tối thiểu
Chọn động cơ một chiều với các thông số như sau:
Ra = 32.78; La = 6.3e-3; Kt = 0.251; J = 2e-4; Kf = 7e-4;
Việc ước lượng tham số động cơ điện một chiều bằng phương pháp bình phương tối thiểu được thực hiện trong Matlab bằng chương trình sau:
par = [32.18; 7.3e-3; 0.3; 2.2e-4; 8.1e-4]; % initial
values of parameters
aux = {}; T = 0;
m = idgrey('dcmotor_1',par,'c',aux,T);
fid = fopen('Data1.txt', 'r'); % input
measurement Data with 250 time interval, deltaT=0.01, T=2.5 s; u=20*t
a = fscanf(fid, '%f %f %f %f', [4 inf]); % time - y1 -
a = a';
fclose(fid);
y=[a(:,2) a(:,3)]; % Output (measured states) y1 - y2
u=[a(:,4)]; % Input (control)
data = iddata(y,u,0.01);
opt = greyestOptions;
opt.InitialState = 'model';
opt.Display = 'on';
opt.DisturbanceModel = 'none';
% opt.SearchMethod = 'gn'; % The subspace Gauss-Newton direction
opt.SearchMethod = 'gna'; % An adaptive version of
subspace Gauss-Newton approach, suggested by Wills and Ninness [1]
% opt.SearchMethod = 'lm'; % Uses the Levenberg- Marquardt method
%opt.SearchMethod = 'auto'; % The algorithm chooses one of the preceding options. The descent direction is
calculated using gn, gna
% lm, and grad successively at each iteration.
% The iterations continue until a sufficient reduction in error is achieved.
%opt.SearchMethod = 'grad'; % The steepest descent gradient search method
%opt.SearchMethod = 'lsqnonlin'; % Uses the trust region reflective algorithm. Requires Optimization Toolbox™ software
opt.SearchOption.MaxIter = 100;
opt.SearchOption.Tolerance = 0.00001;
linearDC_model = greyest(data,m,opt) % Parameter
estimation
b_est = linearDC_model.Structure.Parameters.Value %
estimated values
%[linear_b_est] = getpvec(linearDC_model,'free')
opt = compareOptions('InitialCondition','zero');
compare(data,linearDC_model,Inf,opt) % Compare the
Bảng 4.1: Kết quả sau khi chạy chương trình như sau:
Tham số Giá trị thực Matlab(Grey-box)
Ra 32.78 2.904831473612700e+01 La 6.3e-3 1.473349626371001e-10 Kt 0.251 2.615201664270930e-01 J 2.0e-4 2.205217626324855e-04 Kf 7.0e-4 7.288819441045368e-04 Sai số 1.0e-10
4.2. Áp dụng phương pháp DMS-COL trong ước lượng tham số động cơ điện một chiều:
- Tất cả các thuật toán được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++.
Bảng 4.2. Kết quả sau khi chạy chương trình như sau:
Tham số Giá trị thực DMS-COL Ra 32.78 32.7801 La 6.3e-3 6.301e-3 Kt 0.251 0.251 J 2.0e-4 2.01e-4 Kf 7.0e-4 7.002e-4 Sai số 1.01e-14 2 2 1 1 1 2 2 2 , , , , 1 1 1 2 2 1 2 min ( ) ( ) (4.1) (0) 1 . . (4.2) (4.3) [0, 0] (4.4) a a t f N M M R L K J K a t a a a f t F W x x W x x R K s t x x x u L L L K K x x x J J x
Kết quả cho thấy phương pháp DMS-COL có kết quả tốt hơn với sai số là 1.01x10-14 so với chạy trên Matlab có sai số là 1.0x10-10. Các kết quả được thể hiện trên các hình 2 - 5.
Hình 4.1. Điện áp phần ứng (V)
Hình 4.3. Biến đại số Y1 ước lượng theo phương pháp bình phương tối thiểu
Hình 4.5. Biến đại số Y2 ước lượng theo phương pháp bình phương tối thiểu
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Trong luận văn này tác giả đã thực hiện xây dựng thuật toán nhận dạng tham số trong hệ thống điều khiển số tốc độ động cơ một chiều, thuật toán này được cài đặt trong bộ vi xử lý TMS320F28069. Các kết quả mô phỏng chỉ ra rằng sai số nhỏ hơn so với chạy trên Matlab. Điều đó khẳng định chất lượng của thuật toán. Kết quả của đề tài sẽ làm nền tảng cho việc nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển số động cơ một chiều.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]- Truyền động điện – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật: Tác giả Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền;
[2]- Truyền động điện thông minh- Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả: Nguyễn Phùng Quang;
[3]- Điều chỉnh tự động truyền động điện - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi;
[4]- Cơ sở truyền động điện - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn;
[5]- Matlab & Simulink – Dành cho kỹ sư điều khiển tự động - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Nguyễn Phùng Quang.
[6]- Điện tử công suất - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Nguyễn Bính
[7]- Điện tử công suất – Tập 1 - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh
[8]- Điện tử công suất – Tập 2 - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả Lê Văn Doanh
[9]- Giáo trình điện tử công nghiệp - Nhà xuất bản Giáo dục: Tác giả Vũ Quang Hồi
[10]- Máy điện và mạch điều khiển - Nhà xuất bản Thống kê: Trần Thế San, Nguyễn Trọng Thắng
[11]- Nhận da ̣ng hê ̣ thống điều khiển - Nhà xuất bản Khoa ho ̣c và Kỹ thuâ ̣t: Tác giả Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh
[12]- Điều khiển số máy điện - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật: Tác giả Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Nguyễn Trung Sơn, Cao Văn Thành