Xét với trường hợp tốc độ trung bình d 150 (rad s/ ), mô men tải thay đổi từ 4 Nm xuống 1 Nm sau đó tăng lên 4 Nm, mơ men tải thay đổi có dạng xung như Hình 3.8. Kết quả mô phỏng cho thấy đáp ứng tốc độ của hai hệ thống là tương đương nhau, chất lượng điều khiển đảm bảo với lượng quá điều chỉnh 4,7%, sai số xác lập bằng 0.
Các kết quả mô phỏng cho thấy chất lượng của hệ thống điều khiển sử dụng bộ điều khiển Backstepping với mơ hình kết hợp phi tuyến tốt hơn so với hệ thống điều khiển sử dụng mơ hình truyền thống (giảm thời gian quá độ), xét với các trường hợp tốc độđặt khác nhau và tải thay đổi. Các kết quảmô phỏng một lần nữa khẳng định tính chính xác của mơ hình kết hợp phi tuyến SRM và sự lựa chọn kỹ thuật Backstepping để tổng hợp bộ điều khiển ổn định tốc độ cho SRM là hoàn toàn phù hợp.
3.4 Kết luận chƣơng 3
Trong chương 3, luận án đã trình bày các bước thiết kế bộ điều khiển Backstepping cho SRM có mơ hình xác định và các biến trạng thái của SRM quan sát được trực tiếp. Phát biểu và chứng minh tính ổn định của hệ thống điều khiển Backstepping SRM. Mô phỏng kiểm chứng chất lượng của hệ thống điều khiển SRM bằng bộđiều khiển Backstepping cho các kịch bản khác nhau như tín hiệu đặt
60
thay đổi, tải thay đổi. Các kết quả mô phỏng cho thấy lựa chọn kỹ thuật Backstepping để tổng hợp bộ điều khiển cho SRM là giải pháp phù hợp. Nhược điểm của bộđiều khiển này là có quá nhiều các biến trạng thái của SRM phải quan sát được trực tiếp. Điều này không những nâng giá thành của sản phẩm mà cịn khó khăn khi thực hiện do một vài trạng thái của SRM khó quan sát được trực tiếp, chẳng hạn như đặc tính từ thơng. Để hướng đến bộ điều khiển không cần đo đầu ra, hay giảm thiểu thiết bịđo cho SRM, chương tiếp theo nghiên cứu và thiết kế một số bộ quan sát trạng thái phi tuyến, bộ xấp xỉ dựa trên mạng nơ ron nhân tạo để kết hợp với bộđiều khiển Backstepping tạo ra bộđiều khiển mới có khả năng ứng dụng thực tếcao hơn.
Các nghiên cứu trong chương 3 được cơng bố tại:
- Phí Hồng Nhã và cộng sự (2021), “Điều khiển Backstepping cho mơ hình kết hợp của động cơ từ trở chuyển mạch”, Tạp chí khoa học và cơng nghệ đại học Đà Nẵng, Vol. 19, No. 11, pp. 18-23.
61
Chƣơng 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING KẾT HỢP BỘ QUAN SÁT TRẠNG THÁI PHI TUYẾN, BỘ ƢỚC LƢỢNG BẰNG MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO
Mục đích của chương này hướng đến mục tiêu cải tiến hệ thống truyền động SRM bằng cách giảm bớt các cảm biến, các thiết bị đo. Các bộ quan sát được sử
dụng để thay thếcho các cảm biến (như cảm biến tốc độ, thiết bị đo từthơng), từđó
giảm giá thành cho hệ thống.
Tiếp nối các nghiên cứu ở chương trước, đồng thời khắc phục nhược điểm khi thực thi bộđiều khiển Backstepping, trong chương này, các nghiên cứu đề xuất kết hợp bộquan sát trạng thái phi tuyến, mơ hình xấp xỉ SRM bằng mạng nơ ron nhận tạo (giới thiệu trong chương 2) với bộ điều khiển Backstepping được thực hiện nhằm đề xuất hai bộđiều khiển mới:
- Bộđiều khiển Backstepping kết hợp bộquan sát thái phi tuyến
- Bộđiều khiển Backsepping kết hợp bộước lượng từthông bằng mạng nơ ron nhân tạo
Các thiết kế được đánh giá thông qua mô phỏng. Chất lượng của hai bộ điều khiển đề xuất được so sánh, đánh giá nhằm đưa ra những kết luận về lựa chọn các
bộđiều khiển này như thếnào khi thực hiện trên hệ vật lý thực.
4.1 Bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái quan sát trạng thái
4.1.1 Đặt vấn đề
Bộ điều khiển Backstepping được đề xuất ở phần 3.2.2 chỉ thực hiện được khi các biến trạng thái của SRM được xác định. Việc xác định các biến trạng thái này chủ yếu dựa vào các thiết bị đo lường (đo dòng điện, đo điện áp, đo tốc độ), tính tốn nội suy từ thông để cung cấp cho bộ điều khiển. Để hướng đến điều khiển SRM khơng cần đo tín hiệu ra, tác giả đề xuất phương pháp kết hợp giữa bộ điều khiển Backstepping (3.65) với bộ quan sát trạng thái phi tuyến của động cơ từ trở.
4.1.2 Bộ quan sát trạng thái phi tuyến
Bộ quan sát trạng thái phi tuyến nhằm ước lượng các trạng thái: từ thơng, vị trí và tốc độ rotor từ quan sát trực tiếp điện áp, dịng điện, mơ men [73]. Cấu trúc bộ quan sát trạng thái phi tuyến được thể hiện trong Hình 4.1.Equation Chapter (Next) Section 1
62