1.3..3 Các hệ thống truyền động điển hình
3.2. Mô phỏng hệ thống điều khiển truyền động với PID kinh điển
3.2.1. Xây dựng mơ hình mơ phỏng
Mục đích của việc mơ phỏng:
Do hệ thống thực tế là khá phức tạp khi thực hiện phân tích vì vậy dùng phần mềm mơ phỏng sẽ hạn chế được việc triển khai khảo sát trên thiết bị đang hoạt động, Dễ dàng khảo sát thay đổi khi muốn cải tiến một thiết bị nào đó, khơng ảnh hưởng đến máy móc thật ngồi thực tế sản xuất;
Kiểm tra, tinh chỉnh thiết bị khi lựa chọn phương án và đưa thiết bị vào sử dụng;
Đánh giá đặc tính làm việc trong điều kiện dự kiến trước, hoặc ngay trong giai đoạn hệ thống còn đang trong giai đoạn thiết kế, khảo sát;
So sánh, lựa chọn được giải pháp tối ưu.
Với mục đích đó sơ đồ mơ phỏng hệ thống điều khiển truyền động điện máy xúc được thực hiện bằng Matlab Simulink được xây dựng như trên Hình 3.1. Cấu trúc của mơ hình mơ phỏng được thực hiện dựa trên cấu trúc hệ truyền động điện máy phát - động cơ trên máy xúc đã được phân tích ở chương 2 và các bộ điều chỉnh được tính tốn ở mục 3.1 của chương này. Mơ hình mơ phỏng được chia thành 02 phần là: mơ hình của đối tượng điều khiển, máy phát - động cơ và bộ biến đổi điện áp kích từ; mơ hình của các bộ điều chỉnh P, PI, PI. Bộ điều chỉnh và mơ hình hệ thống tạo thành 03 mạch vòng điều khiển: Mạch vịng điện áp kích từ; Mạch vòng dòng điện phần ứng; Mạch vòng điện áp phần ứng. Trong mạch vòng dòng điện, để thực hiện đặc tính máy xúc một cấu trúc giới hạn dòng điện phần ứng được thực hiện như trên Hình 3.1.
50
X
Hình 3.1. Mơ hình mơ phỏng hệ thống điều khiển nâng hạ gầu sử dụng PID
1
Trong đó tín hiệu tốc độ phản hồi được sử dụng để tạo ra giới hạn dòng điện theo đặc cơ điện máy xúc như trên Hình 1.2. Giá trị giới hạn dịng điện được so sánh với giá trị tham chiếu dòng điện ở đầu ra của bộ điều chỉnh tốc độ. Khi giá trị của bộ điều chỉnh vượt qua giới hạn thì bộ điều khiển sẽ thực lấy giá trị giới hạn. Ngồi ra trong cấu trúc Hình 3.2, đạo hàm của tốc độ của hệ thống cũng được tính tốn đưa vào mạch phản hồi để chống lại hiện tượng dao động cơ học. Các tham số của mơ hình được sử dụng với dữ kiện và số liệu đã được tính tốn ở mục 3.2.
Hình 3.2. Cấu trúc giới hạn dịng điện theo đặc tính máy xúc