Sử dụng bộ điều khiển 1 x R và 1 ix
R để mô phỏng cho hệ phi tuyến (2.50). Sơ đồ mô phỏng như trên hình 3.4a, chi tiết như trên hình 3.4b, 3.4c:
Hình 3.4a: Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển ổ đỡ từ với 2 mạch vòng điều khiển
Bảng thông số kỹ thuật:
Số vòng dây cho một cuộn 200 turns
Điện trở cuộn dây 3.1 Ω
Điện cảm cuộn dây 12.61 mH
Từ thông phân cực 0.058 T
Trọng lượng rotor 1 Kg
Mô men quán tính trục theo phương z 0.00241 kgm2 Mô men quán tính trục theo phương x và y 0.00298 kgm2 Khe hở giữa stator và rotor tại điểm cân bằng x0 1mm
Tiết diện mặt cực từ 525 mm2
Khoảng cách giữa hai ổ đỡ từ 125mm
trong đó:
-Khâu sai lệch tín hiệu đặt: - Khâu nam châm điện:
-khâu điều khiển vị trí: - khâu điều khiển dòng điện
- Mô hình đối tượng (hệ thống ổ đỡ từ):
Hình 3.4b: Bộ điều khiển vị trí
Hình 3.4c. Bộ điều khiển dòng điện
- Kết quả mô phỏng
+ Trường hợp không có nhiễu tác động:
Hình 3.5a: Đáp ứng dịch chuyển của trục ổ đỡ từ 1 theo phương x
Hình 3.5b: Đáp ứng dịch chuyển của trục ổ đỡ từ 1 theo phương y
Hình 3.7: Dòng điện điều khiển được tính toán từ vòng điều khiển vị trí
+ Trường hợp có nhiễu tác động:
Hình 3.9: Đáp ứng dịch chuyển theo phương x, y của ổ đỡ từ 1
+ Xét đến tác động xen kênh giữa phương x và y trong một ổ đỡ từ:
Nhận xét: Ổ đỡ từ là khâu động học không ổn định. Khi sử dụng mô hình điều khiển 2 mạch vòng (mạch vòng vị trí và mạch vòng tốc độ), ta thấy quỹ đạo chuyển động của hệ AMB1 dao động xung quanh tâm của rotor với biên độ lớn nhất khoảng 0.002mm (Hình 3.5a, b và 3.6).
Hình 3.11: Đáp ứng dịch chuyển theo phương x, y có tác động xen kênh với bộ điều khiển PID: a) Ổ đỡ từ 1; b) Ổ đỡ từ 2
a)
Tuy nhiên, sai lệch về vị trí theo các phương hướng trục và hướng kính (thể hiện trên hình 3.5a, b; 3.6; 3.9 và 3.10) là đáng kể mặc dù bộ điều khiển vẫn làm việc ổn định khi có nhiễu tác động (hình 3.9 và 3.10). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hơn nữa dòng điện điều khiển còn chưa được phẳng (hình 3.7) và còn tác động xen kênh theo 2 phương x và y trong một ổ đỡ từ (hình 3.11). Do việc tuyến tính xung quanh điểm làm việc nên vùng làm việc của hệ bị thu hẹp. Do vậy cần có các biện pháp nâng cao chất lượng điều khiển cho ổ đỡ từ khi trục quay có tải và các nhiễu tác động.