(Luận văn thạc sĩ) thiết kế bộ quan sát trượt trong điều khiển vận tốc động cơ PMSM không cảm biến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN DUY QUANG THIẾT KẾ BỘ QUAN SÁT TRƯỢT TRONG ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC ĐỘNG CƠ PMSM KHÔNG CẢM BIẾN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 8520201 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2020 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Duy Quang i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS Nguyễn Nhân Bổn, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô KHOA VÀ TRƯỜNG, cán phòng Đào Tạo giúp đỡ tơi nhiều suốt q trình học tập q trình hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Cuối tơi xin chân thành cảm ơn cha mẹ người thân bên động viên nhiều để tơi hồn thành khóa học Nguyễn Duy Quang ii TÓM TẮT Động đồng nam châm vĩnh cửu (PMSM) nhận nhiều quan tâm lĩnh vực công nghiệp khác cho nhiều ứng dụng điều chỉnh tốc độ vị trí Các PMSM đại có khả tạo mơ-men xoắn không đổi, mật độ công suất cao, hiệu suất cao, động lực nhanh cấu trúc chắn Thông thường, cảm biến học có độ xác cao sử dụng để thu vị trí góc rôto Tuy nhiên, tồn cảm biến học làm tăng chi phí sản xuất kích thước PMSM Ngoài ra, cảm biến học nhạy cảm với hạn chế môi trường độ rung nhiệt độ Do đó, làm giảm độ tin cậy điều khiển Điều khiển không cảm biến chủ đề thách thức nhà nghiên cứu quan tâm thập kỷ qua Việc cảm biến vật lý làm tăng độ tin cậy hệ thống, giảm chi phí sản xuất giảm thiểu kích thước PMSM Trình quan sát chế độ trượt (SMO) có tính hấp dẫn thiết kế toán học độ mạnh thay đổi tham số hệ thống, nhiễu nhiễu so với quan sát viên khác phương pháp dựa mơ hình Trong luận văn này, chiến lược cho SMO đề xuất để cải thiện độ xác ước tính vị trí góc rotor Một SMO với mức tăng quan sát thích nghi LPF xếp tầng với tần số cắt biến đổi thiết kế để khắc phục vấn đề SMO thông thường Độ lợi quan sát thích ứng nhằm mục đích giảm vấn đề chattering tồn dãy tốc độ thay sử dụng quan sát với độ lợi cố định Phân tích ổn định thực dựa đánh giá ổn định dùng hàm định luật Lyapunov Kết thí nghiệm cho thấy vị trí góc rơto ước tính chiến lược đề xuất cho ước tính xác iii ABSTRACT A permanent magnet synchronous motor (PMSM) has been receiving high attention in various industry fields for much adjustable speed and position applications Modern PMSMs have the ability to produce constant torque, high power density, high efficiency, fast dynamics, and rugged structure Usually, a high precision mechanical sensor such as an encoder or a resolver is used to obtain the rotor angular position However, the existence of the mechanical sensor would increase the cost production and the size of the PMSM In addition, the mechanical sensor is very sensitive to environmental constraints such as vibration and temperature Therefore, it spoils the control reliability and limits the applications The sensorless control or encoderless control has been a challenging subject of interest to researchers for the last decade The absence of the physical sensor will escalate the system reliability, reduce the cost of production, and minimize the size of the PMSM The sliding mode observer (SMO) has attractive features of easiness in mathematical design and robustness to the system parameter variation, disturbance, and noise compared to other observers of the model- based method In this thesis, a new strategy for the SMO is proposed to improve the rotor angular position estimation accuracy An SMO with adaptive observer gain and a cascade LPF with variable cut-off frequency are designed to overcome the conventional SMO problems The adaptive observer gain is aimed to reduce the chattering problem in the entire speed operation instead of the constant gain observer and deduced from the Lyapunov stability analysis Experimental results also show that the estimated rotor angular position on the proposed strategies gives precise estimation iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v MỤC LỤC CÁC HÌNH viii MỤC LỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu luận văn 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.6 Bố cục luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ PMSM 2.1 Giới thiệu động 2.2 Phương trình tốn PMSM 2.2.1 Phương trình tốn miền pha abc 2.2.2 Phương trình hệ tọa độ trực giao dq0 11 2.3 Giới thiệu hệ thống điều khiển động 13 2.3.1 Phương pháp điều khiển vô hướng 13 2.3.2 Phương pháp điều khiển dựa theo từ thông rotor 15 2.3.3 Phương pháp điều khiển mô men trực tiếp 16 2.4 Mơ hình tốn phương pháp điều khiển PMSM dựa hướng từ thông 17 v 2.4.1 Biến đổi Clark 18 2.4.2 Biến đổi Park 18 2.4.3 Điều khiển PI 19 2.4.4 Biến đổi Park ngược 19 2.4.5 Biến đổi Clark ngược 20 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC ĐỘNG CƠ PMSM KHÔNG CẢM BIẾN 22 3.1 Kỹ thuật ước lượng vị trí/vận tốc rotor cho PMSM 22 3.1.1 Phương pháp tính tốn trực tiếp 22 3.1.2 Ước tính vị trí rotor PMSM dựa lực điện động tương đương 24 3.1.3 Phương pháp bù thích nghi 25 3.1.4 Phương pháp sử dụng chiến lược chế độ trượt thích ứng-MRAS 27 3.1.5 Phương pháp bơm tín hiệu điện áp xung tần số cao 29 3.2 Thuật tốn quan sát vị trí góc rotor quan đề xuất 31 3.2.1 Mơ hình động PMSM 31 3.2.2 Thiết kế quan sát 32 3.2.2.1 Thiết kế quan sát chế độ trượt cho PMSM 32 3.2.2.2 Độ lợi quan sát thích nghi đề xuất cho SMO 34 3.2.2.3 Bộ lọc thông thấp ghép tầng với tần số cắt thay đổi 36 3.3 Nhận xét: 38 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC ĐỘNG CƠ PMSM DỰA TRÊN BỘ QUAN SÁT TRƯỢT CẢI TIẾN 40 4.1 Mô hình hóa mơ 40 4.1.1 Mơ hình hóa động PMSM 41 4.1.2 Mơ hình hóa inverter 42 4.1.3 Mơ hình hóa điều khiển 43 4.1.3.1 Khối chuyển đổi toán học 44 4.1.3.2 Bộ điều khiển vận tốc điều khiển dòng điện 45 vi 4.1.3.3 Bộ ước lượng vị trí vận tốc rotor 46 4.1.3.4 Bộ điều khiển vòng hở 46 4.1.3.5 Các khối hiển thị liệu 46 4.2 Kết mô 47 4.2.1 Vận tốc động 1000 rpm 47 4.2.2 Vận tốc động 2000 rpm 50 4.2.3 Vận tốc động 3000 rpm 53 4.2.4 Khi tải thay đổi theo thời gian 56 4.2.5 Khi vận tốc thay đổi theo thời gian 59 4.3 Nhận xét 62 CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC ĐỘNG CƠ PMSM DỰA TRÊN BỘ QUAN SÁT TRƯỢT CẢI TIẾN 64 5.1 Xây dựng mô hình điều khiển động PMSM 64 5.1.1 Bộ kit thí nghiệm 64 5.1.2 Card điều khiển 67 5.1.3 Động PMSM 69 5.2 Thực nghiệm điều khiển động PMSM 72 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 vii MỤC LỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Mơ hình tương đương khí điện PMSM Hình 2.2 Các kỹ thuật điều khiển phổ biến PMSM 13 Hình 2.3 Sơ đồ khối điều khiển V/f 14 Hình 2.4 Sơ đồ khối phương pháp điều khiển FOC 16 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý phương pháp điều khiển DTC 17 Hình 2.6 Biến đổi Clark 18 Hình 2.7 Biến đổi Park 19 Hình 2.8 Nguyên tắc hoạt động khối điều chỉnh PI 19 Hình 2.9 Chuyển đổi Park ngược 20 Hình 2.10 Biến đổi Clark ngược 21 Hình 3.1 Sơ đồ khối truyền động PMSM với hai vòng điều khiển 23 Hình 3.2 Triển khai SMO dựa EMF tương đương 24 Hình 3.3 Sơ đồ khối điều khiển sử dụng EMF tương đương 24 Hình 3.4 Khối điều khiển PMSM dựa xử lý tín hiệu PLL-SFF [43] 26 Hình 3.5 Sơ đồ khối ước tính tốc độ [44] 28 Hình 3.6 Sơ đồ khối điều khiển cảm biến bơm tín hiệu điện áp tần số cao 30 Hình 3.7 Sơ đồ khối PMSM điều khiển vector với SMO 34 Hình 3.8 Sơ đồ khối SMO với hàm bảo hòa 35 Hình 3.9 Sơ đồ khối SMO đề xuất với hàm bão hòa 38 Hình 4.1 Hệ thống điều khiển động PMSM đề xuất 40 Hình 4.2 Giao diện thơng số động P50B07030DXS mơ 41 Hình 4.3 Giao diện khối nguồn DC 42 Hình 4.4 Giao diện khối bán dẫn công suất nghịch lưu 43 Hình 4.5 Sơ đồ khối điều khiển 43 Hình 4.6 Khối chuyển đổi Clark Clark ngược 44 viii Hình 4.7 Khối chuyển đổi Park Park ngược 45 Hình 4.8 Mơ khối điều khiển FOC 45 Hình 4.9 Bộ ước lượng vị trí vận tốc rotor 46 Hình 4.10 Bộ điều khiển vịng hở 46 Hình 4.11 Khối hiển thị thơng số 47 Hình 4.12 Vận tốc rotor tính tốn thực tế 48 Hình 4.13 Sức điện động phản kháng ước lượng 48 Hình 4.14 Vị trí góc rotor tính tốn thực tế 49 Hình 4.15 Điện áp điều khiển inverter hệ trục tọa độ αβ 50 Hình 4.16 Vận tốc rotor tính tốn thực tế 51 Hình 4.17 Sức điện động phản kháng ước lượng 51 Hình 4.18 Vị trí góc rotor tính tốn thực tế 52 Hình 4.19 Điện áp điều khiển inverter hệ trục tọa độ αꞵ 53 Hình 4.20 Vận tốc rotor tính toán thực tế 54 Hình 4.21 Sức điện động phản kháng ước lượng 54 Hình 4.22 Vị trí góc rotor tính tốn thực tế 55 Hình 4.23 Điện áp điều khiển inverter hệ trục tọa độ αβ 56 Hình 4.24 Vận tốc rotor tính tốn thực tế 57 Hình 4.25 Sức điện động phản kháng ước lượng 57 Hình 4.26 Vị trí góc rotor tính tốn thực tế 58 Hình 4.27 Điện áp điều khiển inverter hệ trục tọa độ αꞵ 59 Hình 4.28 Vận tốc rotor tính tốn thực tế 60 Hình 4.29 Sức điện động phản kháng ước lượng 60 Hình 4.30 Vị trí góc rotor tính toán thực tế 61 Hình 4.31 Điện áp điều khiển inverter hệ trục tọa độ αꞵ 62 Hình 5.1 Hình ảnh thực tế TMDSHVMTRPFCKIT 65 ix Hình ảnh thực tế card điều khiển đưa Hình 5.3 tính chủ yếu trình bày Bảng 5.1 Hình 5.3 Hình ảnh card điều khiển TMS320F28035 Bảng 5.1 Các chức TMS320F28035 Đặc điểm F28035 Có 16.67 ns 60 MIPS 10K 64K 1K Có Có Có Có 12 1 4.6 216.67 ns 14 Có Có Có C2xx DSP Core Chu kỳ lệnh định trước MIPS(60 MHz) On-chip SARAM (16-bit word) On-chip Flash(16-bit word) One-time programmable(OTP)ROM Code Security for On-chip Flash/ROM Boot ROM(8Kx16) Giao tiếp nhớ Kênh ePWM Ngõ vào eCAP Module eQEP MSPS Thời gian chuyển đổi 12-bit ADC Số kênh Cảm biến nhiệt độ Dual Sample-and-Hold Watchdog Time 32-Bit CPU timers Độ phân giải kênh Epwm HRCAP Modules Bộ so sánh với tích hợp DACs Mạch liên hợp (I2C) 68 Ecan Interconnect Local Network (LIN) SPI ( Cổng giao tiếp Master /Slave) SCI (cổng giao tiếp nối tiếp) GPIO Chân I/O AIO Ngắt Nguồn cung cấp T: –40°C đến 125oC Nhiệt độ tùy chọn S: –40°C đến 125oC Q:–40°C đến 125oC 1 1 33 3.3V Có Có Có 5.1.3 Động PMSM Bảng 5.2 Thông số động thực nghiệm Rated power 400W Rated current 2.7A Dc-link voltage 310 V Rated speed 3000 rpm Number of poles Rated moment 1.27 N.m Stator phase resistance 2.35 Ω Stator phase inductance 0.0065 H PM flux linkage (peak phase value) 0.043 Wb Inertia of rotor 0.00025 kg.m2 Base peak phase voltage 236.14 V Base peak phase current 10 A Base electrical frequency 200 Hz Base motor speed in rmp 3000 rpm Motor PWM switching frequency 10 kHz 69 Để nâng cao hiệu điều khiển tránh hư hỏng trước từ bên động nhằm đánh giá xác hiệu giải thuật thực luận văn, động PMSM sử dụng luận văn mua trực tiếp từ nhà sản xuất hãng mua theo khuyến cáo TI Mã động Anaheim Automation EMJ-04APA22, 400W, 200V, 2.7A, 3000RPM 2500 Động Servo AC số Anaheim Automation’s cung cấp giải pháp đơn giản ứng dụng yêu cầu vấn đề điều khiển vị trí vận tốc Động Servo AC EMJ-04 cung cấp 2500 xung vịng quay cho mã hóa, vận tốc tối đa 4500 vòng/phút, cung cấp giá trị đến 300% mô men định mức Với chế độ tự làm mát công suất lên đến 400W làm tăng tuổi thọ động nâng cao độ tin cậy Động Servo AC EMJ-04 cho phép ứng dụng điều khiển chuyển động công nghiệp với mức qn tính trung bình để đạt kết hợp tốt chức vận tốc vị trí Thơng số động dùng thực nghiệm đưa Bảng 5.2 Hình 5.4 Động PMSM Mơ hình hồn chỉnh thực nghiệm thể Hình 5.5 bên Mơ hình bao gồm điều khiển, động máy tính kết nối với Card 70 điều khiển TMS320F28035 Máy tính nạp chương trình xuống Card điều khiển để điều khiển động Ngoài ra, nhằm thay đổi điều kiện làm việc việc thay đổi thực máy tính thơng qua chương trình lập trình Code Composer Studio (CCS) Các kết ghi nhận trình thực nghiệm ghi nhận thơng qua thơng tin tra đổi máy tính Card điều khiển TMS320F28035 Do việc truyền nhận liệu hai thiết bị chậm băng thông thấp nên có vận tốc truyền lên, cịn tín hiệu điều khiển khác khơng thể truyền lên phải ghi nhận dựa việc đo đạc gián tiếp qua DAC Card điều khiển hay thiết bị bên Do điều kiện cịn nhiều hạn chế nên thực nghiệm ghi nhận thay đổi vận tốc động trình điều khiển Các kết ghi nhận trình bày chi tiết phần sau Hình 5.5 Mơ hình thực nghiệm điều khiển động PMSM 71 5.2 Thực nghiệm điều khiển động PMSM Trong trình thực nghiệm điều khiển động PMSM không cảm biến với quan sát chế độ trượt cải tiến, hai trường hợp thực nghiệm ghi nhận thu thập liệu vận tốc vận tốc động giữ nguyên suốt trình vận hành vận tốc động thay đổi theo tín hiệu điều khiển bên ngồi Trong hai trường hợp động ln có khoảng thời gian khởi động ban đầu với việc chạy vòng hở để khởi động quan sát Qua khoản thời gian vận tốc động điều chỉnh nhanh giá trị tham chiếu cài đặt Kết ghi nhận vận tốc động hoạt động với trường hợp vận tốc tham chiếu 900 rpm (0.3 p.u.) ghi nhận Hình 5.6 Qua kết thu nhận thấy vận tốc động giữ vận tốc tham chiếu điều chứng tỏ quan sát xác định xác hướng từ thơng rotor điều khiển quay với vận tốc tham chiếu cài đặt sẵn Khi vận hành khơng tải thí nghiệm, dòng điện qua cuộn dây thường nhỏ Điều làm cho nhiễu đo lường sai số tính tốn tăng lên Đó ngun nhân làm cho kết ước lượng vận tốc động có thay đổi liên tục giá trị Hình 5.6 Vận tốc động PMSM chạy với vận tốc tham chiếu 0.3pu 72 Qua Hình 5.6, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp khơng tải, q trình khởi động động nhanh, khơng có giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, khơng có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Trong trường hợp có thay đổi vận tốc q trình điều khiển, mức vận tốc cài đặt có tăng giảm liên tục nhằm đánh giá khả bám theo vận tốc đặt trước điều khiển động PMSM Cụ thể, động thay đổi tốc độ theo chu trình  0.3  0.4  0.5  0.3 (pu) Kết mô đưa Hình 5.7 Qua hình nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp khơng tải, q trình khởi động động nhanh, khơng có giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, khơng có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Trong trình thay đổi vận tốc điều khiển, nhận thấy sau thời gian độ vận tốc bám tốt theo vận tốc đặt trước Hình 5.7 Vận tốc động PMSM chạy với vận tốc tham chiếu thay đổi 73 Như vậy, hai trường hợp vận tốc cài đặt có thay đổi hay khơng thay đổi động đạt vận tốc tham chiếu Kết chứng tỏ quan sát đề xuất có hiệu suất tốt tính thực tiễn cao Trong Hình 5.8 thể dạng sóng tín hiệu kích cho nghịch lưu Giá trị ghi nhận lấy từ ngõ DAC LAUNCHXL-F28379D Do ADC không xuất giá trị âm nên để xuất giá trị điều khiển tín hiệu nâng áp thêm 1.65 V Qua kết ghi nhận thấy phương pháp đề xuất có tính ổn định cao thể qua tín hiệu điều khiển Đây sở quan trọng việc nâng cấp hệ thống nhằm ghi nhận xác số liệu khác thơng qua thiết bị đo Hình 5.8 Dạng sóng điện áp điều khiển theo hệ trục tọa độ αꞵ 74 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận điều khiển động PMSM không cảm biến Trong trình thực hiện, luận văn nghiên cứu chi tiết vấn đề điều khiển động PMSM không cảm biến thu số kết chủ yếu sau: Luận văn tìm hiểu tổng quan động PMSM bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động cách thức vận hành, điều khiển Qua luận văn, cấu trúc động PMSM trình bày cách chi tiết với phân tích cấu tạo stator rotor Các nguyên liệu hình dạng phận PMSM Đây tiền đề quan trọng để tìm hiểu giải thích nguyên lý hoạt động động Trên sở hoạt động các tượng vật lý động bao gồm hoạt động điện, từ khí, luận văn trình bày chi tiết mạch điện tương đương phương trình tốn hóa động Dựa cấu trúc phương trình tốn động cơ, thuật tốn điều khiển PMSM kinh điểm FOC DTC trình bày chi tiết Đây phương pháp điều khiển kinh điển động đồng nam châm vĩnh cửu nói chung Các phương pháp có ưu điểm nâng cao hiệu suất điều khiển, không yêu cầu công suất phản kháng nguồn cấp 6.2 Kết luận xây dựng quan sát trượt cải tiến Các động PMSM thường sử dụng phương pháp điều khiển theo vector để nâng cao hiệu suất hoạt động Các phương pháp điều khiển yêu cầu có cảm biến vị trí góc rotor Điều làm tăng chi phí thiết bị, tăng khơng gian lắp đặt số lượng dây kết nối tăng lên Điều làm giảm mong đợi nhà sản xuất PMSM ứng dụng có khơng gian lắp đặt hạn chế hay yêu cầu cắt giảm giá thành sản phẩm Để khắc phục nhược điểm này, phương pháp điều khiển PMSM khơng cảm biến vị trí đề xuất Các phương pháp cho kết tốt nhận dạng vị trí góc rotor Tuy nhiên, phương pháp có ưu nhược điểm riêng phương pháp 75 Phương pháp dựa mơ hình u cầu xác thơng số động PMSM thông số thay đổi theo điều khiển hoạt động khác Phương pháp trượt có ưu điểm không yêu cầu thông số động với độ xác cao lại xuất hiện tượng chattering lọc cố định lọc hài chất lượng tốt luận văn đề xuất phương pháp cải tiến cho lọc chế độ trượt nhằm giảm tượng chattering tăng hiệu suất lọc thông thấp cho sức điện động phản ứng Một lợi có độ lợi thay đổi theo sức điện động giúp làm giảm nhấp nhô Một lọc thông thấp bậc có tần số cắt thay đổi giúp nâng cao chất lượng nhận dạng so với lọc bậc với tần số cắt cố định Kết thực nghiệm mô xác nhận hiệu lọc cải tiến đề xuất Trong trình thực nghiệm, với hạn chế thiết bị đo lường, luận văn nhiều vấn đề chưa giải thấu đáo:  Do thời gian hạn chế nên khơng thể tìm hiểu hết tính ưu việt kit điều khiển vận dụng hết tính để áp dụng vào luận văn nhằm nâng cao hiệu điều khiển  Do điều kiện sở vật chất nhiều hạn chế nên thực hết điều kiện hoạt động động Cụ thể nguồn cấp cho động phải dùng nguồn ngồi có cấp điện áp 100 VDC nên chạy động với vận tốc định mức nguồn áp 310 VDC 6.3 Hướng phát triển Với ưu nhược điểm nêu trên, luận văn đề xuất số công việc phải làm để hoàn thiện vấn đề nghiên cứu:  Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng điều khiển điều khiển nhằm nâng cao hiệu hoạt động PMSM thực tiếp thực nghiệm chưa hoàn thành luận văn  Nghiên cứu sâu giải thuật điều khiển đề xuất ứng dụng cụ thể thực tế thông qua sản phẩm thị trường 76  Tiến hành nghiên cứu sâu card điều khiển TMX320F28379D để tự thiết kế điều khiển PMSM đơn giản rẻ tiền cách loại bớt thành phần khơng dùng đến q trình điều khiển PMSM  Dựa vào kinh nghiệm kiến thức thu nhận được, đề xuất ý tưởng điều khiển cho thiết bị điện khác BLDC, ACI nhằm nâng cao hiệu thiết bị  Ứng dụng giải thuật tối ưu vào tìm kiếm thơng số điều khiển cho điều khiển PI số nhằm nâng cao chất lượng điều khiển động PMSM Đây vấn đề cần thiết xác định thơng số điều khiển tối ưu cho điều khiển PI giúp nâng cao hiệu điều khiển PMSM Tuy nhiên, nhiều hạn chế nên luận văn chưa thể áp dụng giải thuật tối ưu vào mơ hình thực nghiệm Đây hướng phát triển luận văn sau 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Liu and S Li, “Speed control for PMSM servo system using predictive functional control and extended state observer,” IEEE Trans Ind Electron., vol 59, no 2, pp 1171–1183, 2012 [2] Z L Z Lu, H S H Sheng, H L Hess, and K M Buck, “The modeling and simulation of a permanent magnet synchronous motor with direct torque control based on Matlab/Simulink,” IEEE Int Conf Electr Mach Drives, 2005., pp 1150–1156, 2005 [3] M Pacas, “Sensorless drives in industrial applications,” IEEE Ind Electron Mag., vol 5, no 2, pp 16–23, 2011 [4] C Buccella, C Cecati, and H Latafat, “Digital Control of Power Converters—A Survey,” IEEE Trans Ind Informatics, vol 8, no 3, pp 437–447, 2012 [5] S Sabyasachi, V B Borghate, R R Karasani, S K Maddugari, and H M Suryawanshi, “Hybrid Control Technique-Based Three-Phase Cascaded Multilevel Inverter Topology,” IEEE Access, vol 5, pp 26912–26921, 2017 [6] Z Qiao, T Shi, Y Wang, Y Yan, C Xia, and X He, “New Sliding-Mode Observer for Position Sensorless Control of Permanent-Magnet Synchronous Motor,” IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 2, pp 710–719, Feb 2013 [7] K C Veluvolu and Y C Soh, “High-gain observers with sliding mode for state and unknown input estimations,” IEEE Trans Ind Electron., vol 56, no 9, pp 3386–3393, 2009 [8] G L Cascella, N Salvatore, and L Salvatore, “Adaptive sliding-mode observer for field oriented sensorless control of SPMSM,” IEEE Int Symp Ind Electron., vol II, pp 1137–1143, 2003 [9] A Jaafar, E Godoy, P Lefranc, X L Shi, A Fayaz, and N Li, “Nonlinear sliding mode observer and control of high order DC-DC converters,” Conf IEEE Ind 78 Electron Soc., pp 180–186, 2010 [10] Z Q Zhu and L M Gong, “Investigation of effectiveness of sensorless operation in carrier-signal-injection-based sensorless-control methods,” IEEE Trans Ind Electron., vol 58, no 8, pp 3431–3439, 2011 [11] A Accetta, M Cirrincione, M Pucci, and G Vitale, “Sensorless Control of PMSM Fractional Horsepower Drives by Signal Injection and Neural AdaptiveBand Filtering,” IEEE Trans Ind Electron., vol 59, no 3, pp 1355–1366, Mar 2012 [12] F Cupertino, G Pellegrino, P Giangrande, and L Salvatore, “Sensorless Position Control of Permanent-Magnet Motors With Pulsating Current Injection and Compensation of Motor End Effects,” IEEE Trans Ind Appl., vol 47, no 3, pp 1371–1379, May 2011 [13] S Bolognani, S Calligaro, R Petrella, and M Tursini, “Sensorless control of IPM motors in the low-speed range and at standstill by HF injection and DFT processing,” IEEE Trans Ind Appl., vol 47, no 1, pp 96–104, 2011 [14] K Jinsong, Z Xiangyun, W Ying, and H Dabing, “Study of position sensorless control of PMSM based on MRAS,” Proc IEEE Int Conf Ind Technol., no 3, pp 3–6, 2009 [15] A Khlaief, M Boussak, and A Châari, “A MRAS-based stator resistance and speed estimation for sensorless vector controlled IPMSM drive,” Electr Power Syst Res., vol 108, pp 1–15, Mar 2014 [16] Jin-Su Jang, Byoung-Gun Park, Tae-Sung Kim, Dong Myung Lee, and Dong-Seok Hyun, “Parallel reduced-order Extended Kalman Filter for PMSM sensorless drives,” in 2008 34th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics, 2008, no 2, pp 1326–1331 [17] S Murakami, T Shiota, M Ohto, K Ide, and M Hisatsune, “Encoderless Servo Drive With Adequately Designed IPMSM for Pulse-Voltage-Injection-Based 79 Position Detection,” IEEE Trans Ind Appl., vol 48, no 6, pp 1922–1930, Nov 2012 [18] Z Chen, M Tomita, S Doki, and S Okuma, “New adaptive sliding observers for position- and\nvelocity-sensorless controls of brushless DC motors,” IEEE Trans Ind Electron., vol 47, no 3, pp 582–591, 2000 [19] G Tarchala, “Influence of the sign function approximation form on performance of the sliding-mode speed observer for induction motor drive,” Proc - ISIE 2011 2011 IEEE Int Symp Ind Electron., pp 1397–1402, 2011 [20] M Comanescu, “Cascaded EMF and speed sliding mode observer for the nonsalient PMSM,” in IECON 2010 - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, 2010, pp 792–797 [21] S.-K Sul, Control of Electric Machine Drive Systems, vol 6, no Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2010 [22] N Mohan, Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB/Simulink, vol 136, no Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2014 [23] I Takahashi and T Noguchi, “A New Quick-Response and High-Efficiency Control Strategy of an Induction Motor,” IEEE Trans Ind Appl., vol IA-22, no 5, pp 820–827, 1986 [24] L Zhong, M F Rahman, W Y Hu, and K W Lim, “Analysis of direct torque control in permanent magnet synchronous motor drives,” IEEE Trans Power Electron., vol 12, no 3, pp 528–536, 1997 [25] M Abassi, A Khlaief, O Saadaoui, A Chaari, and M Boussak, “Performance analysis of FOC and DTC for PMSM drives using SVPWM technique,” 16th Int Conf Sci Tech Autom Control Comput Eng STA 2015, pp 228–233, 2016 [26] Hoque and Rahman, “Speed and position sensorless permanent magnet synchronous motor drives,” in Proceedings of Canadian Conference on Electrical 80 and Computer Engineering CCECE-94, 1994, vol 2, no 3, pp 689–692 vol.2 [27] Jingbo Liu, T A Nondahl, P B Schmidt, S Royak, and M Harbaugh, “Rotor Position Estimation for Synchronous Machines Based on Equivalent EMF,” IEEE Trans Ind Appl., vol 47, no 3, pp 1310–1318, May 2011 [28] X Song, J Fang, B Han, and S Zheng, “Adaptive Compensation Method for High-Speed Surface PMSM Sensorless Drives of EMF-Based Position Estimation Error,” IEEE Trans Power Electron., vol 31, no 2, pp 1438–1449, Feb 2016 [29] H Ben Azza, N Zaidi, M Jemli, and M Boussak, “Development and Experimental Evaluation of a Sensorless Speed Control of SPIM Using Adaptive Sliding Mode-MRAS Strategy,” IEEE J Emerg Sel Top Power Electron., vol 2, no 2, pp 319–328, Jun 2014 [30] V Repecho, D Biel, and A Arias, “Fixed Switching Period Discrete-Time Sliding Mode Current Control of a PMSM,” IEEE Trans Ind Electron., vol 65, no 3, pp 2039–2048, Mar 2018 [31] S Bolognani, R Oboe, and M Zigliotto, “Sensorless full-digital pmsm drive with ekf estimation of speed and rotor position,” IEEE Trans Ind Electron., vol 46, no 1, pp 184–191, 1999 [32] X Zhang, H Li, S Yang, and M Ma, “Improved Initial Rotor Position Estimation for PMSM Drives Based on HF Pulsating Voltage Signal Injection,” IEEE Trans Ind Electron., vol 65, no 6, pp 4702–4713, Jun 2018 [33] X Luo, Q Tang, A Shen, and Q Zhang, “PMSM Sensorless Control by Injecting HF Pulsating Carrier Signal Into Estimated Fixed-Frequency Rotating Reference Frame,” IEEE Trans Ind Electron., vol 63, no 4, pp 2294–2303, Apr 2016 [34] S.-I Kim, J.-H Im, E.-Y Song, and R.-Y Kim, “A New Rotor Position Estimation Method of IPMSM Using All-Pass Filter on High-Frequency Rotating Voltage Signal Injection,” IEEE Trans Ind Electron., vol 63, no 10, pp 6499–6509, Oct 2016 81 ... nghiên cứu luận văn động đồng nam châm vĩnh cửu điều khiển động không cảm biến Trong điều khiển động PMSM phương pháp điều khiển vector, việc xác định vị trí góc rotor thực dựa quan sát trượt cải tiến... đề xuất phương pháp điều khiển thông dụng hiệu cao phương pháp điều khiển động  CHƯƠNG 3: Thiết kế điều khiển với quan sát kiểu cho động PMSM không cảm biến Dựa mơ hình động PMSM xây dựng, phương... nghĩa quan trọng định hướng xây dựng mơ hình thực nghiệm điều khiển vận tốc động PMSM không cảm biến CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ PMSM 2.1 Giới thiệu động Một động đồng nam châm vĩnh cửu (PMSM) thiết