- Lq )ia + Ld pip
b. Bộquan sát trạng thái phi tuyến
Như được đưa ra trong phương trình (2.13) và (2.14), bộ quan sát nhiễu được thiết kế trên các phương trình khong gian trạng thái tĩnh và dùng hồi tiếp trạng thái tuyến tính. Ngồi ra, bộ quan sát phi tuyến, với các hồi tiếp trạng thái phi tuyến, cũng có thể ảnh hưởng đến ước lượng vị trí. Một SMO được giới thiệu cho các bộ quan sát phi tuyến.
SMO là một bộ quan sát có các ngõ vào là hàm khơng liên tục của sai số giữa ngõ ra ước lượng và đo lường. Khi đường đi của trạng thái mong muốn tiến đến các đường đặc tuyến mong muốn, chế độ trượt được thực hiện. Sự linh động của trạng thái mong muốn dưới tác động của chế độ trượt chỉ phụ thuộc vào mặt phẳng được chọn lựa trong không gian trạng thái và khơng bị ảnh hưởng bởi cấu trúc hoặc độ chính xác thơng số máy điện. Ưu điểm tác mạnh đến cấu trúc hệ thống và sự biến đổi thông số làm cho SMO trở thành một giải pháp nhiều triển vọng trong ước lượng vị trí rotor của PMSM. Trong luận văn này, SMO được thiết kế dựa theo mơ hình PMSM trong hệ quy chiếu tĩnh và thường không thiết kế dựa trên mơ hình PMSM trong hệ quy chiếu quay. Với một PMSM, một SMO cơ bản được giới thiệu trong [49] có thiết kế như sau:
6 1
với (ũc là tần số cắt của bô lọc thông thấp (low-pass filter-LPF); sgn là hàm sign;
l là độ lợi hồi tiếp bộ quan sát; và k là độ lợi của kiểu chuyển mạch. Trong trường hợp này, mặt trượt được thiết kế theo dạng r A " 1 = 0 . Bằng cách lựa chọn
các
S=L ia — ia i •—i •J
giá trị l và k thích hợp, hàm Lyapunov V = S T .S / 2 > 0 và dV / dt < 0 có thể đảm bảo khả năng ổn định bộ quan sát. nếu mặt trượt được thực hiện, thành phần EMF có thể
được ước lượng:
rỉ a, r í- - Ỉ.1
- . I <2.16)
A- i 1
iI
• • J
Sau đó vị trí rotor có thể thu được từ thành phần EMF ngược được ước lượng. Sơ đồ khối của một bộ ước lượng EMF ngược dựa trên SMO được đưa ra như trong hình 2.6. Nhiều biến thể khác nhau của phương trình (2.15) có thể được tìm thấy trong vấn đề này, ví dụ như việc dùng các hàm bảo hòa trong [50] hoặc hàm sigmoid [51] để thay thế cho cho hàm sign nhằm giảm thiểu vấn đề rung. Thiết kế mặt trượt cũng khác nhau. Thêm nữa, một số mơ hình đáp ứng thơng số máy online [52] cũng được đề xuất để cải thiện sức mạnh bộ quan sát đối với sự thay đổi thơng số máy. Bằng cách dùng mơ hình EMF, phương trình (2.5), trong hệ quy chiếu đứng yên, phương pháp dựa trên SMO có thể được áp dụng cho các PMSM cực ẩn [52]. d r i 1 r - R / L -';“ I = I 0 _R / d< I • I L -R / L J L 1ri 1 Pv 1 ( * ,', 1a I. I “I 11; I- 11+ +L • I ì r i - i 1 l.k.sgn I ỉ “ I (2.15) s + - i ® c ) Li. • J I I = k (1+ l )._ 1 *• I s + -sgn 1 L J „ c ' 6 2
2.2 Bộ điều khiển PI trong điều khiển số2.2.1 Giới thiệu bộ điều khiển PI 2.2.1 Giới thiệu bộ điều khiển PI 2.2.1.1 Giới thiệu
Có thể nói trong lĩnh vực điều khiển, bộ điều khiển PI được xem như một giải
pháp đa năng cho các ứng dụng điều khiển tương tự hay điều khiển số. Hơn 90% các
6 3
bộ điều khiển trong công nghiệp sử dụng bộ điều khiển PI [31]. Nếu được thiết kế tốt,
bộ điều khiển PI có khả năng điều khiển đáp ứng tốt các chỉ tiêu chất lượng như đáp
ứng nhanh, thời gian quá độ ngắn, độ quá điều chỉnh thấp, triệt tiêu được sai lệch tĩnh. Cấu hình cơ bản của một bộ điều chỉnh PI được đưa ra trong [31] có nguyên lý như trong hình 2.4
Hình 2. 7 Sơ đồ khối bộ điều khiển PI
2.2.1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của bộ điều khiển PI
Mỗi giải thuật điều khiển đều có các ưu điểm và khuyết điểm riêng của nó. Để đánh giá được ưu điểm và khuyết điểm của một giải thuật thì ta phải đưa ra được các chỉ tiêu rõ ràng và sẽ đánh giá giải thuật điều khiển trên các tiêu chí đó. Trong điều khiển PI, một số tiêu chí được đưa ra trong các nghiên cứu [53-54] như sau.
Sai số xác lập
- Sai số: là sai lệch giữa tín hiệu đặt và tín hiệu hồi tiếp