1.3..3 Các hệ thống truyền động điển hình
2.6.3. Mạch tốc độ [37]
Hình 2.10. Mạch tốc độ có phản hồi
Trên thực tế có các tác động nhiễu bên ngồi chúng ta bỏ qua nó trong bộ điều khiển tốc độ
Kon: Hệ số phản hồi theo tốc độ góc của động cơ
������: Điện áp đặt theo tốc độ góc và bằng điện áp điều khiển định mức
�đ���: Tốc độ góc định mức động cơ
Hàm truyền vòng hở mạch điều chỉnh tốc độ động cơ:
Wnth(s) = Wđkn(s).Wdc(s)Wpuk(s).kon (2. 39)
Wnth(s): Hàm truyền thực tế tốc độ động cơ; Wđkn(s): Hàm truyền điều khiển tốc độ động cơ; Wdc(s): Hàm truyền động cơ;
Wpuk(s): Hàm truyền kín phần ứng; kon: Hệ số phản hồi tốc độ
Hàm truyền mong muốn vòng hở theo tốc độ động cơ
Wnh
2T s(2T s 1 1) (2. 40)
2 2
��ℎ: Hàm truyền tốc độ hở
Phương trình cân bằng giữa vịng lặp hở và thực tế
1 W (s) cM . k 2T s(2T s 1) ñkn J s T s 1 on 2 2 2 1 komf
Hàm truyền của khâu điều khiển tốc độ
W (s) komf j
3 M on
(2. 41)
j j1 j2 ; j1: Momen quán tính các neo động cơ và liên kết chặt; j2: Momen quán tính vật thứ 2 so với trục động cơ
Bộ điều chỉnh tốc độ là bộ điều chỉnh P
Hàm truyền mạch vịng kín điều khiển tốc độ
W (s).W (s).W (s) Wn (s) ñkn dc puk 1 W (s).W (s).W (s)k 2T s(T s 1) 1 (2. 42) ñkn dc puk on 3 3 3
Điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ điều khiển P là bước đầu tiên trong hoạt động điều khiển để đạt được hiệu suất của hệ thống. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp thực tế, việc điều chỉnh đơn lẻ hệ số này khơng đảm bảo được tính ổn định của hệ thống khi có nhiễu tác động. Các bộ bù nhiễu sẽ được thiết kế nhằm giải quyết vấn đề này.
Khi tính đến sức điện động của động cơ, phản hồi hàm truyền khâu khử nhiễu đến bộ điều chỉnh dịng kích từ như sau[36 trang 54]:
Wke (s)
cs
kmf .Wktks (2. 43)
Trong đó Cs là hằng số cấu tạo động cơ
Hàm truyền của phản hồi sức điện động [36 trang 54]
W (s) cskokt (2T2s2 2T s 1) 2T2 cskokt s2 2T c skokt s cskokt (2. 44) ke k k k k mf mf mf mf
Khi tính đến ảnh hưởng của phản hồi bên trong lên momen đàn hồi của động cơ, phản hồi hàm truyền khâu khử nhiễu đến bộ điều chỉnh dòng phần ứng như sau: 2T c k ñkn 1 2.T s 1 kon 1kon
Hàm truyền của phản hồi momen [36 trang 54] W (s) 1 2T2 komf s2 2T komf s komf (2. 45) kc c W (s) 2 c 2 c c M puk M M M Kết luận chương 2
Đã sử dụng cơng cụ tốn học để phân tích và xây dựng mơ hình cho cấu trúc điều khiển truyền động đã đề xuất
Kết quả các hàm truyền đạt của hệ truyền động của mạch kích từ, mạch điện phần ứng, mạch tốc độ sau khi đã thực hiện đơn giản hóa hàm truyền là bậc 1
Trên cơ sở kết quả mơ hình tốn học đối tượng nghiên cứu hệ thống
truyền động điện của máy xúc điện, đã xây dựng bộ điều khiển PID với 03 vịng điều chỉnh để từ đó làm cơ sở để nghiên cứu sinh xây dựng thuật toán
điều khiển hiện đại trên Matlab /simulink ở chương tiếp theo .
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN