Bài giảng Điều khiển máy điện: Máy điện một chiều và điều khiển máy điện một chiều - Nguyễn Ngọc Tú

Bài giảng Điều khiển máy điện: Máy điện một chiều và điều khiển máy điện một chiều - Nguyễn Ngọc Tú cung cấp cho học viên những kiến thức về điều khiển máy điện một chiều, mô hình động cơ DC, mô hình đơn giản có xét quán tính và ma xát, điều khiển vòng kín, hàm truyền động cơ DC,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Điều khiển máy điện Máy điện chiều Điều khiển máy điện chiều Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện chiều • DC Motor – Mơ hình điều khiển • Thiết lập điều khiển PID Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Mơ hình động DC Phương trình mơ hình động DC: Khi xác lập (d/dt  0, bỏ qua Ra Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Mơ hình động DC Nếu từ thông Фf hàm phi tuyến theo if: Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Mơ hình động DC Nếu từ thông Фf hàm phi tuyến theo if: Nếu if=const, định mức Vùng làm việc vùng moment số Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Mơ hình động DC Nếu từ thông Фf hàm phi tuyến theo if: Nếu if thay đổi, Va định mức Vùng làm việc vùng công suất số (vùng suy giảm từ trường) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Mơ hình động DC Sai số tốc độ: Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Mơ hình đơn giản có xét qn tính ma xát J – moment quán tính D – Hệ số ma xát TL – moment tải, bỏ qua không tải Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Mơ hình đơn giản có xét qn tính ma xát Nếu bỏ qua D Ra, tần số cộng hưởng hệ thống fr có dạng: Có dao động xuất đáp ứng ngõ Và đặc tính máy điện quay (do có điện cảm L qn tính) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển vịng kín - Dịng phần ứng dễ tăng giá trị định mức - Cần hiệu chỉnh để khử tần số cộng hưởng để cải thiện đáp ứng thay đổi tốc độ lệnh Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bộ điều khiển PID I=điều khiển tích phân  Ki*[ (e)dt] Giá trị đặt e=sai số + P=tỉ lệ Kpe sum u Đối tượng điều khiển - D=điều khiển vi phân Kd*[d(e)/dt] Tín hiệu hồi tiếp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Đầu Phương trình PID liên tục rời rạc -Lúc ban đầu, set giá trị Kp, giá trị Ki = -Tăng dần Kp đáp ứng đạt tới giá trị đặt (không có vọt lố lớn dao động) -Sau Ki tăng chậm để sai số Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Tính chất hệ số P, I, D Chú ý quan hệ khơng xác, Kp, Ki, Kd phụ thuộc lẫn Bảng dùng để tham khảo chọn giá trị Ki, Kp Kd Thông số Thời gian lên Vọt lố Thời gian xác lập Sai số xác lập KP Giảm Tăng Thay đổi Giảm KI Giảm Tăng Tăng Triệt tiêu KD Thay đổi Giảm Giảm Thay đổi Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bộ điều khiển PID Quá vọt lố Tốc độ động (w) Yêu cầu Chất lượng tốt Đáp ứng chậm Thời gian Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bộ điều khiển PID Sai số xác lập Vọt lố (overshoot) Giá trị đặt Thường = 10% Phụ thuộc vào ứng dụng Vọt lố (undershoot) Thời gian lên Điều khiển máy điện – N N Tú Thời gian xác lập Bộ môn Thiết bị điện Thời gian Thiết kế điều khiển Thời gian lên Trise Điều khiển máy điện – N N Tú Thời gian xác lập Tset Bộ môn Thiết bị điện • Ảnh hưởng tần số tự nhiên wn Step Response Amplitude 0.8 0.6 0.4 1 = 2 = 3 = 0.2 4 =  = 0.5 0 Time (sec) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện • Ảnh hưởng hệ số tắt dần Step Response 1.8 1.6 1.4 Amplitude 1.2 0.8 0.6  = 0.9  = 0.7 0.4  = 0.5  = 0.3 n = 0.2 0  = 0.1 10 Time (sec) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện 12 Thiết kế điều khiển PI (1) Cho hệ thống: RS=1, τS=10ms Thiết kế điều khiển PI có băng thơng (tần số tự nhiên) 300Hz (1900 rad/s) ζ=0.8 (hệ số tắt dần) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Thiết kế điều khiển PI (2) Cho hệ thống: RS=1, τS=10ms Thiết kế điều khiển PI có băng thơng (tần số tự nhiên) 300Hz (1900 rad/s) ζ=0.8 (hệ số tắt dần) Hàm truyền vịng kín: Với Phương trình đặc tính Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Review (1) Mơ hình động DC kích từ độc lập Đáp ứng có thời gian lên chậm (đường màu xanh)  thiết kế điều khiển để giảm thời gian lên đường màu đỏ Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Review (2) Với hệ số tắt dần tần số tự nhiên cho, thiết kết điều khiển: Áp dụng cho điều khiển tương tự, tính R1, R2 C: Điều khiển máy điện – N N Tú L = 500 mH, R = Ohm, ka = 20, km = Bộ môn Thiết bị điện Mô dùng Simulink Ra = Ω La = 0.1 H J = 0.1 kg.m2 kE = 0.3 V/(rad/s) kT = 0.3 Nm/A Vd = 60V Vtri = 5V B = 0.01 Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Problems Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Problems Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện ... máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển động DC Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển động DC Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện. .. suất Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Mơ hình phần cơng suất Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện δ = kPWM Điều khiển. .. khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Thiết kế điều khiển Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Vịng điều khiển moment Bỏ qua TL Giả sử J đủ lớn Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ