(1+ T p)(1+ T p)
Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu module, ta có hàm truyền của bộ điều khiển điện áp Ri : Ri(p) = Tính toán mạch vòng dòng điện + Hệ số mạch chỉnh lưu: = 2,34* = 2,34 . 220=515 (v) = + . R = 460+ 49,6.1,19 =510,79 = arcCos() = 7,33 = 0,128 rad = (1-) =5.( 1-)=4,6 = = 111,04 Chọn = 5V
+ Hằng số thời gian bộ biến đổi:
TB = = = 0,0017 (với m = 6 và f = 50 Hz) + Hệ số phản hồi dòng điện:
KI = = = 0,1 (với UI* = 5V và Idm = 49.6A) + Hằng số thời gian phản hồi dòng điện:
TI = 0,001 (s)
Tính toán bộ điều khiển dòng điện RI theo tiêu chuẩn tối ưu module ta có hàm truyền là khâu PI:
RI(P) = = =
4.5 Mạch vòng tốc độ
Mạch vòng điều chỉnh tốc độ là mạch vòng bên ngoài, có chức năng điều chỉnh tốc độ của hệ truyền động theo giá trị lượng đặt.
Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu module như với mạch vòng dòng điện, hệ thống
vô sai bậc 1. Ta thấy bộ điều khiển tốc độ Rω là bộ điều khiển P do hệ đã có khâu
tích phân 1 J pΣ
.
Khi đó ta thấy với momen tải Mc = 0 thì
*
U U
ω ω =
khi t→ ∞
. Tuy nhiên giá trị
c
M ≠0
luôn tồn tại như một nhiễu hệ thống, khiến cho
*
Uω≠Uω
khi t→ ∞
. Hệ thống tồn tại sai lệch.
Như vậy không thể sử dụng tiêu chuẩn tối ưu module để tổng hợp mạch vòng tốc độ.
Để hệ có sai lệch tĩnh ∆ω =0
, ta tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng. Khi đó hệ hở là hệ vô sai bậc 2 với hàm truyền tổng quát: ' ' a 1 2 s 2 1 2 K (1 T p)(1 T p)... W (p) p (1 T p)(1 T p)... ω = + + + +
Do hệ hở tồn tại 1 khâu tích phân 1 J p∑ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nên bộ điều khiển Rω là bộ điều
khiển PI với 1 khâu tích phân.
Ta có hàm truyền đối tượng mạch vòng tốc độ:
Wsω(p) = s i dm si s K K 1/ K 1 .K . . 1 2T p J p 1 T p p(1 T p) ω ω Σ ω ω Φ = + + + Với : - Ksω = dm i K .K J .K ω Σ Φ - Tsω = Tω + 2Tsi Hình 4. 3 Sơ đồ mạch vòng tốc độ Tính toán mạch vòng tốc độ + Hệ số phản hồi tốc độ: Kw = = = 0,083
+ Hệ số thời gian khâu phản hồi tốc độ: Tw = 0,005
HCD: khâu hạn chế dòng
Tính toán bộ điều khiển tốc độ Rw theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng RW(P) = . .(1+) = =
Với = = 2,77e-3
4.6 Mô phỏng Simulink
4.6.1 Tham số
- Đặt tham số cho các khối Step: + Khối Step1: Step time = 0
Final value = 2,083 (do tốc độ ω0 = 25 rad/s mà tương
ứng với giá trị tốc độ ωdm =120 rad/s thì giá trị Uw* = 10 V nên với tốc độ ω0 thì
U*w = 2,083 V)
+ Khối Step2: Step time = t1 + t2 + t3 hiệu chỉnh giá trị ta đặt bằng
0,212s
Final value = 8,6
+ Khối Step3: Step time = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 hiệu chỉnh giá trị ta đặt bằng 2,3s
Final value = 2,083 ( tốc độ động cơ giảm từ ωdm về ω0) + Khối Step4: Step time = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 hiệu chỉnh giá trị ta đặt bằng 2,5s
Final value = -20,83
+ Khối Step5: Step time = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 hiệu chỉnh giá trị ta đặt bằng 3,3s
Final value = -2,083
+ Khối Step6: Step time = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 + t12 + t13 hiệu chỉnh giá trị ta đặt bằng 3,8 s
Final value = 2.083
+ Khối Step: Step time = 0.112s (thời gian dao bắt đầu cắt vào chi tiết) Final value = 163,4 (momen cản)
+ Khối Saturation (hạn chế dòng) đặt Upper limit = 10 và Lower limit = -10
+ Các khối hàm truyền được đặt theo các giá trị tính toán ở mô hình động cơ, mạch vòng dòng điện, mạch vòng tốc độ.
4.6.2 Kết quả
a. Sơ đồ simulink
b. Sơ đồ Simulink với bộ điều khiển đã chỉnh định. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bộ điều khiển dòng điện: RI(P) =
Bộ điều khiển tốc độ: RW(P) =
Hình 4. 5 Sơ đồ Simulink sau khi chỉnh định c. Đồ thị tốc độ động cơ
Hình 4. 6 Đồ thị tốc độ động cơ