Ứng dụng hệ mờ nowrron điều khiển bộ lọc tích cực cho lò nấu thép cảm ứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG VÕ TUẤN ỨNG DỤNG HỆ MỜ NƠ RON ĐIỀU KHIỂN BỘ LỌC TÍCH CỰC CHO LỊ NẤU THÉP CẢM ỨNG Chun ngành: Tự động hóa Mã số: 60.52.60 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2012 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN BÊ Phản biện 1: TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH Phản biện 2: PGS.TS ĐOÀN QUANG VINH Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 06 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài Với mục tiêu cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước chiến lược ñến năm 2020 ñưa Việt Nam trở thành nước cơng nghiệp vấn đề nâng cao chất lượng ñiện những vấn ñề ñược ngành điện nói riêng nhà nước nói chung đặt lên hàng đầu Tuy nhiên với pháp triển cơng nghiệp nước ta, nhiều nhà máy xí nghiệp hình thành khắp nơi, lị cơng nghiệp ngày sử dụng nhiều khu cơng nghiệp như: lị cảm ứng, lị hồ quang, lị điện trở Đây nguyên nhân hàng ñầu dẫn ñến tổn thất ñiện năng, chất lượng ñiện kém, gây ảnh hưởng thiết bị viễn thông… Với tốc độ cơng nghiệp hóa nước ta nay, việc áp dụng tiêu chuẩn khống chế mức thải sóng hài lưới điện để hạn chế ảnh hưởng chúng tới thiết bị tiêu dùng khác ñảm bảo chất lượng ñiện ñiều tất yếu Trên giới ñã ñang áp dụng tiêu chuẩn để khống chế mức thải sóng hài tiêu chuẩn: IEEE 159-2002, IEC 1000-4-3 Như việc nghiên cứu ñiều khiển lọc ñể giảm sóng hài lị cơng nghiệp thải vấn đề cấp thiết, nhằm nâng cao chất lượng ñiện cho lưới điện Nắm bắt vấn đề này, tơi ñịnh chọn ñề tài: “Ứng dụng hệ mờ nơron điều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng” Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu ứng dụng hệ mờ nơron ñiều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng, nhằm nâng cao chất lượng ñiện cho lưới ñiện Đối tượng phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: − Bộ lọc tích cực AF − Nguồn tải lị nấu thép cảm ứng − Lý thuyết điều khiển mờ nơron − Phần mềm Matlab/Simulink
Phạm vi nghiên cứu: − Điều khiển lọc tích cực AF cho nguồn lò nấu thép cảm ứng ứng dụng hệ mờ nơron − Mơ q trình điều khiển Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô kiểm chứng phần mềm Matlab/Simulink Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài xây dựng cấu trúc ñiều khiển ñiều khiển mờ neural, điều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng, nhằm giảm sóng hài lị thải ñể nâng cao chất lượng ñiện cho lưới điện Đề tài hồn tồn ứng dụng vào thực tiễn Cấu trúc luận văn Luận văn ñược trình bày theo cấu trúc sau: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LỊ CẢM ỨNG VÀ SĨNG HÀI DO LỊ CẢM ỨNG GÂY RA Nội dung chương thứ nêu tổng quan lò nấu thép cảm ứng, phân loại lị cảm ứng sử dụng nay, đặc biệt lĩnh vượt cơng nghiêp Phân tích sóng hài lị nấu thép cảm ứng gây CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC SÓNG HÀI Nội dung chương hai tìm hiểu nguyên nhân, tác hại phng pháp lọc sóng hài, tiêu chuẩn khống chế mức thải sóng hài lên lưới điện giới CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG HỆ MỜ NƠRON Nội dung chương ba tổng quan điều khiển mờ, tìm hiểu mạng nơ ron thuật tốn lan truyền ngược, kết hợp điều khiển mờ mạng nơ ron, sử dụng công cụ ANFIS matlab ñể thiết kế hệ mờ nơ ron, sử dụng soạn thảo ANFIS GUI CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG HỆ MỜ NEURAL ĐIỀU KHIỂN BỘ LỌC TÍCH CỰC CHO LỊ NẤU THÉP CẢM ỨNG Nội dung chương bốn ứng dụng hệ mờ nơ ron ñể thiết kế ñiều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng Tiến hành mô lấy kết phần mềm matlab – simulink CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Nội dung chương ñánh giá kết ñạt ñược từ việc ứng dụng hệ mờ nơ ron điều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng, so sánh với phương pháp ñiều khiển mờ Chương - LỊ CẢM ỨNG VÀ SĨNG HÀI DO LỊ CẢM ỨNG GÂY RA 1.1 Tổng quan lị nấu thép cảm ứng 1.1.1 Giới thiệu chung lò cảm ứng Nguyên lý làm việc lò cảm ứng dựa vào tượng cảm ứng ñiện từ, ñưa khối kim loại vào từ trường biến thiên, khối kim loại xuất dịng điện xốy, nhiệt dịng điện xốy đốt nóng khối kim loại 1.1.2 Các nguồn tần số cao - Dùng máy phát ñiện ñặc biệt tần số cao kết cấu khí nên tần số máy phát khơng vượt 2000Hz - Bộ biến tần dùng thyristor công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn chưa chế tạo ñược loại thyristor tần số cao nên tần số giới hạn tới 2000Hz - Bộ biến tần dùng ñèn phát ñiện tử, tần số cao tới 400kHz cách dùng ñèn ñiện tử ba cực hiệu suất nguồn khơng cao, tuổi thọ đèn thấp 1.1.3 Phạm vi ứng dụng thiết bị gia nhiệt tần số - Nấu chảy kim loại môi trường khơng khí (lị kiểu hở) mơi trường chân khơng khí trơ (lị kiểu kín) - Thực ngun cơng nhiệt luyện tơi, ram; đặc biệt ứng dụng để tơi bề mặt chi tiết bánh răng, cổ trục khuỷu ñộng ñiêzen yêu cầu độ cứng bề ngồi cao 1.2 Lị nấu thép cảm ứng sử dụng mạch nghịch lưu cộng hưởng nguồn dòng song song 1.2.1 Giới thiệu mạch lò cộng hưởng song song Hệ thống cung cấp ñiện cho mạch lị cộng hưởng song song Hình 1 Mạch lị cảm ứng song song 1.2.2 Mơ hình hóa lị nấu thép cảm ứng sử dụng mạch nghịch lưu cộng hưởng nguồn dịng song song phần mềm matlab/Simulink Các thơng số mơ hình: - Điện áp cấp vào phía chỉnh lưu: UP=220V, f=50(Hz) - Điện áp ñịnh mức tải: 800(V) - Tần số ñịnh mức tải: 700(Hz) - Cơng suất định mức tải: 300(kW) - Điện trở ñiện kháng ñường dây, máy biến áp trước B1 sau B1 lần lược là: RS=0.1Ω, LS=0.03mH, Rl=0.15, Ll=0.07mH Kho Mạch Bộ nghịch lu cộng lợng lọc đòn bẩy hởng nguồn dòng Bô chỉnh lu có điều khiển Mạch Tải lò nấu thép khởi động L R C CK® L Xung kÝch tiristor iC Bé ®iỊu khiĨn céng h−ëng iLt Hình Mạch cấp ñiện cho tải lò nấu thép cảm ứng Sơ ñồ mơ hình hệ thống mơ Matlab/Simulink hình sau Do luong va hien thi Out_V34 In_ic Out_V12 In_iL Bo dk phat xung dk_V12 A A aA A A B B bB B B C C cC C C i + - Icl Out1 InL1 Out_iL Out2 InL2 Out_iC dk_V34 Nguon pha Rs - Ls B1 Rl - Ll + v - Ucl + - CL co dieu khien Bo NLCH nguon dong Lo nau thep cam ung Hình Mơ hình hệ thống cung cấp ñiện lò nấu thép cảm ứng phần mềm Matlab/Simulink 1.3 Sóng hài ảnh hưởng sóng hài lị nấu thép cảm ứng gây lên lưới điện Phân tích phổ dịng điện pha A giá trị cho ta kết sau: 500 -500 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Fundamental (50Hz) = 761.9 , THD= 15.22% Mag (% of Fundamental) 15 10 0 10 15 Harmonic order 20 25 30 Hình Phổ tín hiệu dịng điện pha A ứng với Lt=78.158µH Chương – SÓNG HÀI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC SÓNG HÀI 2.1 Tổng quan sóng hài Sóng hài trường hợp riêng sóng điều hịa, sóng điều hồ coi tổng dạng sóng sin mà tần số bội số tần số bản, bội số số nguyên gọi hài (harmonic), bội số khác số nguyên gọi tượng âm hài (interharmonic) Hay nói cách khác sóng điều hịa tổng sóng thành phần thành phần điều hịa bậc cao 2.2 Nguyên nhân gây sóng hài − Máy biến áp: − Động cơ: − Các ñèn huỳnh quang: − Các thiết bị hồ quang: − Thiết bị điện tử cơng suất: 2.3 Ảnh hưởng sóng hài Sự tồn sóng điều hịa bậc cao gây ảnh hưởng tới tất thiết bị ñường dây truyền tải ñiện Chúng gây áp, méo ñiện áp lưới làm giảm chất lượng ñiện Nói chung chúng gây tăng nhiệt ñộ thiết bị ảnh hưởng tới cách ñiện, làm tăng tổn hao ñiện năng, làm giảm tuổi thọ thiết bị, nhiều trường hợp chí cịn gây hỏng thiết bị 2.4 Một số tiêu chuẩn giới hạn thành phần sóng hài lưới Tiêu chuẩn IEEE std 519 − Tiêu chuẩn IEC 1000-3-4 2.5 Các phương pháp lọc sóng hài Các lọc sóng hài sử dụng phổ biến là: − Bộ lọc thụ ñộng (Passive Filter) − Bộ lọc chủ ñộng (Active Filter) − Bộ lọc hỗn hợp chủ ñộng thụ ñộng Chương – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG HỆ MỜ NƠRON 3.1 Sự kết hợp logic mờ mạng nơron 3.1.1 Khái niệm Hai tiêu chí trợ giúp cho người thiết kế logic mờ mạng nơron thể trái ngược (bảng 3.1) Hai tiêu chí giúp người thiết kế logic mờ mạng nơron Tiêu chí Thể tri thức Khả học Mạng nơron Khơng tường minh, khó thích khó sửa đổi Logic mờ giải Tường minh, dễ kiểm chứng hoạt động dễ sửa đổi Có khả học thơng qua Khơng có khả học: bạn liệu phải tự kiểm tra tất 3.1.2 Kết hợp ñiều khiển mờ mạng nơron 3.2 Nơron Mờ Xét mạng nơron hình sau Trong đó: tín hiệu vào-ra trọng số ñều số thực; Hai nơron đầu vào khơng làm thay đổi tín hiệu nên đầu đầu vào Hình Mạng nơron Tín hiệu xi kết hợp với trọng số wi tạo thành tích: pi = wixi, i = 1,2 Đầu vào nơron tầng kết hợp pi theo phép cộng: p1 + p2 = w1x1 + w2x2 − Nơron dùng hàm chuyển f ñể tạo ñầu y = f ( w1 x1 + w2 x ), f ( x) = 1 + e −x Mạng nơron dùng phép nhân, phép cộng hàm dạng chữ S ñược gọi mạng nơron chuẩn Nếu mạng nơron dùng phép tốn khác t-norm, t-conorm để kết hợp liệu ñược gọi mạng nơron lai Mạng nơron lai sở ñể tạo cấu trúc nơron mờ dựa phép tốn mờ Để có mạng nơron mờ ta thực hiện: Biểu diễn ñầu vào (thường ñộ phụ thuộc) x1, x2 trọng số w1, w2 khoảng [0, 1] − Mạng nơron lai khơng dùng phép tốn nhân, phép tốn cộng hàm dạng chữ S kết phép tốn khơng nằm khoảng [0, 1] 3.3 Huấn luyện mạng nơron-mờ Đối với mơ hình mờ, mối quan hệ phi tuyến vào-ra phụ thuộc nhiều vào phân vùng mờ khơng gian vào-ra Do việc chỉnh định hàm liên thuộc mơ hình mờ trở nên quan trọng Trong mạng nơron mờ việc chỉnh ñịnh xem vấn đề tối ưu dùng giải thuật học ñể giải Đầu tiên ta giả định hàm liên thuộc có hình dạng định Sau ta thay đổi thơng số hình dạng qua q trình học mạng nơron Vậy ta cần tập liệu dạng cặp vào-ra mong muốn ñể cho mạng nơron học cần phái có bảng luật sơ khởi dựa hàm phụ thuộc 3.4 ANFIS Mạng thích nghi dựa sở hệ suy luận mờ (Adaptve Network-based Fuzzy Inference System-ANFIS), ñược Jang ñề xuất năm 1992 Sử dụng luật học mờ dạng TSK sau: Luật học thứ j Rj có dạng: If x1 is Aj1 And x2 is Aj2 And …And xn Ajn n Then f j = µ j ( p0j + ∑ pij xi ) i =1 Với biến ngơn ngữ đầu vào (i=1,2,3,…n), y biến đầu Aji(xi) biến ngôn ngữ mờ biến ñầu vào xi, µAji(xi) hàm liên thuộc biến ngơn ngữ đầu vào (j=1,2,3,…n), pji thuộc tập hợp R hệ số hàm tuyến tính fj(x1, x2,… xn) 3.5 Sử dụng công cụ ANFIS matlab ñể thiết kế hệ mờ - nơron (Anfis and the Anfis editor GUI) 3.5.1 Khái niệm 3.5.2 Mơ hình học suy diễn mờ thông qua ANFIS (Model Learning and Inference Through ANFIS) Kỹ thuật ñưa chế cho mơ hình mờ có thủ tục để học thơng tin tập liệu theo thứ tự ước tính tham số hàm liên thuộc mà cho phép kết hợp với hệ thống suy diễn mờ theo hướng liệu vào/ra ñịnh Phương pháp học làm việc tương tự mạng nơron Bộ công cụ lơgic mờ dùng để thực việc điều chỉnh tham số hàm liên thuộc ñược gọi anfis Ta mở anrs từ dịng lệnh từ giao diện ñồ hoạ (ANFIS Editor GUI) Hai cách tương tự nhau, chúng sử dụng hốn đổi Tuy nhiên, chúng có đối chút khác biệt 3.5.3 Xác nhận liệu huấn luyện (Familiarity Brecds Validation) − Sử dụng soạn thảo ANFIS GUI − Các chức ANFIS GUI − Khuôn dạng liệu soạn thảo ANFIS GUI: kiểm tra huấn luyện (Data Formalities and the ANFIS Editor GUI: Checking and Training) Chương – ỨNG DỤNG HỆ MỜ NƠRON ĐIỀU KHIỂN BỘ LỌC TÍCH CỰC CHO LỊ NẤU THÉP CẢM ỨNG 4.1 Xác định cấu trúc lọc tích cực AF cho lò nấu thép cảm ứng Cấu trúc tổng quát tồn lị nấu thép cảm ứng lọc tích cực song song trình bày hình sau: Hình Cấu trúc tổng qt lị nấu thép cảm ứng có lọc AF 4.2 Tính tốn thơng số lọc AF Các thơng số lọc tích cực AF tính chọn [6], [7], [9] sau: 4.2.1 Tính chọn giá trị nguồn chiều cấp cho nghịch lưu Giá trị cực tiểu nguồn chiều: Emin > Vs √2 √3 = 2,45Vs = Ud0 Thông thường chọn nguồn chiều giá trị: E = (1,2 ÷1,3)Ud0 Chọn hệ số 1,3 nguồn chiều cấp cho mạch nghịch lưu là: E =1,3Ud0 = 1,3x2,45x220 = 700 (V) 4.2.2 Tính chọn giá trị tụ ñiện C Giá trị tụ ñiện C tính tốn cho đảm bảo tạo nguồn cấp ổn ñịnh cho mạch nghịch lưu E = 700(V) C phải ñủ lớn ñể loại bỏ ñược thành phần ñiện áp lăn tăn tụ Cơng thức tính điện dung C sau: S E ∆U 2ω1 C= Trong : − S công suất biểu kiến lọc − E giá trị sức ñiện ñộng chiều cấp cho mạch nghịch lưu − ∆U ñộ biến thiên ñiện áp tụ (lấy khoảng 5%E) Ta có: ∆U = 5%E = 5%.700 = 35(V) Tính tốn cơng suất biểu kiến lọc, công suất lọc tổng cơng suất gây thành phần sóng hài từ bậc ñến bậc 63 chiếm tỉ lệ hầu hết, tính tốn cơng suất lọc dựa thành phần hài bậc cao Ta có: ∞ ∑I n=2 THD = ∞  ∑I n=2 n=2 I1 n = THD.I1 n = THD.I1 =15,22%.318 = 48,4 (A) 60 ∑I n Công suất biểu kiến lọc là: S = 3UpIp = 3.220.48,4 = 31943,736 (VA) Vậy giá trị ñiện dung C là: C= S 31943, 736 = ≈ 7, 275.10 −4 ( F ) E.∆U 2ω1 700.35 2.2π 50 4.2.3 Tính chọn giá trị điện cảm Lf L fmax = V f − Vs 4ξt f t = E − Vs 4ξt f t Trong đó: − Vf ñiện áp ñầu nghịch lưu − Vs ñiện áp nguồn − ξt biên ñộ xung tam giác − ft tần số xung tam giác Chọn ξt = 10 ; ft = 10kHz thay vào ta ñược: L fmax = E − Vs 700 − 220 = = 1, 2.10 −3 ( H ) 4ξt f t 4.10.10000 Chọn Lf = 0.7 (mH) 4.2.4 Xác định lựa chọn thơng số van điều khiển Vì van có tần số đóng cắt cao nên ta chọn van loại IGBT, việc lựa chọn van kết hợp nhiều yếu tố dịng cực đại qua van, điện áp ngược cực ñại ñặt lên van, tần số ñóng ngắt, tổn thất đóng ngắt, điều kiện làm mát…Việc tính tốn lựa chọn van phức tạp địi hỏi nhiều yếu tố Trong luận văn ta chọn sơ van theo dịng điện cực đại qua van Dịng điện cực đại qua van tổng thành phần sóng hài gây ra, phân tích thành phần sóng hài từ bậc đến bậc 60 chiếm tỉ lệ hầu hết có giá trị hiệu dụng 48,4 (A) Với tản nhiệt có tiết diện đủ lớn điều kiện làm mát quạt ta chọn van với dịng định mức qua van là: Iđm = 2Imax = 2x48,4 = 96,8 (A) Như sơ ta chọn van IGBT với dịng 160 (A) 4.3 Cấu trúc ñiều khiển AF Để ñiều khiển AF phát dịng điện hài bám theo dịng ñiện hài tải ta thực theo cấu trúc [6], [16] hình sau: Lị nấu il is thép if BPF cảm ứng LPF LPF Lf AF - + Bộ điều PWM khiển Hình Cấu trúc điều khiển lọc tích cực AF 4.3.1 Xác định dịng ñiện bù hài (iref) Một bước ñể ñiều khiển lọc tích cực cần phải xác định dịng bù hài xác nhanh Về thực chất dịng bù hài đảo dịng hài tải, có nhiều phương pháp để xác định dịng hài tải biến ñổi Fourier nhanh (FFT/Fast Fourier Transform), lý thuyết p-q tức thời, lý thuyết hệ quy chiếu d-q đồng bộ, mạng nơ ron thích nghi, sử dụng lọc tương tự số thích hợp ñể tách thành phần hài Luận văn sử dụng giải pháp tách dịng điện hài hai lọc thơng dải (Band pass filter) nối tiếp Sơ đồ mạch điện đặc tính BPF hình sau: Hình Sơ đồ mạch điện đặc tính band pass filter Hàm truyền ñạt [6], [16] BPF là: H BPF ( s ) = K B.s s + B.s + ωc2 Trong đó: − K hệ số khuếch đại − s tốn tử Laplace − B tần số góc 2πfb, fb = f2 - f1  − ωc tần số cắt 4.3.2 Bộ lọc thông thấp (LPF) Để hạn chế dịng điện hài có tần số q cao biên ñộ không ảnh hưởng ñáng kể, ta dùng xử lý LPF lọc thông thấp (Low pass filter) Sơ đồ mạch điện hình sau [6], [16]: Vin i1 i2 C i3 R2 R1 − Vout + Hình 4 Sơ ñồ mạch ñiện LPF Hàm truyền ñạt [6], [16] LPF là: H LPF ( s) = K τ s +1 Trong đó: − K = -R2/R1 , hệ số khuyếch ñại − τ = R2C, số thời gian lọc Tần số cắt: f c = 2πτ = (Hz); 2π R2C ωc = 2π f c = τ = R2C 4.3.3 Phương pháp ñiều chế PWM Phương pháp ñiều chế PWM ñược thực hình sau [6], [16] Tín hiệu sai lệch dịng sau qua lọc thơng thấp điều khiển xử lý thành tín hiệu u, tín hiệu u so sánh với sóng tam giác có tần số cao tạo thành chuỗi xung có chu kì Ttam giác bề rộng xung thay đổi phụ thuộc vào tín hiệu u Chuỗi xung qua khâu relay tạo thành tín hiệu điều khiển van nghịch lưu Hình Phương pháp ñiều chế PWM 4.4 Ứng dụng hệ mờ ñiều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng 4.5.1 Xây dựng ñiều khiển mờ Đầu vào ñiều khiển mờ sai lệch e = iref - if đạo hàm sai lệch de/dt (kí hiệu de) Tín hiệu u
Mờ hóa − Miền giá trị biến ngơn ngữ đầu vào sai lệch chọn sau: e = [-15÷15] (A) Hàm liên thuộc biến ngôn ngữ sai lệch chọn hình 4.10 µeT = [µN(x) µZ(x) µP(x)] Hình Mờ hóa biến ngơn ngữ e − Miền giá trị biến ngơn ngữ đầu vào đạo hàm sai lệch chọn sau: de = [-15e4÷15e4] (A/s) Hàm liên thuộc biến ngơn ngữ đạo hàm sai lệch chọn sau: µdeT = [µN(x) µZ(x) µP(x)] Hình Mờ hóa biến ngơn ngữ de − Miền giá trị biến ngơn ngữ đầu u ñược chọn sau: u = [-1 1] (V) Hàm liên thuộc biến ngơn ngữ điện áp chọn hình 4.12 µuT = [µBN(x) µN(x) µZ(x) µP(x) µBP(x)] Hình Mờ hóa biến ngơn ngữ u
Luật hợp thành Với tập mờ ñầu vào, ta xây dựng ñược x = luật ñiều khiển Các luật ñiều khiển ñược xây dựng theo nguyên tắc sau: − Nếu e khơng u khơng − Nếu e dương de âm u dương − Nếu e dương de âm dương không u dương nhiều − Nếu e âm de dương u âm − Nếu e âm de âm dương khơng u âm nhiều Ta xây dựng bảng hợp thành sau: Bảng luật hợp thành e N Z P N BN P BP Z BN Z BP P BN N BP de Chọn luật hợp thành Max-Min
Giải mờ Giải mờ phương pháp điểm trọng tâm 4.5.2 Kết mơ phần mềm Matlab/Simulik sử dụng ñiều khiển mờ  Sơ ñồ tổng quát hệ thống ñược trình bày hình 4.14 Out_V34 In_ic Out_V12 In_iL Bo dk phat xung dk_V12 A A aA aA A A B B bB bB B B C C cC cC C C B1 B2 Icl + -i Out1 InL1 Out_iL Out2 InL2 Out_iC dk_V34 Rs - Ls Nguon pha + v - Ucl + - Rl - Ll CL co dieu khien BPF Bo NLCH nguon dong Lo nau thep cam ung Fuzzy Logic Controller LPF LPF Do luong va hien thi Pulses Lf i + - A i + - B i + - C AF Hình Sơ ñồ tổng quát hệ thống sử dụng điều khiển mờ  Thơng số mơ STT Tên khâu Thông số Giá trị Nguồn ba pha ba dây Điện trở ñiện cảm trước B1 Điện trở ñiện cảm sau B2 Bộ lọc BPF LPF Điều chế xung PWM e, f RS, LS R l, L l ξ, K, τ ξt , f t Bộ lọc AF 220V, 50Hz 0.1Ω, 0.03mH 0.15Ω, 0.07mH 0.707, 1, 510-5s 1, 10kHz 700V, 0.5mΩ, 7,310-4F, 0.7mH E, R, C, Lf  Kết mơ
Dịng điện nguồn pha A (isA) isA (A) 500 -500 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Fundamental (50Hz) = 765.7 , THD= 2.30% Mag (% of Fundamental) 20 15 10 0 10 15 Harmonic order 20 Hình 10 Phổ tín hiệu điện áp pha A 25 30 Theo kết phân tích mơ ta thấy tổng độ méo dạng THD dịng điện pha A THD=2,3% nằm giới hạn cho phép tiêu chuẩn IEEE std 159 4.5 Ứng dụng hệ mờ nơron điều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng 4.6.1 Xây dựng tập liệu huấn luyện Để xây dựng liệu huyến luyện, ta sử dụng liệu từ ñiều khiển mờ ñiều khiển lọc tích cực AF (ở mục 4.5) Trong q trình thực thi ñiều khiển lọc AF sử dụng hệ mờ, ta tiến hành thu thập liệu vào ra, sau tiến hành phân tích, đánh giá cuối ñưa ñịnh sửa ñổi liệu cho phù hợp Dữ liệu ñược lưu file excel với tên “trndata.mat” (phần phụ lục) 4.6.2 Sử dụng công cụ ANFIS Matlab thiết kế hệ mờ nơron điều khiển lọc tích cực AF cho lị nấu thép cảm ứng load trndata.mat  Mở sổ soạn thảo ANFIS GUI (ANFIS EDITOR GUI) Mở sổ soạn thảo ANFIS GUI cách: từ cửa sổ lệnh Matlab, ta thực dòng lệnh sau: anfisedit Sau ta thực lệnh xuất cửa sổ soạn thảo ANFIS GUI hình sau: Hình 11 Cửa sổ soạn thảo ANFIS GUI Ta tiến hành nhập liệu huấn luyện cách: Trong khung Load data ta chọn Training worksp, sau bấm chọn nút Load data, cửa sổ GUI nhỏ cho phép nhập tên liệu từ workspace, thực ñưa tên liệu trndata sau ñó ta nhấn nút OK Xuất cửa sổ với liệu luyện tập mơ tả hình 4.19 Hình 12 Cửa sổ huấn luyện cửa sổ ANFIS EDITOR  Chọn thơng số ban đầu cho ANFIS Bước ta chọn thơng số ban đầu cho FIS thơng số ban đầu cho hàm liên thuộc − Tạo FIS ban ñầu cho ANFIS Ta tạo trước thơng số ban đầu cho FIS lưu thành tệp setpara.fis (xem phần phụ lục) Ta tiến hành tải thơng số ban đầu cho FIS danh mục Generate FIS Chọn Load from file danh mục Generate Sau bấm vào nút Load…, xuất cửa sổ, ta truy cập vào đường dẫn chứa tệp cài ñặt setpara.fis (xem tệp setpara.fis phụ lục 2)  Huấn luyện ANFIS Ta chọn thông số huấn luyện phương pháp huấn luyện danh mục Train FIS − Chọn phương pháp huấn luyện cho ANFIS theo theo phương pháp hỗn hợp bình phương cực tiểu lan truyền ngược hybrid − Chọn sai lệch cho phép − Chọn chu kỳ huấn luyện 10 Sau chọn xong phương pháp huấn luyện thông số huấn luyện, ta tiến ...  Chọn thơng số ban đầu cho ANFIS Bước ta chọn thơng số ban đầu cho FIS thơng số ban đầu cho hàm liên thuộc − Tạo FIS ban ñầu cho ANFIS Ta tạo trước thơng số ban đầu cho FIS lưu thành tệp setpara.fis... nghiên cứu Đề tài nghiên cứu ứng dụng hệ mờ nơron ñiều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng, nhằm nâng cao chất lượng ñiện cho lưới ñiện Đối tượng phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: −... ñiều khiển ñiều khiển mờ neural, điều khiển lọc tích cực cho lị nấu thép cảm ứng, nhằm giảm sóng hài lị thải ñể nâng cao chất lượng ñiện cho lưới điện Đề tài hồn tồn ứng dụng vào thực tiễn Cấu