Nghiên cứu thuật toán điều khiển mô-men động cơ từ trường dọc trục AFPM cho hệ truyền động ô tô

Môhìnhtoánhọcđộngcơ AFPM

Khi bánh xe tì lên mặt đường với lực N và được truyền động bởi momen là Twhthì xe sẽ tác động lên mặt đường một lực F, tương ứng thì mặt đường tác động ngược lại xe một lực có cùng giá trị ngược hướng là Ft. Trong trường hợp này thìFt là lức ma sát và là thành phần lực có ích tạo ra chuyển động của xe với vận tốc Vx. (2.16) Trongđó:Ft : là lựckéocủaxe; Faero: là lựccảnkhíđộnghọchaylựccảnkhôngkhí; Froll: là lực ma sátlăncủabánhxe; mv: là tổngkhốilượngcủaxe; g: là giatốctrọngtường; : là góc nghiêng của đường mà xe đang di chuyển.

Trongđó: : làlà mật độ khối lượng của không khí; Cd: là hệ số cản khí động học; AF: là khu vực cảnphía trước của xe (diệntíchmặtcảngió).

Thiếtkếbộđiềukhiểnmô-men .1 BộđiềukhiểnPI

• Mạngnơronnhântạo

Thông tin đánhgiáchỉchobiếtmứcđộ ‘đúng’ hay ‘sai’của ma trậntrọngsốmà khôngchỉdẫnđượcphảithayđổi ma trậntrọngsốnhưthếnàođểđiđếnkếtquảđúng (Hình 2.13). 13Họccủngcố c) Họckhôngcógiámsát (Unsupervised Learning). Cácbiếnđầuvàonàybao gồmnămhàmliênthuộclàNegative big (NB), Negative small (NS), Equal zero (ZE), Positive small (PS), Positive big (PB) với ma trận 5x5 nhưbảng2.4.vàhình 2.16. Tín hiệuvàođượcmờhóathành 5 hàmliênthuộchình tam giáclànegative big (NB), negative small (NS), equal zero (ZE), positive small (PS), positive big (PB).

ĐIỀU CHẾ BIẾN TẦN ĐA MỨC

• Phươngphápđiềuchế vector không gian điện áp –SVM 1 Tổngquanvề SVM

Với sơ đồ đa mức số lượng các tam giác con trên mặt phẳng vector sẽ tăng lên nhanh chóng khi số mức N tăng lên. Việc tính toán sẽ trở nên đơn giản hơn nếu sử dụng tính đối xứng của hệ thống vector không gian trong mỗi góc phần sáu. Sau khi xác định được các tọa độ zij, thuật toán xác định sector thể hiện như trên bảng trên đây.

Phương pháp dùng các vector gần nhất (Nearest Vector Modulation - NVM), trong đó vector đầu ra mong muốn nằm trong một tam giác bất kỳ được tổng hợp từ ba vector là đỉnh của của tam giác này, có thể đảm bảo thành phần sóng hài tốt nhất cho dạng sóng điện áp ra. Các tam giác con đều có dạng thuộc về một hình thoi đều, có các cạnh song song với trục 0gh, đỉnh là các vector trạng thái p1, p2, p3, p4. Vì các hệ số ứng với các vector đều dương và có tổng bằng 1 nên đó có thể là các hệ số cho quá trình điều chế. b) Xácđịnhtrạngtháiđóngcắtcác van bán dẫn. Dùng phép chiếu vector tuyến tính chuyển biểu diễn vector điện áp ra trên hệ tọa độ vuông góc 0α sang hệ tọa độ 0gh ( các hệ trục tọa độ Z1, Z2, Z3 cũng chính là hệ tọa độ 0gh khi quay các góc 60 và 120 theo chiều ngược kim đồng hồ) với hai trục g và h tạo với nhau góc 60, trục g đặt trùng với trục α, ta sẽ thu được biểu diễn các vector trạng thái với các tọa độ nguyên rất thuận lợi. Ở góc phần sáu thứ nhất: những vector nằm trên đường lục giác ngoài cùng có kg +.

Có thể kiểm tra lại rằng việc xác định các vector trạng thái trong các sector ở đây sẽ cho ra kết quả giống như khi chỉ dùng một hệ tọa độ 60 (g,h) trước đó. Tuy nhiên việc dùng tới ba hệ tọa độ Z1, Z2, Z3 phù hợp với thuật toán điều chế vector theo ba vector gần nhất, giống như đã thực hiện cho sector I. Ở các sector II, III, IV, V, VI thuật toán NVM (Nearest Vector Modulation) không thay đổi mà ta chỉ việc thay thế vai trò của z1x,z1y bởi các tọa độ tương ứng.

Cân bằng điện áp cho các tụ 1 chiều luôn là vấn đề phải đặt ra đối với các bộ nghịch lưu đa cấp. - Chênh lệnh về thời gian xả và nạp của hai tụ do nguyên lý đóng cắt mạch chưa hợp lý. Mất cân bằng điện áp một chiều sẽ làm suy giảm chất lượng sóng hài điện áp đầu ra nghịch lưu và điều này là không thể được.

Thuật toán cân bằng điện áp trên tụ sử dụng các vector điện áp dư trong khi điều chế vector không gian SVM. Khi thay đổi việc sử dụng các vector điện áp dư dẫn đến sự thay đổi về tổi ưu đóng cắt của mạch trong một chu kỳ. Do đó, hai thứ tự đóng cắt khác nhau sẽ được sử dụng với 2 trường hợp khác nhau, với mục đích cân bằng điện áp trên tụ (thể hiện như bảng sau).

MÔ PHỎNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

• Kếtquảmôphỏng

Dựa vào kết quả nghiên cứu chương 2,3, luận án xây dựng cấu trúc điều khiển hệ thống truyền độngkéocho ô tôđiệndùng động cơtừtrườngdọctrục nam châm vĩnh cửuAFPMSM tích hợp bánh xe tại hình 4.3 và cấu trúc điều khiển thực hiện mô phỏng MATLAB như hình 4.4. 3Cấu trúc điều khiển hệ thống truyền độngkéocho ô tôđiệndùng động cơtừtrườngdọctrục nam châm vĩnh cửu AFPM. 4Cấu trúc điều khiển hệ thống truyền độngkéocho ô tôđiệndùng động cơtừtrườngdọctrục nam châm vĩnh cửu AFPM mô phỏng MATLAB.

Bên cạnh đó, để đánh giá hiệu quả của giải pháp điều khiển đề xuất, trong luận văn bộ điều khiển mô-men theo mờ-nơ ron sẽ được so sánh với bộ điều khiển mờ và PI theo hai trường hợp. Bộ điều khiển PI được tính toán bộ tham số khuếch đại, tích phân như bảng 4.2. 3.Kết quả đánh giá đáp ứng dòng điện stator của bộ điều khiển PI, Mờ và Mờ- nơ ron.

Qua kết quả hình 4.5, 4.6 và 4.7chothấyrằngđáp ứng dòngđiện stator cả ba phương pháp thời gian xác lập nhanh (0.4s), và chính xác ở chế độ xác lập (tín hiệu thực bám tín hiệu đặt). 5.Kết quả đánh giá đáp ứng dòng điện stator của bộ điều khiển PI, Mờ và Mờ- nơ ron. Bộ điều khiển PI Bộ điều khiển mờ Bộ điều khiển mờ- nơ ron Dòng điện stator isd.

Tuy nhiênbộ điều khiển đề xuất mờ-nơ ron cho kết quả khả quan hơn bộ điều khiển PI và Mờ về qúa điều chỉnh (không có quá điều chỉnh), trong khi đó bộ điều. 6.Kết quả đánh giá đáp ứng mô-men, tốc độ của bộ điều khiển PI, Mờ và Mờ-Nơ ron. Bên cạnh đó đáp ứng tốc độ thực của xe ô tô điện của 3 bộ điều khiển đúng với yêu cầu đặt và đáp ứng tốc độ không có quá điều chỉnh tốc độ tại các thời điểm khởi động, tăng tốc và giảm tốc.

Dựa vào kết quả nghiên cứu chương 2 và 3, xây dựng cấu trúc điều khiển ô tô điện được cấp nguồn bởi bộ biến tần 3 mức T-type và mô phỏng với các thông số của bộ biến tần 3 mức T-type và thông số động cơ AFPMSM được sử dụng như bàng 4.1. Để đánh giá cấu trúc mạch lực và phương pháp điều chế SVM của bộ nghịch lưu 3 mức kiểu T-type của hệ thống, trong luận án tiến hành mô phỏng bộ nghịch lưu 3 mức kiểu T-type với tải thuần trở. Kết quả mô phỏng tại hình 4.5, cho thấy rằng điện áp một chiều trên 2 tụ chênh lệnh ko đáng kể với độ chênh lệnh lớn nhất ΔVcmax = 3V (0.6%), chứng tỏ thuật toán cân bằng làm việc hiệu quả.