Mô hình thuận của SRM bao gồm đặc tính từ thông và đặc tính mô men. Trong phần 2.5.1 này, tác giả luận án tập trung làm rõ tính chính xác của hàm từ thông có xét đến hỗ cảm so với hàm từ thông bỏ qua hỗ cảm thông qua kết quả mô phỏng đặc tính từ thông.
Hình 2.8 Đường đặc tính từ thông nhận dạng trường hợp chưa xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm
38
Hình 2.9Đường đặc tính từ thông nhận dạng trường hợp xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm
Với các thông số mạng nơ ron như sau: Số lớp mạng: R = 20; S = 20; K = 500.
Thông số mạng nơ ron thứ nhất: cr1 = linspace(-5,5,R); cs1 = linspace(-5,5,S); wst1 = 0.01/3; wrs1 = 0.01/3; wpr1 = 0.01/3; σr1 = 0.5; σs1 = 0.5.
Thông số mạng nơ ron thứ hai: cr2 = linspace(-10,10,R); cs2 = linspace(-10,10,S); wst2= 0.05/3; wrs2 = 0.05/3; wpr2 = 0.05/3; σr2 = 0.3; σs2 = 0.3.
(a) (b)
Hình 2.10 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 1A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm
Tác giả sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để mô phỏng. Kết quả nhận dạng đặc tính từ thông được tác giả đưa ra có sự so sánh, đánh giá với đặc tính từ thông thực nghiệm được công bố trong [12], đồng thời sử dụng bảng giá trị từ thông thực nghiệm này làm tập mẫu. Hình 2.8 là đặc tính từ thông nhận dạng dựa vào hàm đặc tính từ thông theo phương trình (2.1) công bố trong [58], chưa xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha. Hình 2.9 là đặc tính từ thông nhận dạng dựa vào hàm từ thông theo phương trình (2.16), có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha và bão hòa mạch từ. Ở cả hai trường hợp, tác giả đều so sánh với đặc tính thực nghiệm.
39
Kết quả nhận dạng cho thấy tính chính xác ở cả hai hàm từ thông, đặc tính nhận dạng bám sát, gần như trùng khớp với đặc tính thực.
Tuy nhiên, với hàm từ thông (2.16) mà tác giả đề xuất khi xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha trong động cơ, độ chính xác được khẳng định khi cho sai số nhỏ hơn nhiều với trường hợp hàm từ thông bỏ qua hỗ cảm. Sai số được so sánh với một vài trường hợp dòng điện khác nhau là 1A, 5A, 9A tương ứng trong các Hình 2.10, Hình 2.11, Hình 2.12.
Bảng 2.1Giá trị sai số với dòng 1A
Hàm đặc tính từ thông Sai số max Sai số min Sai số trung bình
Bỏ qua hỗ cảm 8,8463x10-4 4,9956x10-4 3,855x10-4 Có hỗ cảm 4x10-15 0 2,7644x10-15
(a) (b)
Hình 2.11 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 5A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm
Bảng 2.2Giá trị sai số với dòng 5A
Hàm đặc tính từ
thông Sai số max Sai số min Sai số trung bình Bỏ qua hỗ cảm 2,8228x10-4 1,7958x10-6 8,3778x10-5
Có hỗ cảm 1,7x10-16 0 4,1410x10-16
Ở cùng tập mẫu đầu vào, cùng số vòng lặp giống nhau, đặc tính nhận dạng hàm từ thông với trường hợp bỏ qua hỗ cảm và trường hợp có xét đến hỗ cảm có giá trị sai số khác nhau. Giá trị sai số trung bình, sai số nhỏ nhất và sai số lớn nhất được thể hiện trong Bảng 2.1, Bảng 2.2 và Bảng 2.3. Từ các kết quả mô phỏng này cho thấy, khi xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm, đặc tính nhận dạng gần như trùng khớp với đặc tính thực nghiệm chứng tỏ tính đúng đắn của hàm đặc tính từ thông đề xuất khi có xét đến hỗ cảm giữa các pha. Đồng thời, sai lệch ở trường hợp này nhỏ hơn nhiều so với trường hợp bỏ qua ảnh hưởng của hỗ cảm. Với tính đúng đắn của hàm đặc tính từ thông đề xuất này sẽ tăng thêm độ chính xác trong việc xây dựng mô hình động cơ từ trở, cũng như nâng cao chất lượng của bộ ước lượng từ thông được đề cập ở chương 4 trong luận án.
40
(a) (b)
Hình 2.12 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 9A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm
Bảng 2.3Giá trị sai số với dòng 9A
Hàm đặc tính từ thông Sai số max Sai số min Sai số trung bình
Bỏ qua hỗ cảm 7,0226x10-5 8,5390x10-7 2,0710x10-5 Có hỗ cảm 8,5x10-17 0 4,0738x10-17
Dạng đường đồ thị sai lệch thu được trong trường hợp chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm trong hàm từ thông (Hình 2.10a, Hình 2.11a, Hình 2.12a) đều có dạng là đường cong parabol. Trong khi dạng đường đồ thị sai lệch trong trường hợp hàm từ thông có xét đến hỗ cảm (Hình 2.10b, Hình 2.11b, Hình 2.12b) có dạng bất kỳ không theo một quy luật nào. Như vậy, từ kết quả này, tác giả luận án nhận định rằng nếu bỏ qua hỗ cảm trong hàm từ thông sẽ làm giảm đi phần nào tính phi tuyến trong SRM, làm giảm bớt tính chính xác cần có trong mô hình toán của động cơ từ trở.
Nhận xét: Kết quả mô phỏng cho thấy được tính chính xác hơn của hàm từ thông khi có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ, các thông số a(θ) và f(θ) có thể được tìm thấy bằng mạng nơ ron. Mục đích nhận dạng đặc tính từ thông bằng ANN chính là dùng để xây dựng bộ ước lượng từ thông khi tổng hợp bộ điều khiển SRM trong chương 4 của luận án.
Mô hình thuận của động cơ từ trở gồm đặc tính từ thông và đặc tính mô men. Hình 2.13 được nhắc lại từ Hình 2.9 là đặc tính từ thông nhận dạng dựa vào hàm đặc tính từ thông theo phương trình (2.16) và so sánh với đặc tính thực nghiệm. Kết quả nhận dạng cho thấy tính chính xác ở hàm từ thông, đặc tính nhận dạng bám sát, gần như trùng khớp với đặc tính thực. Hình 2.14 là sai số của hàm từ thông nhận dạng so với số liệu thực tế với các giá trị dòng điện khác nhau (1 A, 3 A, 5 A, 7 A và 9 A). Hình 2.15 là đường đặc tính mô men xấp xỉ thu được theo (2.22).
41
Hình 2.13 Đường đặc tính từ thông nhận dạng theo mô hình thuận
Hình 2.14 Đồ thị sai số đường đặc tính từ thông nhận dạng so với đường thực tế
42