Đề tài: Ứng dụng phương pháp điều khiển mờ và thiết bị xử lý tín hiệu số Dspace 1104 trong điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Chia sẻ: Dung Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

94
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay sự cạnh tranh cao của nền kinh tế toàn cầu đòi hỏi các công ty phải tìm ra các phương thức mới để nâng cao hiệu quả cải thiện năng suất và hợp lý hóa sản xuất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Ứng dụng phương pháp điều khiển mờ và thiết bị xử lý tín hiệu số Dspace 1104 trong điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG VÕ MINH HUY NG D NG PHƯƠNG PHÁP ĐI U KHI N M VÀ THI T B X LÝ TÍN HI U S DSPACE 1104 TRONG ĐI U KHI N T C Đ Đ NG CƠ ĐI N M T CHI U KÍCH T Đ CL P Chuyên ngành : T ñ ng hóa Mã s : 60.52.60 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - 2011
Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PSG.TS.ĐOÀN QUANG VINH Ph n bi n 1: PGS.TS. Nguy n Văn Li n Ph n bi n 2: TS. Nguy n Bê Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 07 tháng 05 năm 2011. Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin-H c li u, Đ i h c Đà N ng. - Trung tâm H c li u, Đ i h c Bách khoa Đà N ng.
1 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài Ngày nay, s c nh tranh cao c a n n kinh t toàn c u ñòi h i các công ty ph i tìm ra các phương th c m i ñ nâng cao hi u qu , c i thi n năng su t và h p lý hóa s n xu t. Trong ti n trình y, các h truy n ñ ng luôn ñóng m t vai trò r t quan tr ng, chúng là ñ ng l c chính thúc ñ y năng su t, quy t ñ nh ch t lư ng s n ph m. Vì th , ngư i ta luôn tìm m i cách ñ c i thi n ch t lư ng các h truy n ñ ng. Đ ng cơ, m t trong nh ng thành ph n chính c a h truy n ñ ng cũng luôn luôn ñư c quan tâm, c i ti n. Hi n nay có r t nhi u lo i ñ ng cơ ñư c s d ng trong công nghi p, m i lo i có nh ng ưu như c ñi m riêng và ñư c ng d ng trong nh ng lĩnh v c nh t ñ nh.Trong ñó, ñ ng cơ ñi n m t chi u ñư c ng d ng r t ph bi n trong các lĩnh v c kinh t và khoa h c kĩ thu t, trong t t c các nhà máy l n nh như các nhà máy cán thép, tàu ñi n ng m, nhà máy nhi t ñi n, hóa ch t l c hóa d u và các cánh tay Robot v.v... Ưu ñi m c a ñ ng cơ ñi n m t chi u là có moment m máy l n, do v y kéo ñư c t i n ng khi kh i ñ ng.Ngoài ra ph m vi ñi u ch nh t c r ng, kho ng nh y c p t c ñ nh phù h p v i h th ng t ñ ng hóa khi c n thay ñ i m n t c ñ , vi c ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ ñi n m t chi u có nhi u ưu ñi m hơn so v i các lo i ñ ng cơ khác như kh năng ñi u ch nh t c ñ d dàng, c u trúc m ch l c m ch ñi u khi n ñơn gi n, ñ t ch t lư ng ñi u ch nh cao trong d i ñi u khi n r ng. Đ th c hi n các nhi m v trong công nghi p ñi n t v i ñ chính xác cao, l p ráp trong các dây chuy n s n xu t, yêu c u có b ñi u khi n t c ñ .
2 Đ i v i các phương pháp ñi u khi n kinh ñi n, thì ta ph i bi t chính xác các thông s và ki u c a ñ i tư ng c n ñi u khi n. Hơn n a, b ñi u khi n này ch chính xác trong giai ño n tuy n tính còn trong giai ño n phi tuy n thì các phương pháp ñi u khi n kinh ñi n không th c hi n ñư c. Đ i v i ñ ng cơ ñi n m t chi u, các thông s thư ng b thay ñ i làm nh hư ng ch t lư ng ñi u ch nh c th là: Khi m ch t c a máy ñi n b bão hòa làm ñi n c m m ch ph n ng Lu c a ñ ng cơ suy gi m. Đi n tr m ch ph n ng Ru c a máy ñi n thay ñ i theo nhi t ñ làm vi c, do ñó h ng s th i gian m ch ph n ng Tu = Lu/Ru cũng s thay ñ i trong quá trình làm vi c. V i m ch kích t , t thông Φ có th b thay ñ i d n ñ n h ng s th i gian cơ h c Tc cũng thay ñ i. Khi xét ñ n t i c a các h truy n ñ ng thì mô men quán tính c a t i thư ng b thay ñ i, làm cho mômen quán tính c a h qui ñ i v tr c c a ñ ng cơ thay ñ i. N u b ng các phương pháp ñi u khi n kinh ñi n thì chúng ta g p r t nhi u khó khăn trong vi c tính toán, thi t k b ñi u khi n ñ t ñư c ch t lư ng cao. Đ kh c ph c ñư c các như c ñi m trên thì phương pháp ñi u khi n m s là m t gi i pháp. B ñi u khi n m ra ñ i trên cơ s ng d ng logic m , là m t b ñi u khi n thông minh, hi n ñang ñóng vai trò quan tr ng trong các h th ng ñi u khi n hi n ñ i, vì nó ñáp ng t t các ch tiêu k thu t, tính b n v ng và n ñ nh cao, d thay ñ i, d l p trình. Bên c nh ñó, cùng v i s phát tri n m nh m c a khoa h c k thu t, x lý tín hi u s (Digital Signal Processing) ñang t o nên di n m o c a khoa h c k thu t c a th k 21. DSP ñã và ñang làm thay ñ i có tính ch t cách m ng trong r t nhi u lĩnh v c như: vi n thông, thiên văn, v t lý, khôi ph c âm thanh hình nh có ñ tin c y cao …
3 DSP có kh năng x lý tính toán th i gian th c r t nhanh, nh s tích h p b x lý t c ñ cao, các giao di n ph n c ng ph c v cho vi c giao ti p gi a h th ng chương trình ñi u khi n m m v i ñ i tư ng ñi u khi n bên ngoài. DSP còn h tr liên k t l p trình v i các ngôn ng b c cao vì v y ngư i s d ng có th d dàng l p trình và có th ch t p trung vào phát tri n thu t toán ñi u khi n. Ví d như s d ng Matlab ñ l p trình thì s có r t nhi u l i th b i l các thư vi n c a Matlab r t ñ s . Không m t nhi u th i gian ñ l p trình cũng bài toán ñó so v i các h vi ñi u khi n khác. Do v y vi c nghiên c u và ng d ng phương pháp ñi u khi n m k t h p v i ng d ng thi t b x lý tín hi u s DSP ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ ñi n m t chi u là hư ng nghiên c u có nhi u tri n v ng, cũng như có nhi u giá tr ng d ng trong th c ti n. 2. M c ñích nghiên c u Nâng cao ch t lư ng ñi u ñi u khi n t c ñ cho ñ ng cơ ñi n m t chi u (có ñi n tr m ch ph n ng Ru ñ i theo nhi t ñ làm vi c và moment quán tính J thay ñ i) b ng phương pháp ñi u khi n m k t h p v i ng d ng thi t b x lý tín hi u s DSP. 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u Đ i tư ng nghiên c u c a ñ tài là ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p. Ph m vi nghiên c u : ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ, mô hình hoá, mô ph ng trên ph n m m Matlab Simulink, k t n i v i Card dSPACE1104, t o giao di n ñi u khi n b ng ph n m m ControlDesk, xây d ng mô hình h T-Đ th c t và ch y th c nghi m t i phòng thí nghi m. 4. Phương pháp nghiên c u Nghiên c u lý thuy t k t h p v i mô ph ng ki m ch ng, t ñó ch t o mô hình th c t t i phòng TN T ñ ng hoá, ĐHBK Đà N ng.
4 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài Hoàn thi n phương pháp ñi u khi n t c ñ cho ñ ng cơ ñi n m t chi u. Phát tri n kh năng ng d ng phương pháp ñi u khi n này vào th c t . 6. C u trúc lu n văn Ngoài ph n m ñ u và k t lu n, lu n văn ñư c chia thành 5 chương : Chương 1 : T ng quan v ñ ng cơ ñi n m t chi u. Chương 2 : Đi u khi n m . Chương 3 : ng d ng ñi u khi n m ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p. Chương 4 : Gi i thi u v h dSPACE 1104. Chương 5 : Xây d ng mô hình th c t t i phòng thí nghi m.
5 CHƯƠNG 1 - T NG QUAN Đ NG CƠ ĐI N M T CHI U 1.1 Khái quát chung Hi n nay ñ ng cơ ñi n m t chi u v n ñư c dùng r t ph bi n trong các h th ng truy n ñ ng ñi n ch t lư ng cao, d i công su t ñ ng cơ m t chi u t vài W ñ n hàng MW. Đây là lo i ñ ng cơ ña d ng và linh ho t, có th ñáp ng yêu c u mômen, tăng t c, và hãm v i t i tr ng n ng. Đ ng cơ ñi n m t chi u cũng d dàng ñáp ng v i các truy n ñ ng trong kho ng ñi u khi n t c ñ r ng và ñ o chi u nhanh v i nhi u ñ c tuy n quan h mômen – t c ñ . Trong ñ ng cơ ñi n m t chi u, b bi n ñ i ñi n chính là các m ch ch nh lưu ñi u khi n. Ch nh lưu ñư c dùng làm ngu n ñi u ch nh ñi n áp ph n ng ñ ng cơ. Ch nh lưu ñây s d ng ch nh lưu c u 3 pha. 1.2 C u t o, nguyên lý làm vi c,phân lo i ñ ng cơ ñi n m t chi u 1.2.1 C u t o 1.2.2 Nguyên lý làm vi c c a ñ ng cơ ñi n m t chi u 1.2.3 Phân lo i ñ ng cơ ñi n m t chi u 1.3 Mô hình toán h c c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p. 1.3.1 Đ ng cơ ñi n m t chi u ch ñ quá ñ 1.3.1.1 M ch ph n ng 1.3.1.2 M ch kích t 1.3.1.3 Sơ ñ kh i c a toàn b ñ ng cơ 1.3.2 Đ ng cơ ñi n m t chi u ch ñ xác l p 1.3.3 Kh o sát ñ c tính vòng h ñ ng cơ ñi n m t chi u 1.4 Ch nh lưu c u 3 pha có ñi u khi n. 1.4.1 Lý thuy t chung 1.4.2 Mô t toán h c b ch nh lưu
6 1.5 T ng h p ñi u khi n h th ng truy n ñ ng ñi n ñ ng cơ ñi n m t chi u ( H T-Đ ) 1.5.1 C u trúc h th ng truy n ñ ng ñi n m t chi u. 1.5.2 T ng h p m ch vòng ñi u ch nh t c ñ Rω c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p,khi không có b ñi u khi n dòng ñi n RI. 1.5.3 T ng h p m ch vòng b ñi u khi n t c ñ Rω, b ñi u khi n dòng ñi n RI c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p, không xét ñ n nh hư ng c a s c ñi n ñ ng. 1.6 Mô ph ng h th ng ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ 1.6.1 Mô ph ng h th ng m ch vòng ñi u ch nh t c ñ R c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p, khi không có b ñi u khi n dòng ñi n RI 1.6.1.1 Mô hình mô ph ng ñ ng cơ m t chi u kích t ñ cl p 1.6.1.2 Mô hình mô ph ng h th ng 1.6.1.3 K t qu mô ph ng 1.6.2 Mô ph ng h th ng m ch vòng b ñi u khi n t c ñ R , b ñi u khi n dòng ñi n RI c a ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ cl p 1.6.2.1 Mô hình mô ph ng h th ng 1.6.2.2 K t qu mô ph ng h th ng 1.6.3 Đánh giá k t qu mô ph ng ñi u ch nh t c ñ ñ ng cơ 1.7 K t lu n chương 1 Trong chương 1 lu n văn ñã trình bày t ng quan cơ s lý thuy t ñ xây d ng hoàn ch nh b ñi u khi n t c ñ cho Đ ng cơ ñi n m t chi u b ng phương pháp kinh ñi n. Trên cơ s ñó, mu n xây d ng b ñi u khi n như v y chúng ta ph i bi t chính xác các
7 thông s , c u t o c th c a ñ ng cơ thì m i tính toán chính xác các b ñi u khi n. Tuy nhiên các b ñi u khi n ñư c xây d ng là các b ñi u khi n PID tương t có các thông s Kp, Ki không thay ñ i và cho k t qu ñi u khi n t c ñ t t khi mà các thông s c a ñ ng cơ c n ñi u khi n không thay ñ i.Nhưng trong quá trình ho t ñ ng c a ñ ng cơ các th ng s c a ñ ng cơ như ñi n tr m ch ph n ng Ru , moment quán tính J và ñi n c m m ch ph n ng Lu thư ng hay thay ñ i d n ñ n k t qu ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ không ñ t ñư c yêu c u. Ngoài ra trên th c t vi c tìm ki m các thông s ñ ng cơ g p r t nhi u khó khăn và thư ng là không chính xác ñ i v i các ñ ng cơ ñi n m t chi u ñã qua s d ng ho c các ñ ng cơ m i nhưng ñã b m t nhãn. Đ gi i quy t các v n ñ này thì bài toán ñi u khi n m s kh c ph c ñư c như c ñi m trên. Đây chính là v n ñ mà lu n văn quan tâm nghiên c u và gi i quy t.
8 CHƯƠNG 2 - ĐI U KHI N M 2.1 Gi i thi u chung Trong nh ng th p niên g n ñây vi c nghiên c u các thu t toán ñi u khi n ti p c n v i tư duy con ngư i ñư c g i là ñi u khi n trí tu nhân t o, là lĩnh v c phát tri n khá m nh m . Ưu ñi m c a ñi u khi n m so v i các phương pháp ñi u khi n kinh ñi n là có th t ng h p ñư c b ñi u khi n mà không c n bi t trư c c u trúc và tham s c a h th ng m t cách chính xác. Nh ng ng d ng g n ñây v h ñi u khi n m ñã mang l i nhi u hi u qu ñáng k trong các h ñi u khi n hi n ñ i, nó ñã gi i quy t ñư c nhi u bài toán ñi u khi n ph c t p mà trư c ñây chưa th gi i quy t tr n v n . H ñi u khi n m s d ng ñư c các kinh nghi m v n hành ñ i tư ng và các x lý ñi u khi n c a chuyên gia trong thu t toán ñi u khi n, do v y h ñi u khi n m là m t bư c ti n g n t i tư duy con ngư i. Vi c ng d ng k thu t m trong thi t k xây d ng h ñi u khi n cho truy n ñ ng có c u trúc và tham s bi n ñ i là hư ng nghiên c u m i m , còn nhi u ti m năng ñ khai thác, là hư ng nghiên c u có kh năng ñáp ng ñư c các yêu c u ch t lư ng c a h và kh c ph c ñư c các như c ñi m c a các hư ng nghiên c u khác. Như c ñi m chính c a phương pháp là ñ t ng h p ñư c b ñi u khi n m c n ph i có kinh nghi m c a các chuyên gia ñ xây d ng các lu t ñi u khi n phù h p. Logic m ( Fuzzy logic) là d a trên thông tin không ñư c ñ y ñ ho c không chính xác, con ngư i suy lu n ñưa ra cách x lý và ñi u khi n chính xác h th ng ph c t p ho c ñ i tư ng mà trư c ñây chưa gi i quy t ñư c. Đi u khi n m s d ng kinh nghi m v n hành ñ i tư ng và các x lý ñi u khi n c a các chuyên gia trong thu t toán ñi u khi n,
9 do v y h ñi u khi n m là m t bư c ti n g n hơn t i tư duy c a con ngư i Đi u khi n m thư ng ñư c s d ng trong các h th ng sau ñây: - H th ng ñi u khi n phi tuy n. - H th ng ñi u khi n mà các thông tin ñ u vào ho c ñ u ra là không ñ y ñ , không xác ñ nh ñư c chính xác. - H th ng ñi u khi n không xác ñ nh ñư c tham s ho c mô hình ñ i tư ng. 2.1.1 Đ nh nghĩa t p m 2.1.2 Các thu t ng trong logic m 2.1.3 Bi n ngôn ng 2.1.4 Các phép toán trên t p m 2.2 Xây d ng mô hình m cho ñ i tư ng 2.2.1 Mô hình m Mamdani 2.2.1.1 Khâu m hóa. 2.2.1.2 Khâu th c hi n lu t h p thành 2.2.1.3 Gi i m 2.2.2 Mô hình m Sugeno 2.2.3 So sánh hai lo i mô hình 2.3 T ng h p b ñi u khi n m 2.3.1 Đi u khi n m cơ b n 2.3.2 Nguyên lý và c u trúc b ñi u khi n m 2.3.3 Nguyên t c t ng h p b ñi u khi n m 2.3.4 Các bư c th c hi n khi xây d ng b ñi u khi n m 2.3.5 B ñi u khi n m ñ ng 2.4 K t lu n chương 2 S ghép n i gi a các khâu tuy n tính v i h m (khâu phi tuy n) ñã cho ra ñ i các b ñi u khi n v i nh ng tính ch t r t hoàn
10 h o và t o ra m t kh năng m i trong k thu t ñi u khi n t ñ ng, ñó là ñi u khi n các ñ i tư ng ph c t p, các ñ i tư ng mà cho ñ n nay vi c kh ng ch nó hoàn toàn khó khăn và h u như không ñi u khi n ñư c theo phương pháp kinh ñi n. ñây cũng kh ng ñ nh ñư c m t ñi u là trong nhi u trư ng h p m t b ñi u khi n m ñơn gi n cũng có th ñi u khi n t t m i ñ i tư ng phi tuy n ph c t p. M t ñi u lý thú là các b ñi u khi n m cho phép l p l i các tính ch t c a các b ñi u khi n kinh ñi n. Vi c l p l i các tính ch t c a b ñi u khi n kinh ñi n trong k thu t m do nhi u y u t cũng r t ñư c quan tâm. Các b ñi u khi n P, PI ho c PID ñã ñi u khi n ñư c các ñ i tư ng k thu t r t hoàn thi n và cho các ñ c tính ñ ng h c c a toàn b h th ng r t t t. Nhưng ñ x lý thêm các tín hi u ñó và tăng thêm kh năng ch n ñoán cho h th ng, c n thay th bư c ñ u tiên b ñi u khi n kinh ñi n b ng b ñi u khi n m và phát tri n thêm h ñi u khi n d a trên cơ s c a b ñi u khi n m này ñ có ñư c các tính ch t ñi u khi n mong mu n. Cùng v i k thu t m , các b ñi u khi n chung cho phép t o ra m t kh năng ñi u khi n ñ i tư ng phong phú và ña d ng. Các b ñi u khi n m cho phép thi t k r t ña d ng, vì qua vi c t ch c các nguyên t c ñi u khi n và ch n t p m cho các bi n ngôn ng cho phép thi t k các b ñi u khi n m khác nhau. M t ñi m quan tr ng n a là kh i lư ng công vi c c n th c hi n khi thi t k m t b ñi u khi n m hoàn toàn không ph thu c vào ñ c tính c a ñ i tư ng có tuy n tính hay không tuy n tính. Đi u ñó có nghĩa là quá trình x lý c a m t b ñi u khi n m v i nh ng nguyên t c ñi u khi n cho các ñ i tư ng có ñ c tính ñ ng h c khác nhau hoàn toàn như nhau.
11 CHƯƠNG 3 - NG D NG ĐI U KHI N M ĐI U KHI N T CĐ Đ NG CƠ ĐI N M T CHI U KÍCH T Đ CL P 3.1 Sơ ñ kh i h truy n ñ ng H truy n ñ ng g m: - Đ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p (DC). - B ch nh lưu c u 3 pha. - B phát t c Encoder quang. - Khâu m dùng ñ ñi u khi n t c ñ ñ ng cơ. trong ph n này ta s d ng ta s d ng kinh nghi m b ñi u khi n PID ñ thi t k b ñi u khi n m _PI ñ ñi u khi n t c ñ cho ñ ng cơ. 104.7 Sailech_tocdo_rad/s TOC DO THUC rad/s Dau ra dk Ura_dk dien_ap_Uu Mc1 w* Mc pi/30 rad/s W 1 Kcl Gain Uudm Toc do dat s Tcl.s+1 vong/phut Dong co dien mot chieu 1 Dothi_tocdo_rad/s du/dt Integrator gioi han Fuzzy Logic Udk-max Bo chinh luu Derivative Controller 30/pi 1000 Gain1 TOC DO THUC v/ph Dau ra bo mo Dao_ham_toc_do w_rad/s Encoder_phanhoitocdo_w Dothi_tocdo_v/ph Hình 3.1 : Sơ ñ kh i c a h truy n ñ ng 3.1.1 Sơ ñ c u trúc ñ ng cơ ñi n m t chi u kích t ñ c l p, t thông h ng 3.1.2 Đo lư ng t c ñ
12 3.2 Xây d ng mô hình m ñi u khi n ñ i tư ng 3.2.1 Xác ñ nh các bi n vào – ra - Đ u vào th 1 là sai l ch gi a t c ñ ñ t và t c ñ th c c a h th ng, ñ i lư ng này ñư c ký hi u là E. (Tính t c ñ theo rad/s) - Đ u vào th 2 là t c ñ bi n thiên theo th i gian c a t c ñ th c t dw/dt, ñ i lư ng này ñư c ký hi u là DE. - Đ u ra c a b gi i m là ñ o hàm ñi n áp ñ u ra, ñ i lư ng này ñư c ký hi u là DU. - B ñi u ch nh I ñư c dùng như m t thi t b ch p hành, ñ u vào l y sau b gi i m và ñ u ra ñư c d n t i ñ i tư ng.Đ u ra c a b ñi u ch nh I là Udk ñư c ñưa vào ñi u khi n b ch nh lưu. Hình 3.4 : C u trúc b ñi u khi n m 3.2.2 Xác ñ nh t p m 3.2.2.1 Mi n giá tr v t lý c a các bi n ngôn ng vào/ra. Căn c vào t c ñ ñ nh m c c a ñ ng cơ ( tính theo rad/s) xác ñ nh ñư c các mi n giá tr rõ t i h n cho các bi n vào và ra: + Sai l ch E ñư c ch n trong mi n giá tr [-192,192]. + T c ñ bi n ñ i DE ñư c ch n trong mi n giá tr [-1200,+1200]. + Đ u ra DU có mi n giá tr n m trong kho ng [-102,102]. 3.2.2.2 Giá tr t p m Ch n s lư ng t p m cho m i bi n ñ u vào là 7 và bi n ñ u ra là 7, c th như sau: + E ∈ {NL, NM, NS, ZE, PS, PM, PL}.
13 + DE ∈ {NL, NM, NS, ZE, PS, PM, PL}. + DU ∈ {NL, NM, NS, ZE, PS, PM, PL}. Trong ñó ký hi u: + NB – Âm nhi u; NM – Âm v a; NS – Âm ít; ZE–Zero; + PB – Dương nhi u; PM – Dương v a; PS – Dương ít. 3.2.2.3 Xác ñ nh hàm liên thu c Trong k thu t ñi u khi n thư ng ưu tiên ch n hàm liên thu c ki u hình tam giác ho c hình thang. Hình 3.5 : Xác ñ nh t p m cho bi n vào E Hình 3.6 : Xác ñ nh t p m cho bi n vào DE Hình 3.7 : Xác ñ nh t p m cho bi n ra DU
14 3.2.3 Xây d ng lu t ñi u khi n B ng 3.1 Lu t ñi u khi n: E DU NL NM NS ZE PS PM PL NL ZE PS PM PL PL PL PL NM NS ZE PS PM PL PL PL NS NM NS ZE PS PM PL PL DE ZE NL NM NS ZE PS PM PL PS NL NL NM NS ZE PS PM PM NL NL NL NM NS ZE PS PL NL NL NL NL NM NS ZE D a vào b n ch t v t lý, các s li u vào ra có ñư c, kinh nghi m, và d a vào ñ c tính quá ñ thư ng g p c a h th ng ñi u khi n dùng PID. Ta có th xây d ng lu t ñi u khi n như sau: N u E dương nhi u và DE là Zero Thì DU dương nhi u. N u E Zero và DE Zero là Thì CU Zero.
15 N u E Zero và DE là dương nhi u Thì CU âm nhi u. V i suy lu n tương t , m i m t bi n ra ta có t h p c a 7 x 7 = 49 lu t c th như b ng 3.1. 3.3 Mô hình mô ph ng 157.1 Sailech_tocdo_rad/s TOC DO THUC rad/s Dau ra dk Ura_dk dien_ap_Uu Mc1 w* Bo_dieu_khien_toc_do Mc pi/30 rad/s W 1 Kcl Gain Uudm Toc do dat s Tcl.s+1 vong/phut Dong co dien mot chieu 1 Dothi_tocdo_rad/s du/dt Integrator gioi han Fuzzy Logic Udk-max Bo chinh luu Derivative Controller 30/pi 1500 Dau ra bo mo Gain1 TOC DO THUC v/ph Dao_ham_toc_do w_rad/s Encoder_phanhoitocdo_w Dothi_tocdo_v/ph Hình 3.8 : Mô hình mô ph ng 3.4 K t qu mô ph ng 3.4.1 K t qu khi Ru và J không ñ i a.T 0 ñ n 3s ch y không t i Mc = 0, t 3s tr ñi t i ñ nh m c Mc=Mdm.T c ñ ñ t 1500 vòng/phút. Dac tinh toc do (vong/phut) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Thoi gian (s) Hình 3.9 : K t qu mô ph ng khi n=1500 vòng/phút
16 b. T 0 ñ n 2s ch y không t i Mc = 0, t 2s tr ñi t i ñ nh m c Mc=Mdm.T c ñ ñ t 1000 vòng/phút,ñ n 4s tăng lên t c ñ ñ nh m c 1600 vòng/phút. Dac tinh toc do (vong/phut) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 Thoi gian (s) Hình 3.10 : K t qu khi n = 1000 v/p , sau 4s tăng lên 1600 v/p. 3.4.2 K t qu khi Ru và J thay ñ i 3.4.3 Đánh giá k t qu mô ph ng 3.4.3.1 Nh n xét k t qu mô ph ng 3.4.3.2 So sánh k t qu mô ph ng h th ng v i ñi u khi n PID tương t . 3.5 K t lu n V i k t qu mô ph ng trên ta nh n th y r ng v i b ñi u khi n m như ñã thi t k thì ch t lư ng c a h th ng luôn luôn ñư c ñ m b o khi ta thay ñ i t c ñ ñ t ñ u vào. K t qu mô ph ng thu ñư c hoàn toàn phù h p v i các k t qu nghiên c u lý thuy t, ñi u này ch ng t r ng thu t toán và cách th c xây d ng b ñi u khi n m là ñúng ñ n và chính xác. Sai l ch tĩnh, ñ quá ñi u ch nh, th i gian quá ñ c a h truy n ñ ng ñ u t t. K t qu mô ph ng m t l n n a ñã minh ch ng và kh ng ñ nh r ng lý thuy t ñi u khi n m hoàn toàn có th ñ m ng ñư c yêu c u ch t lư ng ñi u khi n c a h truy n ñ ng.
17 CHƯƠNG 4 - GI I THI U V H dSPACE 1104 4.1 T ng quan v h dSPACE 1104 H dSPACE nói chung là m t h th ng x lý tính toán th i gian th c r t nhanh, nh s tích h p b x lý t c ñ cao, các giao di n ph n c ng ph c v cho vi c giao ti p gi a h th ng chương trình ñi u khi n m m v i ñ i tư ng ñi u khi n bên ngoài. Trong nh ng bài toán l n, ph n c ng có th có nhi u mô ñun ghép n i v i nhau, có th k t n i thành m ng tính toán. Như v y kh năng m r ng các tín hi u vào ra và kh năng tính toán song song, hay là phân vi c cho các mô ñun chuyên x lý th c hi n m t nhi m v nào ñó. Hi n nay h dSPACE ñã ñư c ng d ng ñ ñi u khi n trong công nghi p, trong xe ôtô, t u ñi n, máy bay… H dSPACE còn h tr liên k t l p trình v i các ngôn ng b c cao vì v y ngư i s d ng có th d dàng l p trình và có th ch t p trung vào phát tri n thu t toán ñi u khi n. Ví d như s d ng matlab ñ l p trình thì s có r t nhi u l i th b i l các thư vi n c a matlab th t là ñ s . Không m t nhi u th i gian ñ l p trình cũng bài toán ñó so v i các h vi ñi u khi n khác. Hình 4.1 : DSP1104 Controller Board
18 4.2 C u hình ph n c ng c a CARD dSPACE 1104 4.2.1 B x lý chính - Master Procesor 4.2.2 B x lý t DSP - Slave DSP Subsystem Hình 4.4 : C u trúc c a DSP DS1104 4.2.3 Gi i thi u các thi t b chính 4.2.4. Sơ ñ chân 4.3 Cài ñ t ph n c ng CARD dSPACE 1104 Các bư c ti n hành: 1. T t máy tính, và tháo m máy tính. 2. Không ñư c n i các thi t b ngoài vào h th ng dSPACE 3. L a ch n m r ng theo chu n PCI có m u tr ng (32-bit PCI slot), và c m card DS1104 vào rãnh c m m r ng này. 4. L p l i máy tính. 5. Gá Dongle#21723 vào c ng USB c a máy tính (ñây chính là License c ng) 6. N i cáp vào ra tín hi u vào ñ u n i c a Card DS1104 (Cáp này bao g m 2 cáp P1A và P1B). 7.C p ngu n cho máy tính, kh i ñ ng máy tính.