Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu (MRAS) áp dụng cho bài toán phân chia công suất hai động cơ một chiều nối cứng trục, chung tải

Trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại hóa, việc sử dụng động cơ công suất lớn gặp nhiều thách thức về thiết kế, chế tạo và vận hành. Thay vì sử dụng một động cơ công suất lớn duy nhất, luận văn này đề xuất giải pháp sử dụng hai động cơ một chiều công suất nhỏ hơn, nối cứng trục và chung tải, có tổng công suất tương đương. Giải pháp này nhằm khắc phục các hạn chế về chi phí và tính khả thi trong việc thiết kế, chế tạo động cơ cũng như các bộ biến đổi công suất lớn đi kèm, đồng thời đảm bảo khả năng phân chia công suất hiệu quả giữa các động cơ.

Các kỹ sư, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển tự động, điện tử công suất, và các ngành liên quan đến hệ thống truyền động điện, đặc biệt là những người quan tâm đến giải pháp phân chia công suất cho động cơ công suất lớn.

Luận văn này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu (MRAS) nhằm giải quyết bài toán phân chia công suất cho hệ thống gồm hai động cơ một chiều nối cứng trục, chung tải. Mục tiêu chính là đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, duy trì tốc độ đặt và phân chia tải đều giữa hai động cơ, đặc biệt trong điều kiện thông số hệ thống có thể thay đổi hoặc có nhiễu. Nghiên cứu được thực hiện theo các bước chính: Nghiên cứu lý thuyết và xây dựng mô hình toán chi tiết cho hệ thống truyền động hai động cơ nối cứng trục. Thiết kế hệ thống điều khiển thích nghi dựa trên các khái niệm về MRAS, bao gồm điều khiển thích nghi trực tiếp và gián tiếp, cùng với việc áp dụng luật MIT và lý thuyết ổn định Lyapunov để xác định công thức hiệu chỉnh thông số. Thiết kế và mô phỏng thuật toán điều khiển với cấu trúc hai mạch vòng: mạch vòng tốc độ bên ngoài (PID) và mạch vòng dòng điện bên trong. Trong đó, bộ điều khiển dòng điện cho động cơ thứ hai được thiết kế thích nghi dựa trên dòng điện mẫu từ động cơ thứ nhất, nhằm đảm bảo khả năng bám sát dòng điện và cân bằng tải. Cuối cùng, kết quả mô phỏng trên Matlab/Simulink được kiểm chứng bằng thực nghiệm trên mô hình vật lý tại phòng thí nghiệm, khẳng định tính đúng đắn và hiệu quả của thuật toán điều khiển đề xuất. Luận văn đã chứng minh hệ thống làm việc ổn định, tốc độ động cơ được duy trì và dòng điện giữa hai động cơ được phân chia đều với sai lệch nhỏ. Đóng góp chính của luận văn là thiết kế bộ điều khiển thích nghi trực tiếp và gián tiếp dựa trên mô hình mẫu, đồng thời đề xuất một cấu trúc điều khiển phù hợp cho bài toán phân chia công suất này. Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc sử dụng cảm biến mô-men xoắn, mở rộng ứng dụng cho động cơ xoay chiều và các hệ thống công nghiệp quy mô lớn.