Nghiên cứu phát triển hệ thống điều khiển số tốc độ động cơ một chiều

kk ffffff i Ỹ THUẬT CÔNG NGHIỆP LÊ THỊ NGỌC OANH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tên là: Lê Thị Ngọc Oanh Ngày sinh: 07 tháng 12 năm 1986 Học viên lớp cao học K14–TĐH01 – Trƣờng Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Ngun Tơi xin cam đoan kết trình bày luận văn thân thực hiện, chƣa đƣợc sử dụng cho khóa luận tốt nghiệp khác Theo hiểu biết cá nhân, chƣa có tài liệu khoa học tƣơng tự đƣợc cơng bố, trừ thơng tin tham khảo đƣợc trích dẫn Thái nguyên, tháng năm 2014 Học viên Lê Thị Ngọc Oanh Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận văn, tác giả nhận đƣợc quan tâm lớn nhà trƣờng, khoa, phòng ban chức năng, thầy cô giáo đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Đào tạo Sau đại học, giảng viên tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Mai Hƣơng, Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên tận tình hƣớng dẫn trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Tiến Hƣng tạo điều kiện để tác giả hồn thành thí nghiệm điều kiện tốt Mặc dù cố gắng, song trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn cịn thiếu sót Tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hồn thiện có ý nghĩa ứng dụng thực tế Xin chân thành cảm ơn! NGƢỜI THỰC HIỆN Lê Thị Ngọc Oanh Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG CHỌN MẠCH LỰC VÀ TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT SỬ DỤNG THYRISTOR ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1.1 Lựa chọn động truyền động 1.1.1 Động không đồng : 1.1.2 Động đồng bộ: 1.1.3 Động điện chiều kích từ nối tiếp: 1.1.4 Động điện chiều kích từ độc lập: 1.1.5 Động điện chiều kích từ hỗn hợp: 1.2 Chọn phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động 1.2.1 Điều chỉnh điện trở phụ mạch phần ứng động 1.2.2 Điều chỉnh phƣơng pháp thay đổi từ thông 10 1.2.3 Điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng động 11 1.3 Chọn loại biến đổi 12 1.3.1 Hệ truyền động máy phát – động (F-Đ) 13 1.3.2 Bộ biến đổi chỉnh lƣu xung áp chiều 13 1.3.3 Bộ biến đổi Tiristor -Động 13 1.4 Lựa chọn sơ đồ chỉnh lƣu 16 1.4.1 Chỉnh lƣu cầu pha 16 1.4.2 Mạch chỉnh lƣu cầu ba pha không điều khiển 17 1.4.2.4 Biểu thức điện áp 19 1.4.3 Mạch chỉnh lƣu cầu ba pha ĐK hoàn toàn 20 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v CHƢƠNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU VÀ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ TỰ CHỈNH 25 2.1 Mơ hình động chiều 26 2.2 Bộ điều khiển PID kinh điển 27 2.2.1 Khái niệm 24 2.2.2 Dạng sai phân 29 2.2.3 Dạng rời rạc 29 2.3 Hàm nhạy hàm bù nhạy 30 2.4 Các quy luật điều chỉnh 31 2.4.1 Quy luật điều chỉnh P 32 2.4.2 Quy luật điều chỉnh PI 33 2.4.3 Quy luật điều chỉnh PD 35 2.4.4 Quy luật điều chỉnh PID 35 2.5 Quy trình chỉnh định tham số PID 36 2.5.1 Chỉnh định tham số PID theo kinh nghiệm 36 2.5.2 Chỉnh định tham số PID theo phƣơng pháp thực nghiệm 37 2.5.3 Chỉnh định tham số PID theo Ziegler-Nichols 37 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 42 3.1 Sơ đồ khối điều chỉnh PID động chiều DSP TMS320F28069 43 3.2 Các luật điều khiển số 44 3.2.1 Luật điều khiển tỷ lệ số 44 3.2.2 Luật điều khiển tích phân số 44 3.2.3 Luật điều khiển vi phân số 45 3.2.4 Luật điều khiển PID số 46 3.3 Phần mềm CCS v5 46 3.4 Giới thiệu TMS320F28069 47 CHƢƠNG MÔ PHỎNG, THỰC NGHIỆM 56 4.1 Mô 57 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 4.2 Thực nghiệm 65 4.2.1 Giới thiệu hệ thống 65 4.2.2 Các khối hệ thống 67 4.3 Kết thực nghiệm 69 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1.a) Sơ đồ ngun lý động điện chiều kích từ độc lập .8 b) Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập .8 Hình 1.2 Đặc tính thêm điện trở phụ mạch phần ứng với Rf1 < Rf2