- Bộ điều khiển tốc độ: tương tự như bài toán điều khiển tốc độ, tuy nhiên ở bài toán điều khiển vị tri sẽ có thêm bộ điều khiển Position controller, bộ điều khiển này sẽ nhận kết quả sai số vị tri và đưa ra kết quả là tốc độ tham chiếu.
Hình 4.22. Sơ đồ khối so sánh giữa bộ điều khiển đơn và phân tầng (tốc độ).
Hình 4.23. Tốc độ đặt vào (rpm)
Hình 4.24. Momen xoắn đặt vào (Nm)
- Bộ điều khiển vị tri
Hình 4.26. Sơ đồ khối so sánh giữa bộ điều khiển đơn và phân tầng (vị tri)
Hình 4.27. Vị tri đặt vào (deg)
CHƯƠNG 5
Case studies: Mô phỏng và điều khiển bướm ga điện tử BOSCH DV-E5
Kí hiệu Tên gọi
Ra Điện trở phần ứng (Ohm)
La Điện cảm phần ứng (H)
Kb Hằng số sức điện động (V.s/rad)
Kb’ Hằng số sức điện động của tải (V.s/rad) Km Hằng số momen xoắn của motor (N.m/A) Km' Hằng số momen xoắn của tải (N.m/A) (kg.)
Jm Momen quán tính của motor (kg.)
JL Momen quán tính của tải (kg.)
Jeq Momen quán tính tương đương của tải Bm Hệ số giảm chấn nhớt của motor (N.m.s/rad) BL Hệ số giảm chấn nhớt của tải (N.m.s/rad)
Beq Hệ số giảm chấn nhớt tương đương của tải (N.m.s/rad) Ks Độ cứng trả về của lò xo (Nm/rad)
Tpl Momen ban đầu của lò xo (N.m)
Tf Momen ma sát sinh ra bởi sự di chuyển của bướm ga (N.m)
N Tỉ số truyền (N = ωm/ωL)
θ Góc quay của các bướm ga (rad)
Bảng 5.2. Các thông số cơ sở li thuyết
Raia(t) + La + Kbm(t) = Va(t) (12)
Với eb(t) = Kbm(t), N = và K’b = KbN => eb(t) = K’b L , thay vào (12): Raia(t) + La + K’bL(t) = Va(t) (13)
Áp dụng định luật II Newton:
Jmm(t) + Bmm(t) + = Kmia(t) (14) Hệ thống ETC có momen tải L(t) là:
TL(t) = JLL(t) + BLL(t) + KsθL(t) + TPL + Tf sgn(L) (15) Trong đó: sgn(L) là hàm tin hiệu được xác định bởi:
sgn(L) = (16) Kết hợp (14) và (15) (14) Jmm(t).N + Bmm(t).N + JLL(t) + bLL(t) + KsθL(t) + TPL + Tf sgn(L) = Kmia(t).N => Jm[NL(t)].N + JmL(t) + Bm[NL(t)].N + bLL(t) + KsθL(t) + TPL + Tf sgn(L) = K’mia(t) => JmL(t).N2 + JmL(t) + BmL(t).N2 + BLL(t) + KsθL(t) + TPL + Tf sgn(L) = K’mia(t) => [JmN2 + JL] L(t) + [BmN2 + BL]L(t) + KsθL(t) + TPL + Tf sgn(L) = K’mia(t) => JeqL(t) + BeqL(t) + KsθL(t) + TPL + Tf .sgn(L) = K’mia(t) (17)
- Từ công thức (13) và (17), cùng với sự kế thừa mô hình DC Motor đã được thiết kế bên trên, ta tiến hành thiết kế mô hình bướm ga điện tử:
Hình 5.3. Mô hình hóa bướm ga điện tử
- Đưa các thông số bướm ga BOSCH-DVE5 ở hình 5.2 vào mô hình:
Hình 5.4. Thông số của bướm ga BOSCH DV-E5
Hình 5.5. Sơ đồ khối điều khiển vị tri góc bướm ga
Hình 5.6. Thông số Kp , Ki bộ điều khiển vị tri
Hình 5.8. Thông số Kp , Ki bộ điều khiển dòng
- Kết quả mô phỏng điều khiển vị tri góc bướm ga