Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Sử dụng logic mờ điều khiển động cơ không đồng bộ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:114

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Sử dụng logic mờ điều khiển động cơ không đồng bộ" nhằm cải tiến phương pháp điều khiển PI thông thường (với thông số Kp và Ki cố định) bằng cách đề xuất phương pháp điều khiển PI mờ (với sự thay đổi động các thông số Kp và Ki theo yêu cầu điều khiển tốc độ động cơ -IM).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Sử dụng logic mờ điều khiển động cơ không đồng bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH THANH TUẤN SỬ DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 0 4 6 9 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH THANH TUẤN SỬ DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & Tên: Huỳnh Thanh Tuấn Giới Tính: Nam Ngày,tháng,năm sinh: 01/ 03/ 1986 Nơi Sinh: Đồng Nai Quê quán: Thạnh Phú – Vĩnh Cửu – Đồng Nai Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: Ấp 6, xã Thạnh Phú, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai Điện thoại: 0946762434 Email: huynhtuan072@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Trung cấp Thời gian đào tạo từ năm 2004 đến 2006 Nơi học (trường, thành phố): Trường kinh Tế Kỹ Thuật Nghiệp Vụ Nguyễn Tất Thành, Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện Công Nghiệp 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 08/2007 đến 08/ 2011 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM i
Ngành học: Điện Công Nghiệp Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: THIẾT KẾ CÁC BÀI THỰC TẬP CUNG CẤP ĐIỆN SỬ DỤNG RELAY ABB Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: tháng 07 năm 2011 Người hướng dẫn: PGS.TS Quyền Huy Ánh III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2007- 2011 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Đang theo học đại học Thuật Tp.HCM 2012-2013 Giảng dạy tại trường trung cấp Giáo viên Nguyễn Hữu Cảnh 2014 - 2015 Giảng dạy tại trường Đại Học Công Giảng viên Nghệ Đồng Nai ii
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn tốt nghiệp “sử dụng logic mờ điều khiển động cơ không đồng bộ” do tôi tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Dương Hoài Nghĩa, các kết quả và số liệu hoàn toàn trung thực. Ngoài các tài liệu tham khảo đã dẫn ra ở cuối luận văn em đảm bảo rằng không sao chép các công trình hay luận văn tốt nghiệp của người khác. Nếu phát hiện có sai phạm với điều cam đoan trên, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 08 năm 2015 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Huỳnh Thanh Tuấn iii
LỜI CẢM ƠN Kính thưa quý thầy cô, sau thời gian miệt mài nơi giảng đường, em đã được quý thầy cô tận tình dìu dắt, dạy dỗ ân cần và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích. Hôm nay khi sắp phải xa rời mái trường để tiếp bước vào đời với hành trang là kiến thức mà quý thầy cô trang bị cho em, em vô cùng kính trọng và biết ơn những gì thầy cô đã làm cho em mà không ngại khó khăn vất vả. Đặt biệt các em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. DƯƠNG HOÀI NGHĨA người đã tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Với phương pháp làm việc khoa học, kinh nghiệm thực tiễn, thầy đã cho em những lời khuyên quý báo để đồ án tốt nghiệp hoàn thành đúng theo yêu cầu. Em xin cảm ơn các thầy cô, các bạn học viên lớp Kỹ thuật điện, các bạn bè đồng nghiệp, các người thân trong gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi hỗ trợ động viên, giúp đỡ em hoàn thành luận văn đúng tiến độ và đạt yêu cầu mục tiêu đề ra. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 08 năm 2015 Học viên Huỳnh Thanh Tuấn iv
TÓM TẮT Động cơ không đồng bộ ba pha là thiết bị chủ lực trong truyền động điện xoay chiều vì các ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, chắc chắn, vận hành tin cậy, ít bảo trì, sữa chữa, giá thành hạ, hiệu suất cao…so với động cơ một chiều. Tuy nhiên, việc điều khiển động cơ không đồng bộ là một vấn đề khó khăn, phức tạp vì động cơ không đồng bộ là một hệ phi tuyến mạnh và cần một thuật toán điều khiển hết sức chặt chẽ. Phương pháp điều khiển định hướng trường (Field Oriented Control-FOC) có khả năng điều khiển độc lập từ thông và moment, đang được sử dụng phổ biến để điều khiển động cơ. Tác giả kết hợp tính ưu việt của các phương pháp điều khiển khác nhau, và cũng như với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực truyền động điện xoay chiều. Trong luận văn thạc sỹ này, đề tài “Ứng dụng logic mờ điều khiển động cơ không đồng bộ” được thực hiện. Với mục đích cải tiến phương pháp điều khiển PI thông thường (với thông số Kp và Ki cố định) bằng cách đề xuất phương pháp điều khiển PI mờ (với sự thay đổi động các thông số Kp và Ki theo yêu cầu điều khiển tốc độ động cơ -IM). Các kết quả mô phỏng sẽ cho thấy hiệu quả của phương pháp đề xuất. v
ABSTRACT Induction motors, are known with their ruggedness and reliability, due to their simple construction, much lower cost, lack of commutating elements, better power to mass ratio compared to the DC motors, which make them an attractive alternative in these applications. However, the advantages above mentioned come with the very complicated, strongly coupled nonlinear dynamics, which requires putting in place sophisticated control algorithms in order to obtain good controlling. Field Oriented Control (FOC), provides independent control of torque and flux method is being used popularly to control induction motor response improving .Writer (author) combined other method’s advantage; together with high expection of wide & deep study of induction motor drivers. In this Master thesis, the theme: ‘The application of Fuzzy Logic control of induction motor’ are presented. With an aim of improving the PI normally control method (with parameter point of Kp and Ki) by proposed the PI Fuzzy hybrid control method (with variable parameter of Kp and Ki). Simulation results show the effectiveness of the proposed method. vi
MỤC LỤC Lý lịch khoa học ....................................................................................................... i Lời cam đoan ............................................................................................................ iii Lời cảm ơn .............................................................................................................. iv Tóm tắt .................................................................................................................... v Mục lục .................................................................................................................... vii Danh sách các hình .................................................................................................. xi Danh sách các chữ viết tắt ........................................................................................ xvi Danh sách các bảng ................................................................................................. xvii Chương 1: TỔNG QUAN ............ ..................... ................ ................. ................ 01 1.1 Tổng quan về đề tài .................. ......................................................................... 01 1.2 Các phương pháp điều khiển ... ......................................................................... 02 1.2.1 Điều khiển vô hướng động cơ không đồng bộ (scalar) ................................ 02 1.2.2 Phương pháp điều chế vector không gian .................................................... 04 1.2.3 Điều khiển định hướng trường ..................................................................... 06 1.2.4 Điều khiển định hướng từ thông rotor trực tiếp ........................................... 06 1.2.5 Điều khiển định hướng từ thông rotor gián tiếp.......................................... 07 1.2.6 Điều khiển độ rộng xung theo định hướng trường...................................... 08 1.2.7 Nhận xét ............................ ......................................................................... 09 1.3 Những kỹ thuật tiên tiến hiện nay ...................................................................... 09 1.3.1 Điều khiển thông minh ...... ......................................................................... 09 1.3.2 Những kỹ thuật khác ......... ......................................................................... 11 1.4 Trình tự mô phỏng động cơ không đồng bộ ...................................................... 12 vii
1.4.1 Xây dựng mô hình toán học của động cơ không đồng bộ cho cấu trúc điều khiển .............................................. ......................................................................... 12 1.4.2 Kiểm tra thiết bị truyền động AC ................................................................ 13 1.4.3 Phương pháp điều khiển, xây dựng và thiết kế bộ điều khiển đi kèm ....... 13 1.5 Định hướng............................... ......................................................................... 13 1.6 Mục tiêu đề tài .......................... ......................................................................... 13 1.7 Phạm vi nghiên cứu .................. ......................................................................... 13 1.8 Nội dung luận văn .................... ......................................................................... 14 1.9 Ý nghĩa đề tài ........................... ......................................................................... 14 1.10 Đề tài tham khảo .................... ......................................................................... 14 Chương 2: MÔ HÌNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ....... 15 2.1 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ bap ha .................................................... 15 2.2 Vector không gian của các đại lượng bap ha ..................................................... 16 2.2.1 Xây dựng vector không gian ........................................................................ 16 2.2.2 Chuyển hệ tọa độ cho vector không gian ..................................................... 19 2.2.3 Biểu diễn các vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor .................... 21 2.3 Mô hình của động cơ không đồng bộ ba pha ..................................................... 24 2.3.1 Lý do xây dựng mô hình .... ......................................................................... 24 2.3.2. Hệ phương trình cơ bản của động cơ .......................................................... 25 2.3.3 Các tham số của động cơ .... ......................................................................... 27 2.3.4 Mô hình trạng thái của động cơ trên hệ tọa độ stator ................................... 28 2.3.5. Mô hình trạng thái của động cơ trên hệ tọa độ rotor ................................... 30 2.3.6. Ưu điểm của việc mô tả động cơ không đồng bộ ba pha trên hệ tọa độ từ thông rotor ................................................ ......................................................................... 32 Chương 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TRƯỜNG ....................................... 33 viii
3.1. Đại cương về phương pháp FOC . ............................................................................... 33 3.2. Cấu trúc FOC .......................... ......................................................................... 35 3.2.1. Giới thiệu cấu trúc cơ bản của FOC ........................................................... 35 3.2.2 Xây dựng thuật toán điều khiển ................................................................... 36 3.2.3 Cấu trúc hiện đại của FOC . ......................................................................... 39 3.3 Mô phỏng phương pháp FOC bằng Simulink/ Matlab ...................................... 41 3.3.1. Sơ đồ cấu trúc của phương pháp FOC trong Simulink/Matlab .................. 41 3.3.2. Giải thích nguyên lí hoạt động ........................................................................41 3.3.3. Phân tích sơ đồ ................. ......................................................................... 42 3.4 Kết quả mô phỏng điều khiển động cơ không đồng bộ bằng phương pháp FOC .............................. 45 3.4.1 Tham số mô phỏng ............. ......................................................................... 45 3.4.2 Trình tự mô phỏng ............. ......................................................................... 45 3.4.3 Kết quả mô phỏng điều khiển FOC trong matlab Simulink. ....................... 46 3.4.3.1 Khi động cơ ở chế độ không tải ............................................................. 46 3.4.3.2 Khi động có moment mT=2 (N.m). ....................................................... 48 3.4.3.3 Khi động có moment mT=5 (N.m) ........................................................ 50 3.4.3.4 Khi hãm động cơ (tăng tải của động cơ, cho mT=8 N.m) ..................... 52 3.4.3.5 Thay đổi tốc độ động cơ (mT=5) ........................................................... 54 3.4.3.6 Đảo chiều quay động cơ (mT=5) ........................................................... 56 3.4.4 Nhận xét kết mô phỏng điều khiển FOC...................................................... 58 Chương 4: DÙNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PID MỜ ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ .......................................................... 60 4.1 Bộ điều chỉnh PI – Fuzzy ........ ......................................................................... 60 4.2 Quy tắc cơ bản thiết kế cho các đầu ra............................................................... 66 4.3 Thiết kế của Fuzzy Logic Controller sử dụng MATLAB .................................. 67 ix
4.4 Mô phỏng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ........................................ 69 4.5 Kết quả mô phỏng điều khiển FOC trong matlab Simulink. ............................. 70 4.5.1 Khi động cơ ở chế độ không tải ................................................................... 70 4.5.2 Khi động cơ có moment mT=2 (N.m). ........................................................ 72 4.5.3 Khi động cơ có moment mT=5 (N.m). ........................................................ 74 4.5.4 Khi hãm động cơ (tăng tải động, cho moment mT=8 N.m). ........................ 76 4.5.5. Thay đổi tốc độ động cơ (mT=5 N.m). ....................................................... 78 4.5.6. Đảo chiều quay động cơ (mT=5 N.m). ....................................................... 80 4.6 Nhận xét .................................. ......................................................................... 82 Phần So sánh với khâu PID mờ của đề tài Thạc sỹ Phạm Văn Lực. 4.7 Cấu trúc bộ điều khiển PID mờ lai..................................................................... 84 4.8 Xây dựng các bộ điều khiển PI mờ .................................................................... 84 4.9 Mô phỏng điều khiển định hướng trường động cơ không đồng bộ dựa vào ước lượng từ thông rotor có bộ điều khiển mờ PI để điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ .......................................................................................................... 86 4.10 Nhận xét ........................................................................................................... 88 4.11 Mặt tích cực và hạn chế trong luận văn so sánh .............................................. 88 Chương 5: KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ..... 5.1 Kết luận .................................... ......................................................................... 89 5.2 Hạn chế ..................................... ......................................................................... 89 5.3 Hướng phát triển ..................... ......................................................................... 90 Tài liệu tham khảo .......................... ......................................................................... 91 Phụ lục ............................................ ......................................................................... x
DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1. Cấu trúc cơ bản của một hệ Truyền động điện xoay chiều ba pha hiện đại ................ 02 Hình 1.2. Mô hình chung của hệ thống điều khiển tốc độ vô hướng ..................... 03 Hình 1.3. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển mômen vô hướng ............................ 04 Hình 1.4. Tám trạng thái đóng ngắt của bộ điều khiển vector không gian............. 05 Hình 1.5. Hệ thống định hướng từ thông rotor cơ bản .......................................... 07 Hình 1.6. Hai mô hình hệ thống điều khiển vector đối với động cơ cảm ứng có định hướng từ thông rotor gián tiếp ..................................................................... 08 Hình 2.1. Sơ đồ cuộn dây và dòng stator của động cơ không đồng bộ 3 pha ..........16 Hình 2.2. Xây dựng vector dòng stator từ ba dòng pha .......................................... 18 Hình 2.3. Các thành phần dòng stator trong hệ αβ ........................................................ 18 Hình 2.4. Vector dòng stator trong hệ tọa độ cố định αβ và hệ tọa độ quay dq ................................... 20 Hình 2.5. Biểu diễn các vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor ............... 21 Hình 2.6. Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ tọa độ từ thông rotor (hệ tọa độ dq) .................................. ........................................................................23 Hình 2.7. Mô hình đơn giản của động cơ không đồng bộ ba pha có rotor lồng sóc ......................................... 24 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý điều khiển FOC trực tiếp. ............................................. 34 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý điều khiển FOC gián tiếp. ............................................ 35 Hình 3.3. Cấu trúc cơ bản của phương pháp FOC ................................................. 36 Hình 3.4. Vector dòng điện, điện áp, và từ thông rotor xi
trên hệ trục tọa độ (d, q). ................................. 38 Hình 3.5. Sơ đồ khối điều khiển động cơ KĐB bằng phương pháp FOC ............... 41 Hình 3.6. Sơ đồ khối động cơ không đồng bộ trong hệ trục tọa độ tĩnh (α, β) ............................. 42 Hình 3.7. Sơ đồ khối chuyển điện áp từ (d, q) sang (α, β) ...................................... 43 Hình 3.8. Sơ đồ khối chuyển điện áp từ (α, β) sang (a, b, c) .................................. 44 Hình 3.9. Sơ đồ khối chuyển dòng điện từ (a, b, c) sang (α, β) .............................. 44 Khi động cơ ở chế độ không tải. Hình 3.10. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 46 Hình 3.11. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 47 Hình 3.12. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 47 Hình 3.13. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 48 Khi động có moment mT=2 (N.m). Hình 3.14. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 48 Hình 3.15. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 49 Hình 3.16. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 49 Hình 3.17. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 50 Khi động có moment mT=5 (N.m). Hình 3.18. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 50 Hình 3.19. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 51 Hình 3.20. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 51 Hình 3.21. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 52 Khi hãm động cơ (tăng tải của động cơ, cho mT=8 N.m) Hình 3.22. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 52 Hình 3.23. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 53 Hình 3.24. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 53 Hình 3.25. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 54 xii
Khi thay đổi tốc độ động cơ (mT=5) Hình 3.26. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 54 Hình 3.27. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 55 Hình 3.28. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 55 Hình 3.29. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 56 Khi đảo chiều quay động cơ (mT=5) Hình 3.30. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ....................... 56 Hình 3.31. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ........................... 57 Hình 3.32. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ......................... 57 Hình 3.33. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp FOC ..................... 58 Hình 4.1. Sơ đồ Cấu trúc khối điều khiển PI-Fuzzy ................................................ 61 Hình 4.2. Mô hình điều khiển tốc độ ĐCKĐB qua khâu điều chỉnh PI mờ trong SIMULINK/MATLAB ..................... ..................................................................... 62 Hình 4.3. Cấu trúc của một bộ điều khiển mờ......................................................... 63 Hình 4.4. Mối quan hệ hàm điều chỉnh ngỏ vào e(k) và de(k) ................................ 64 Hình 4.5. Mối quan hệ hàm điều chỉnh ngỏ ra Kp, KI ............................................ 65 Hình 4.6. Bộ điều chỉnh PI-Fuzzy thực hiện trên phần mềm Matlab/Simulink....... 66 Hình 4.7. Mô hình điều chỉnh tốc độ động cơ dùng bộ điều khiển PID thông thường ........ 69 Hình 4.8. Mô hình điều chỉnh tốc độ động cơ dùng bộ điều khiển Fuzzy logic ................... 69 Khi động cơ ở chế độ không tải. Hình 4.9. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ................ 70 Hình 4.10. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 70 Hình 4.11. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 71 Hình 4.12. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 71 Khi động cơ có moment mT=2 (N.m). xiii
Hình 4.13. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .............. 72 Hình 4.14. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 72 Hình 4.15. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 73 Hình 4.16. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 73 Khi động cơ có moment mT=5 (N.m). Hình 4.17. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .............. 74 Hình 4.18. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 74 Hình 4.19. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 75 Hình 4.20. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 75 Khi hãm động cơ (tăng tải động, cho moment mT=8 N.m). Hình 4.21. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .............. 76 Hình 4.22. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 76 Hình 4.23. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 77 Hình 4.24. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 77 Khi thay đổi tốc độ động cơ (mT=5 N.m). Hình 4.25. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .............. 78 Hình 4.26. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 78 Hình 4.27. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 79 Hình 4.28. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 79 Khi đảo chiều quay động cơ (mT=5 N.m). Hình 4.29. Từ thông của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .............. 80 Hình 4.30. Tốc độ của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic .................. 80 Hình 4.31. Moment của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic................ 81 Hình 4.32. Dòng điện của động cơ khi sử dụng phương pháp fuzzy logic ............ 81 Phần So sánh với khâu PID mờ của đề tài Thạc sỹ Phạm Văn Lực. xiv
Hình 4.33. Mô hình điều khiển tốc độ ĐCKĐB qua khâu điều chỉnh PI mờ trong SIMULINK/MATLAB .................................................................................... 83 Hình 4.34. Sơ đồ khối điều khiển PI mờ xây dựng trên Simulink/Matlab ............... 83 Hình 4.35. Sơ đồ khối bộ điều khiển PI mờ lai ...................................................... 84 Hình 4.36. Sơ đồ khối bộ điều khiển tốc độ PI mờ .................................................. 84 Hình 4.37. Tập mờ sai số tốc độ .............................................................................. 85 Hình 4.38. Tập mờ sai số ngõ vào .......................................................................... 85 Hình 4.39. Mô hình 3 bộ điều khiển mờ từ thông- moment và tốc độ ...................... 86 Hình 4.40. Kết quả bộ điều khiển PID mờ lai..............................................................87 Hình 4.41. Tốc độ của động cơ ....................................................................................87 xv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT/ KÝ HIỆU Torque Control – TC Constant Volts/ Hertzs – CVH Pulse Width Modulation – PWM Field Oriented Control – FOC Fuzzy Logic Controller – FLC Rotor Field Oriented Control – RFOC Proportional Integral Derivative - PID xvi
DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1. Thông số động cơ không đồng bộ .......................................................... 45 Bảng 4.1. Bảng thông số Kp ........... ......................................................................... 66 Bảng 4.2. Bảng thông số Ki ............ ......................................................................... 67 xvii
LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương 1: TỔNG QUAN Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 . TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI: Điều khiển tự động Truyền Động điện xoay chiều ba pha hiện đại chứa đựng những phương pháp mới trong việc mô hình hóa đối tượng động cơ, từ đó xây dựng nên các thuật toán điều khiển phù hợp với các tiến bộ mới của công nghệ vi điện tử, vi xử lý và điện tử công suất. Cơ sở Truyền Động điện xoay chiều ba pha hiện đại là phương pháp điều khiển tựa theo từ trường quay của Rotor được Haase đưa ra 1968 và Balaschke đưa ra 1970. K.Haase: Về động học truyền động có điều chỉnh tốc độ quay dùng động cơ không đồng bộ ba pha rotor ngắn mạch nuôi bằng biến tần (Luận văn phó tiến sĩ 1969) F.Balaschke: Phương pháp tựa theo trường trong điều chỉnh động cơ không đồng bộ ba pha. Thông báo kết quả nghiên cứu và phát triển của Siemens 1972. TS. Nguyễn Phùng Quang đã cho ra đời lý thuyết cơ sở: “Các phương pháp điều chỉnh dòng trong truyền động điện xoay chiều ba pha: nguyên lý và hạn chế của chúng” nhằm giới thiệu phương pháp điều khiển tựa theo từ thông, một phương pháp mạnh dùng mô tả và chế ngự Động cơ xoay chiều ba pha và giới thiệu cách tiếp cận với các thuật toán thích hợp cho việc điều khiển bằng số, cụ thể là điều khiển gián đoạn bằng vi xử lý. Phần ứng dụng của tác giả TS. Nguyễn Phùng Quang dựa trên cơ sở đó đã ra đời và được ứng dụng thành công không chỉ trong phòng thí nghiệm mà còn cả trên thiết bị hiện đang được hai hãng REFU và Siemens chế tạo và lưu hành trên thị trường. Cấu trúc cơ bản của hệ truyền động đơn lẻ bao gồm: HVTH: HUỲNH THANH TUẤN 1 GVHD: PGS.TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA