Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc với phương pháp điều chế Vecto không gian (Luận văn thạc sĩ)
i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ ROTOR LỒNG SÓC VỚI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VECTO KHÔNG GIAN LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Thái Nguyên – 2020 Thái Nguyên - 20 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ ROTOR LỒNG SĨC VỚI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VECTO KHÔNG GIAN Ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 852 02 16 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Người hướng dẫn khoa học PGS.TS.Lại Khắc Lãi Thái Nguyên - 2020 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: Tên đề tài Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 1.1 BIỂU DIỄN HỆ THỐNG ĐIỆN PHA VÀ PHÉP CHUYỂN ĐỔI HỆ TRỤC TỌA ĐỘ 1.1.1 Biểu diễn hệ thống pha hệ tọa độ tự nhiên (a,b,c) 1.1.2 Biểu diễn hệ thống pha hệ tọa độ quay (α,β) 1.1.4 Công thức chuyển đổi Park: 14 1.2 BIẾN TẦN: 15 1.2.1 Tổng quan biến tần 15 1.2.2 Điều chế độ rộng xung tuyến tính 16 1.2.3 Điều chế véc tơ không gian 18 1.3 ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN 24 1.3.1 Bộ điều khiển PI 24 1.3.2 Bộ điều khiển cộng hưởng tỉ lệ (PR - Proportional Resonant) 25 1.3.3 Bộ điều khiển phản hồi trạng thái 26 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 26 CHƯƠNG 27 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BỘ PHA VỚI BIẾN TẦN ĐIỀU CHẾ VÉC TƠ KHÔNG GIAN 27 2.1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 27 2.1.1 Tổng quan cấu tạo, nguyên lý làm việc 27 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi iv 2.1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ: 34 2.2 MƠ HÌNH TỐN HỌC ĐỘNG CƠ DỊ BỘ PHA 35 2.3 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ 41 2.3.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 41 2.3.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ: 43 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 45 CHƯƠNG ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ PHA 46 3.1 LOGIC MỜ 46 3.1.1 Khái niệm 46 3.1.2 Các phép toán tập mờ 48 3.1.3 Biến ngôn ngữ 50 3.1.4 Luật hợp thành 51 3.1.5 Các khối điều khiển mờ 51 3.1.6 Các bước tổng hợp điều khiển mờ 53 3.2 TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO MẠCH VỊNG VỊ TRÍ 54 3.2.1 Giới thiệu hệ thống 54 3.2.2 Thiết kế điều khiển mờ (FLC - Fuzzy Logic Control) 55 3.3.2 Thông số kịch mô 58 3.3.3 Kết mô 59 3.3.4 Nhận xét 59 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi v LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Thị Thu Trang Sinh ngày 01 tháng năm 1986 Học viên lớp cao học khoá 17 – Kỹ thuật điều khiển tự động hố – Trường Đại học Cơng nghệ thơng tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên Hiện công tác Khoa Điện, Điện lạnh Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Bắc Ninh Tôi xin cam đoan: Bản luận văn: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng rotor lồng sóc với phương pháp điều chế véc tơ không gian” thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi hướng dẫn công trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ rang Các số liệu, kết luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nếu sai tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Bắc Ninh, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thu Trang Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi vi LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi, luận văn với đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng rotor lồng sóc với phương pháp điều chế véc tơ khơng gian” hồn thành Tác giả xin bảy tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Phòng quản lý đào tạo sau đại học, thầy giáo, giáo Khoa Cơng nghệ Tự động hố Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trình nghiên cứu đề tài Tồn thể đồng nghiệp, bạn bè, gia đình người thân quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập hoàn thành luận văn Bắc Ninh, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thu Trang Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Chú thích ĐCXCBP Động xoay chiều ba pha PWM Điều chế độ rộng xung SVM Điều chế véc tơ không gian SPWM Điều chế độ rộng xung dựa sóng mang (sin) AC Điện áp xoay chiều FLC Điều khiển logic mờ ĐCMC Động chiều ZSS Zero sequence signal PR Proportional Resonant 10 CB – PWM Carrier Based Pulse With 11 ĐCKĐB Động không đồng Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Giá trị điện áp trạng thái đóng cắt van 19 Bảng 1.2 Trạng thái đóng ngắt van ứng với 24 vector chuẩn sector DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Sơ đồ đấu dây điện áp stator ĐCKĐB ba pha Hình 2: Vector khơng gian điện áp stator hệ tọa độ αβ Hình 1.3: Biểu diễn vectơ khơng gian hệ tọa độ αβ, hệ tọa độ dq Hình 1.4: Mơ hình động hệ tọa độ αβ 10 Hình 1.5 Mơ đáp ứng tốc độ động hệ tọa độ αβ 10 Hình 1.6: Dịng điện động hệ αβ 11 Hình 1.7: Mơ hình động hệ dq 12 Hình 1.8: Mơ đáp ứng tốc độ động hệ tọa độ dq 13 Hình 1.9: Mơ dịng điện động hệ tọa độ dq 13 Hình 1.10: Chuyển đổi từ hệ qui chiếu αβ sang hệ qui chiếu dq 14 Hình 11: Sơ đồ khối diều chế độ rộng xung dựa sóng mang 17 Hình 12: Dạng sóng điều chế 18 Hình Cấu tạo động điện không đồng pha 27 Hình 2 Cấu tạo lõi thép stato 28 Hình a) Dây quấn rơto lồng sóc; b) Lõi thép rôto; c) Ký hiệu sơ đồ 29 Hình a) Cách nối dây hình ; b) Ký hiệu sơ đồ 30 Hình Kết cấu động không đồng rôto dây quấn 31 Hình Nguyên lý hoạt động động điện không đồng 31 Hình Mặt cắt ngang động 33 Hình Tương quan hệ tọa độ αβ tọa độ ba pha a, b, c 38 Hình Cuộn dây pha nhìn αβ 38 Hình 10 Chuyển sang hệ tọa độ 39 Hình 11 Các đại lượng is, ψr động hệ tọa độ 40 Hình 12 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện 41 Hình 13 Sơ đồ thu gọn mạch vịng dịng điện 42 Hình 14 Sơ đồ thu gọn mạch vòng tốc độ 43 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi ix Hình 1: Độ cao, miền xác định, miền tin cậy tập mờ 47 Hình 2: Các dạng hàm liên thuộc tập mờ 48 Hình 3: Hợp hai tập mờ có tập tập 49 Hình 4: Giao hai tập mờ có tập tập 49 Hình 5: Tập bù A tập mờ 50 Hình 6: Các khối chức điều khiển mờ 52 Hình 7: Cấu trúc tổng quát hệ mờ 53 Hình 8: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí động điện không đồng 54 Hình 9: Cấu trúc điều khiển mờ theo mơ hình Mamdani 55 Hình 10: Hàm liên thuộc đầu vào (E) 56 Hình 11: Hàm liên thuộc đầu vào (TE) 56 Hình 12: Hàm liên thuộc đầu (U) 56 Hình 13: Quan hệ biến vào-ra FLC 57 Hình 14: Sơ đồ mô 58 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần q trình cơng nghiệp hoá đại hoá ngày phát triển mạnh mẽ Do động điện đóng vai trị quan trọng ngành sản xuất đời sống Vì loại động điện chế tạo ngày hồn thiện hơn, động điện không đồng pha chiếm tỉ lệ lớn ngành công nghiệp động không đồng pha có nhiều ưu điểm việc khởi động dễ dàng, giá thành rẻ, vận hành êm, kích thước nhỏ gọn, làm việc chắn, đặc tính làm việc tốt, bảo quản đơn giản, chi phí vận hành bảo trì thấp Tuy có nhược điểm đặc tính phi tuyến mạnh nên trước với phương pháp điều khiển đơn giản, loại động phải nhường chỗ cho động điện chiều không ứng dụng nhiều Với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học kỹ thuật, ngày kỹ thuật vi xử lý, điện tử công suất cộng lý thuyết điều khiển, truyền động việc ứng dụng động không đồng pha ứng dụng rộng rãi hệt thống truyền động điện điều chỉnh tốc độ máy sản xuất, thay dần động chiều Vì việc nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng rotor lồng sóc với phương pháp điều chế véc tơ không gian vấn đề cấp thiết Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài đưa giải pháp nâng cao chất lượng điều khiển vị trí hệ Biến tần động khơng đồng bộ, làm tiền đề để ứng dụng hệ thống dây chuyền sản xuất thực tế Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 51 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang 3.1.4 Luật hợp thành - Xét hai biến ngôn ngữ Biếnnhận giá trị (mờ) A có hàm liên thuộc A(x) nhận giá trị (mờ) B có hàm liên thuộc B(y) hai biểu thức: A; B gọi hai mệnh đề Luật điều khiển: = A = B gọi mệnh đề hợp thành - Xét mệnh đề hợp thành: = A = B; kỹ thuật điều khiển ta thường sử dụng nguyên tắc Mamdani “Độ phụ thuộc kết luận không lớn độ phụ thuộc điều kiện” Từ nguyên tắc ta có hai công thức xác định hàm liên thuộc cho mệnh đề hợp thành A B: công thức MINAB(x,y) = MIN {A(x)B(y)} công thức PROD: AB(x,y) = A(x)B(y) - Luật hợp thành tên chung gọi mơ hình R biểu diễn (một hay nhiều) hàm liên thuộc B(x,y) cho (một hay nhiều) mệnh đề hợp thành AB Một luật hợp thành có mệnh đề hợp thành gọi luật hợp thành đơn, có từ mệnh đề hợp thành trở lên gọi luật hợp thành phức + Cấu trúc SISO cấu trúc luật hợp thành có mệnh đề điều kiện mệnh đề kết luận mệnh đề đơn + Cấu trúc MISO cấu trúc luật hợp thành có mệnh đề điều kiện mệnh đề phức mệnh đề kết luận mệnh đề đơn 3.1.5 Các khối điều khiển mờ Một điều khiển mờ bao gồm khối bản: Khối mờ hoá, thiết bị hợp thành khối giải mờ Ngồi cịn có khối giao diện vào giao diện - Khối mờ hố: Có chức chuyển giá trị rõ biến ngôn ngữ đầu Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 52 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang vào thành véc tơ µ có số phần tử số tập mờ đầu vào - Thiết bị hợp thành: Có chất triển khai luật hợp thành R xây dựng sở luật điều khiển - Khối giải mờ: Có nhiệm vụ chuyển tập mờ đầu thành giá trị rõ y0 (ứng với giá trị rõ x0 để điều khiển đối tượng Hình 3.6: Các khối chức điều khiển mờ - Giao diện đầu vào: Thực việc tổng hợp chuyển đổi tín hiệu vào (từ tương tự sang số), ngồi cịn có thêm khâu phụ trợ để thực tốn động tích phân, vi phân, - Giao diện đầu ra: Thực chuyển đổi tín hiệu (từ số sang tương tự) để điều khiển đối tượng Bộ điều khiển mờ phân loại sau: Theo số lượng đầu vào đầu ra: + Bộ điều khiển mờ “Một vào - ra” (SISO); + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - ra” (MISO); + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - nhiều ra” (MIMO); Theo chất tín hiệu đưa vào điều khiển: + Bộ điều khiển mờ tĩnh Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 53 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang + Bộ điều khiển mờ động Cấu trúc tổng quát hệ điều khiển mờ hình 3.7 Hình 7: Cấu trúc tổng quát hệ mờ Với miền compact X ∈ Rn (n số đầu vào) giá trị vật lý biến ngôn ngữ đầu vào đường phi tuyến g(x) tùy ý liên tục đạo hàm X tồn điều khiển mờ có quan hệ: 3.1.6 Các bước tổng hợp điều khiển mờ Để tổng hợp điều khiển mờ cho hoạt động cách hồn thiện ta cần thực qua bước sau: Bước 1: Khảo sát đối tượng, từ định nghĩa tất biến ngôn ngữ vào, miền xác định chúng Bước 2: Mờ hoá biến ngôn ngữ vào/ra Bước 3: Xây dựng luật điều khiển (mệnh đề hợp thành) Bước 4: Chọn thiết bị hợp chọn nguyên tắc giải mờ Bước 5: Tối ưu hệ thống: Sau thiết kế xong điều khiển mờ, ta cần mơ hình hố mô hệ thống để kiểm tra kết quả, đồng thời chỉnh định lại số tham số để có chế độ làm việc tối ưu Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 54 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang 3.2 TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO MẠCH VỊNG VỊ TRÍ 3.2.1 Giới thiệu hệ thống Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng pha sử dụng biến tần điều chế véc tơ không gian (SVM) hình 3.8, bao gồm khối sau: Nguồn cung cấp UDC Điều khiển vị trí Điều khiển tốc độ chuyển đổi d,qα,β Điều khiển dòng điện n θ id iq chuyển đổi a,b,cd,q Điều chế véc tơ không gian Biến tần iA iB iC Sensor vị trí, tốc độ Động Hình 3.8: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí động điện không đồng Mạch lực bao gồm khối nguồn cung cấp chỉnh lưu cầu pha không điều khiển, có nhiệm vụ cung cấp điện áp chiều Udc cho biến tần; biến tần nguồn áp sử dụng IGBT; Động di pha có công suất 6kW Mạch điều khiển bao gồm chuyển đổi toa độ tham chiếu từ pha sang pha (a,b,cd,q), chuyển đổi từ hệ tọa độ pha cố định sang hệ tọa độ quay pha (d,qα,β); khối điều chế véc tơ không gian (SVM); điều Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 55 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang khiển dòng điện, điều khiển tốc độ điều khiển vị trí Các sensor tốc độ, dịng điện Ở chương đề cập việc thiết kế mạch vịng dịng điện mạch vịng tốc độ chương đề cập tới việc thiết kế điều khiển vị trí động dị pha cách ứng dụng logic mờ Các bước bao gồm: o Thiết kế điều khiển mờ cho mạch vịng vị trí o Mơ hình hóa mơ hoạt động tồn hệ thống 3.2.2 Thiết kế điều khiển mờ (FLC - Fuzzy Logic Control) Bộ điều khiển mờ cho mạch vịng vị trí điều khiển mờ theo mơ hình Mamdani có đầu vào đầu có cấu trúc HÌnh 3.9 Hình 9: Cấu trúc điều khiển mờ theo mơ hình Mamdani Miền xác định biến ngơn ngữ cách mờ hóa chúng sau: Biến ngơn ngữ E sai lệch vị trí mong muốn vị trí thực tế hệ thống, biến có miền xác định từ -10 đến 10, có hàm liên thuộc dạng hàm Gauss2 Hình 3.10 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 56 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Hình 10: Hàm liên thuộc đầu vào (E) Biến ngơn ngữ TE tích phân sai lệch vị trí mong muốn vị trí thực tế hệ thống, biến có miền xác định từ -30 đến 30, có hàm liên thuộc dạng hàm Gauss Hình 3.11 Hình 11: Hàm liên thuộc đầu vào (TE) Biến ngơn ngữ U tín hiệu điều khiển, biến có miền xác định từ 20 đến 20, có hàm liên thuộc dạng hàm Gauss Hình 3.12 Hình 12: Hàm liên thuộc đầu (U) Luật hợp thành tuyến tính có dạng tổng qt sau: Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 57 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Nếu E = mfi TE = mfj U = mf(i+j) Ví dụ: Nếu E = zero TE = -1 U = -1 Nếu E = -2 TE = 2thì U = zero Nếu E = TE = U = ……………… Sử dụng luật hợp thành Max-min, giải mờ phương pháp điển tâm ta có quan hệ vào - điều khiển mờ biểu diễn Hình 3.13 Hình 13: Quan hệ biến vào-ra FLC 3.3 MƠ HÌNH HĨA, MƠ PHỎNG [3], [12] 3.3.1 Sơ đồ mơ Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 58 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Hình 14: Sơ đồ mơ Q trình mơ hệ thống thực phần mềm Matlab - Simulink Sơ đồ mơ hệ thống điều khiển vị trí động không đồng bộ điều khiển mờ biểu diễn Hình 3.14 3.3.2 Thơng số kịch mô a) Thông số mô Công suất động 6000W Điện áp 400V Tần số: 50Hz số đôi cực p = Mơ men qn tính động cơ: J = 0,05 Điện trở Stator RS = 0,6837 Điện cảm Stator LS = 0,004152H Điện trở Rotor RS = 0,451 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 59 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Điện cảm Rotor LS = 0,004152H Hệ số hỗ cảm Lm = 0,1486H Điện áp chiều Udc = 600V Tần số đóng cắt fs = 5000 b) Kịch mô - Thời gian mô phỏng: giây - Mô khảo sát đáp ứng mạch vịng tốc độ mạch vịng vị trí với tín hiệu đặt khác 3.3.3 Kết mơ Các kết mô biểu diễn hình từ Hình 3.15 đến Hình 3.19, đó: Hình 3.15 biểu diễn đáp ứng mạch vịng điều khiển tốc độ động với tín hiệu tham chiếu hàm bước nhảy Hình 3.16 biểu diễn đáp ứng mạch vòng điều khiển tốc độ động với tín hiệu tham chiếu hàm biến thiên liên tục Hình 3.17 biểu diễn đáp ứng dịng điện mạch stator động Hình 3.18 biểu diễn đáp ứng mạch vịng điều khiển vị trí động sử dụng điều khiển mờ với tín hiệu tham chiếu hàm bước nhảy Hình 3.19 biểu diễn đáp ứng mạch vịng điều khiển vị trí động sử dụng điều khiển mờ với tín hiệu tham chiếu biến thiên liên tục 3.3.4 Nhận xét Từ kết mô ta thấy đáp ứng độ hệ thống mạch vòng điều khiển tốc độ mạch vịng điều khiển vị trí với điều khiển mờ bám sát tín hiệu tham chiếu mong muốn Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 60 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Hình 15: Đáp ứng tốc độ động tín hiệu đặt hàm nấc Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 61 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Hình 16: Đáp ứng tốc độ động tín hiệu đặt thay đổi liên tục Hình 3.17: Đáp ứng dịng điện động thực điều khiển tốc độ Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 62 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang Hình 18: Đáp ứng vị trí động tín hiệu đặt hàm nấc Hình 19: Đáp ứng vị trí động tín hiệu đặt thay đổi liên tục 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương trình bày tổng quan logic mờ đề xuất thiết kế điều khiển mờ cho mạch vịng điều khiển vị trí động điện không đồng Đồng thời tiến hành mô hệ thống điều khiển vị trí động để kiểm nghiệm đề xuất nghiên cứu luận văn Các kết mô cho thấy hệ thống điều khiển vị trí động dị sử dụng biến tần điều chế véc tơ khơng gian với mạch vịng điều khiển dòng điện mạch vòng điều khiển tốc độ sử dụng PID kinh điển, mạch vòng điều khiển vị trí sử dụng điều khiển logic mờ đáp ứng yêu cầu chất lượng hệ thống Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 63 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đến luận văn hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ mơn Tự động hóa – Trường Đại học công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình tham gia khóa học Xin chân thành cảm ơn khoa sau đại học, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Luận văn với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng rotor lồng sóc với phương pháp điều chế véc tơ khơng gian” hoàn thành đạt số kết sau: - Nêu tổng quan lý thuyết sử dụng đề tài - Nêu phương pháp điều chế véc tơ không gian - Mô hệ thống điều khiển vị trí động phần mềm Matlab Similink Do hạn chế thời gian, trình độ nên luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót Tác giả mong nhận dẫn, góp ý thầy giáo, giáo đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành cảm ơn! Kiến nghị Kết luận văn dừng lại nghiên cứu lý thuyết, thông qua mô phần mềm Matlab Similink nhằm đánh giá chất lượng hệ Để nghiên cứu ứng dụng vào thực tế luận văn cần hoàn chỉnh mặt lý thuyết đồng thời phải kiểm nghiệm mơ hình thực tế, lúc có khả áp dụng vào thực tế sản xuất Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 64 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO * Tiếng Việt [1] Nguyễn Phùng Quang, Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, Nhà xuất Giáo dục, Năm 1998 [2] Nguyễn Phùng Quang, Andreas Dittrich , Truyền động điện thông minh, nhà xuất khoa học kỹ thuật 2002 [3] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink – Dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2004 [4] Đặng Văn Đào, Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh , Giáo trình máy điện, Nhà xuất Giáo dục 2005 [5] Nguyễn Bính, Điện tử cơng suất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2000 [6] Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất Tập , Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2007 [7] Lê Văn Doanh, Điện tử công suất Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2008 [8] Nguyễn Như Hiển, Lại Khắc Lãi, Hệ mờ mạng nơ ron kỹ thuật điều khiển, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 2007 * Tiếng Anh [9] C W Scherer, "Mixed H2/Hinfinity control for time-varying and linear parametrically-varying systems," International Journal of Robust and Non-linear Control, vol 6, pp 929 – 952, 1996 [10] C W Scherer and S.Weiland, Linear Matrix Inequalities in Control.: Lecture notes in DISC course, 2005 [11] A Packard, M Safonov, G Balas, and R Chiang, Robust control toolbox for use with Matlab.: The MathWorks, 2005 [12] P.M Young, M.P Newlin, and J.C Doyle, "Mu analysis with real parametric uncertainty," in IEEE Conference on Decision and Control, 1991, pp 1251 - 1256 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi 65 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nguyễn Thị Thu Trang [13] A Packard and J C Doyle, "The Complex Structured Singular Value," 1993 [14] Copyright © 2013- Texas Instrumentd Incorporated, Technical Reference Manual, SPRUHI9- February 2013 Submit Documentation Feedback [15] Texas Instruments, TMS320F2806xF InstaSPINTM- FOC User’s Guide, Literature number SPRUHJ1, February 2013 [16] D P Kothari and I J Nagrath; “Electric machine”; TMH Publishers second edition, Pp 250-260, 1998 [17] GE Digital Energy - GE Multilin Inc, SPM Synchronous Motor Protection and Control Instruction Manual for revision AB, 2012 [18] Sittipong Pengpraderm, Kreangsuk Kraikitrat, Somporn Ruangsinchaiwanich; “Automatic control of synchronous motor using PI controller for improving power factor”; Journal of Thai Interdisciplinary Research; Volume 12, Number 5, Pages 35 – 41; 31 October 2017 Hướng dẫn khoa học: Lại Khắc Lãi ... NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ ROTOR LỒNG SÓC VỚI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VECTO KHÔNG GIAN Ngành: Kỹ thuật điều khiển. .. tiêu ? ?Nghiên cứu hệ thống điều khiển vị trí động khơng đồng rotor lồng sóc với phương pháp điều chế véc tơ không gian? ?? Các mục tiêu cụ thể: + Tổng quan động không đồng pha + Hệ thống biến tần động. .. hợp mạch vịng điều khiển vị trí hệ thống biến tần điều chế véc tơ không gian Đối tượng nghiên cứu Hệ thống biến tần – động không đồng Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu lý