6. Bố cục của luận văn
5.1.1. Sơ đồ khối hệ thống thí nghiệm
Hình 5.1: Sơ đồ khối hệ thống thí nghiệm
Hình 5.2: Hệ thống thí nghiệm điều khiển tốc độ động cơ một chiều sử dụng bộ ĐK Mờ lai ứng dụng công nghệ FPGA USB blaster cable Computer (Command Speed) Supply (24VDC) FPGA DE2-115 Board DC motor Driver Board DC
motor Encoder board
Thuyết minh nguyên lý hệ thống
Nguyên lý toàn hệ thống thí nghiệm trên hình 5.2 bao gồm bo mạch FPGA DE2- 115, động cơ một chiều, bộ chuyển đổi A/D, Nguồn điện (khối nguồn). Thứ nhất, nguồn cung cấp điện áp xoay chiều 220V để chuyển đổi điện áp từ tín hiệu AC sang tín hiệu DC 24VDC cung cấp cho IGBT, mạch driver đã được sử dụng để điều khiển động cơ và cách ly các IC khác khỏi các sự cố về điện. Động cơ DC sử dụng nguồn DC 24VDC. FPGA sử dụng Board Altera DE2-115, một thành phần cốt lõi trong hệ thống này và được sử dụng để phát triển bộ điều khiển Mờ lai được đề xuất.
Bộ nguồn
Bộ nguồn có thể là 1 pha hoặc 3 pha có tác dụng cung cấp điện áp vào cho khối xử lí trung tâm, khối nhập dữ liệu, motor…
Khối nhập dữ liệu
Khối nhập dữ liệu có thể sử dụng máy tính để người vận hành có thể giao tiếp với hệ thống hay để nhập giá trị tốc độ đặt ban đầu cho động cơ. Sau đó tín hiệu của khối này sẽ đưa đến khối xử lí trung tâm để xử lí rồi đưa đến bộ điều khiển để điều khiển động cơ.
Khối xử lí trung tâm
- Bộ xử lý tín hiệu có tác dụng: - Thu nhận các tín hiệu phản hồi.
- Tiếp nhận các tín hiệu từ người điều khiển.
- So sánh tín hiệu chuẩn đó với tín hiệu được đưa vào khối cảm biến.
- Đưa ra các tín hiệu cho bộ biến đổi năng lượng (bộ điều khiển) cấp cho động cơ. - Bộ biến đổi nhận tín hiệu từ bộ xử lí có tác dụng thay đổi các giá trị của nguồn để cấp cho động cơ như điện áp, dòng diện, tần số…
Đầu ra của khối xử lí trung tâm là các chân của kit phát triển FPGA có điện áp 2.5V nên không đủ để cấp cho động cơ quay. Vì vậy ta cần sử dụng một mạch lực có thể là transistor, L293D, L298, IBT-2…
Đối tượng cần điều khiển
Động cơ điện một chiều
Khối cảm biến
Khối cảm biến có tác dụng chuyển tín hiệu của tốc độ động cơ ở dạng không phải điện về dạng điện, có điện áp hoặc tần số … tỉ lệ với tốc độ động cơ.
Encoder và động cơ được gắn đồng trục với nhau. Điện áp phần ứng của encoder phản ánh tốc độ thực tế của động cơ. Tín hiệu của khối cảm biến sẽ đưa đến khối xử lí trung tâm để so sánh với giá trị tốc độ đặt ban đầu. Nếu sai lệch lớn thì lượng điều chỉnh điện áp cũng lớn. Bộ xử lí sẽ xuất ra tín hiệu để điều khiển tốc độ động cơ.