luận văn yêu cầu giải công việc sau: Xây dựng mô hình động không đồng Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển DSC Mô hệ truyền động động không đồng theo phương pháp DSC Nghiên cứu ứng dụng logic mờ phương pháp điều khiển DSC Mô hệ thống điều khiển trực tiếp dtc dùng logic mờ Kết luận Phương pháp nghiên cứu: Để mô huấn luyện ta sử dụng phần mềm ta sử dụng phần mềm Matlab/Simulink Sơ đồ hệ thống DSC ứng dụng logic mờ chia làm ba phần riêng biệt: Khâu mờ hóa đầu vào moment, từ thông, góc theta Luật điều khiển Khâu giải mờ Tính chất mẻ luận văn: Thiết lập mô hình bảng tham chiếu quy luật đóng cắt khóa bán dẫn nghịch lưu logic mờ Kết luận văn: Nghiên cứu sử dụng để phục vụ cho sinh viên ngành kỹ thuật điện lãnh vực truyền động điện, làm sở để xây dựng mô hình thực tập Giới thiệu HVTH:Ngô Quang Bình Luận án cao học CBHD: TS.Phan Quốc Dũng Thuyết minh luận văn: Gồm phần giới thiệu, 04 chương nội dung, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục Giới thiệu HVTH:Ngô Quang Bình MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT VÀ TỪ THÔNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (DSC) 1.1 Giới thiệu 1.2 Nguyên lý họat động 1.3 Tổng quát phương pháp điều khiển moment trực tiếp động không đồng - Ưu khuyết điểm - Mô hình tổng quát XÂY DƯNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MOMENT TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 2.1 Các phương trình 10 2.2 Mô hình trạng thái động hệ tọa độ stator 12 2.3 Xây dựng mô hình động hệ tọa độ stator Matlab 18 2.4 Xây dựng mô hình ước tính từ thông mô Matlab 19 2.5 Xây dựng mô hình mô khâu tính tóan moment 21 2.6 Xây dựng mô hình mô khâu chuyển hệ tọa độ cực 21 2.7 Xây dựng mô hình mô khâu so sánh trễ 22 2.8 Xây dựng mô hình mô bảng tham chiếu quy luật đóng cắt khóa bán dẫn nghịch lưu 23 2.9 Kết mô 24 2.10 Kết luận 54 GIỚI THIỆU FUZZY LOGIC 55 3.1 Tổng quát 56 3.1.1 Khái niệm 56 3.1.2 Mô hình hệ thống Fuzzy 56 3.1.3 Khả hệ thống Fuzzy 56 3.2 Các dạng hệ thống mờ 57 3.2.1 Phân lọai hệ thống mờ 57 3.2.2 Cơ sở luật mờ suy luận mờ 58 3.2.3 Mờ hóa giải mờ 60 3.2.4 Luật mờ IF-THEN 63 3.3 Ưu điểm Fuzzy logic 64 3.4 Phạm vi ứng dụng 64 3.5.Ứng dụng luận văn 64 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT VÀ TỪ THÔNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ỨNG DỤNG LOGIC MỜ 65 4.1 Giới thiệu: 66 4.2 Thay bảng tham chiếu quy luật đóng cắt khóa bán dẫn nghịch lưu logic mờ 66 4.3 Kết mô 72 4.4 Kết luận 101 PHỤ LỤC 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO Luận án cao học -1- CBHD: TS.Phan Quốc Dũng ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (DIRECT SELF CONTROL-DSC) NỘI DUNG 1.1 Giới thiệu 1.2 Nguyên lý họat động 1.3 Tổng quát phương pháp điều khiển moment trực tiếp động không đồng - Ưu khuyết điểm - Mô hình tổng quát Chương HVTH:Ngô Quang Bình -107- Luận án cao học y6=0; y7=0; y8=0; y9=0; y10=0; y11=0; y12=0; CBHD: TS.Phan Quốc Dũng %theta6 %theta7 %theta8 %theta9 %theta10 %theta11 %theta12 elseif((u1>d1)&&(u1e1)&&(u1f1)&&(u1g1)&&(u1h1)&&(u1i1)&&(u1k1)&&(u1l1)&&(u1