zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Tạp chí khoa học và công nghệ: Ứng dụng mạng nơron ước lượng từ thông trong hệ truyền động động cơ không đồng bộ

Chia sẻ: Trinh Nguyễn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

69
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo nhằm giới thiệu phương pháp ứng dụng mạng nơron để ước lượng từ thông rotor trong hệ truyền động động cơ không đồng bộ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung cần thiết trong bài báo cáo này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tạp chí khoa học và công nghệ: Ứng dụng mạng nơron ước lượng từ thông trong hệ truyền động động cơ không đồng bộ

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON ƯỚC LƯỢNG TỪ THÔNG TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ APPLICATION OF FLUX ESTIMATION NEURAL NETWORKS TO THE CONTROL OF THE INDUCTION MOTOR DRIVER SYSTEM Võ Như Tiến Lê Kim Anh Trường Cao đẳng Công nghệ Trường Cao đẳng Công nghiệp Tuy Hòa Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Bài báo nhằm giới thiệu phương pháp ứng dụng mạng nơron để ước lượng từ thông rotor trong hệ truyền động động cơ không đồng bộ. Tính toán từ thông rotor và góc pha trong động cơ không đồng bộ là hai yếu tố quyết định của phương pháp điều khiển tựa theo từ thông rotor, trong các mô hình cũng như trong các phương trình động học của động cơ không đồng bộ luôn tồn tại hằng số thời gian của rotor. Ưu điểm của mạng nơron là có thể xấp xỉ các quan hệ phi tuyến mà không cần biết cấu trúc của quan hệ đó. Các bộ ước lượng từ thông sẽ được sử dụng vào sơ đồ điều khiển tựa theo từ thông động cơ không đồng bộ. ABSTRACT This article introduces the application of the flux estimation neural network to the control of the induction motor driver system. The calculations of rotor flux and phase angle in the induction motor are two main principles for the control method based on rotor flux- orientation. Not only in the prototypes but also in the kinematics equations of the induction motor, there always exists the time constant of rotor. The advantage of the neural network is that it can approximate the non-linear relationships without revealing the structure of those non- linear relationships. The flux estimators are used in the controlling diagram based on the magnetic flux of the induction motor. 1. Đặt vấn đề Việc ứng dụng mạng nơron (Artificial Neural Network - ANN) vào ước lượng từ thông của động cơ được điều khiển bởi biến tần nguồn áp và điều khiển vector tựa theo từ thông rotor là vấn đề mới trong các hệ truyền động động cơ không đồng bộ. Mạng truyền thẳng nhiều lớp được sử dụng trong đó những ngõ vào là giá trị hiện tại và giá trị trễ TDL (Tapped Delay Line) của dòng điện và điện áp stator trên trục tọa độ dq. 2. Mô hình điều khiển mạng nơron ước lượng từ thông rotor Mạng nơron ước lượng từ thông trong truyền động động cơ KĐB sử dụng hệ thống thích nghi mô hình tham chiếu ( Model Reference Adaptive Systems: MRAS). Việc thực hiện của hệ thống được xác định bởi một mô hình, sai số của bộ điều khiển được hiệu chỉnh bởi sai số giữa mô hình chuẩn và hệ thống. Mô hình chuẩn sử dụng trong hệ thích nghi bắt nguồn từ hệ liên tục sau đó được mở rộng sang hệ rời rạc có nhiễu ngẫu nhiên. 242
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 ym Mô hình Tham số điều khiển Cơ cấu hiệu chỉnh uc y Bộ điều khiển u Đối tượng Hình 1. Cấu trúc của một hệ thống thích nghi mô hình tham chiếu Mô hình mẫu sẽ cho đáp ứng ngõ ra mong muốn đối với tín hiệu đặt. Hệ thống có một vòng hồi tiếp thông thường bao gồm đối tượng và bộ điều khiển. Sai số e là sai lệch giữa ngõ ra của hệ thống và của mô hình mẫu e = y - ym. Bộ điều khiển có thông số thay đổi dựa vào sai số này. Hệ thống có hai vòng hồi tiếp: Hồi tiếp trong là vòng hồi tiếp thông thường và vòng hồi tiếp bên ngoài hiệu chỉnh tham số cho vòng hồi tiếp bên trong. 3. Ước lượng từ thông rotor dựa vào dòng điện và điện áp stator trên toạ độ dq Ước lượng từ thông rotor dựa vào mô hình dòng điện và điện áp stator trên trục toạ độ dq. Dòng điện và điện áp stator trên trục toạ độ dq được tính như sau: ▪ Phương trình dòng điện và điện áp stator: ⎡ dψ rd( u ) ⎤ ⎧ ⎡ disd ⎤ ⎫ ⎢ dt ⎥ Lr ⎪⎪⎡u sd ⎤ ⎡isd ⎤ ⎢ dt ⎥ ⎪⎪ ⎢ (u ) ⎥ = − R − σL s⎢ ⎨ di ⎥ ⎬ ⎢ ⎥ s⎢ ⎥ (1) ⎢ dψ rq ⎥ Lm ⎪⎣u sq ⎦ ⎣isq ⎦ ⎢ sq ⎥ ⎪ ⎢⎣ dt ⎥⎦ ⎪⎩ ⎢⎣ dt ⎥⎦ ⎪⎭ ▪ Phương trình dòng điện stator và tốc độ rotor: ⎡ dψ rd( i ) ⎤ ⎡− 1 ⎤ − ωr ⎥ ( i ) ⎢ dt ⎥ ⎢ T ⎡ψ rd ⎤ L ⎡isd ⎤ ⎢ (i) ⎥ = ⎢ ⎥⎢ ( i ) ⎥ + m ⎢ ⎥ (2) r ψ − ⎥ ⎣ψ rq ⎦ Tr ⎣ sq ⎦ d ⎢ rq ⎥ ⎢ ω r 1 i ⎢⎣ dt ⎥⎦ ⎢⎣ Tr ⎥⎦ ψ rd( u ) , ψ rq( u ) , ψ rd( i ) , ψ rq( i ) Từ thông rotor theo mô hình điện áp và dòng điện, trục toạ độ dq 243
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 ⎛ −1 ⎞ L ψ r = ⎜⎜ I + ω r J ⎟⎟.ψ r + m .i s (i) (i) (3) ⎝ Tr ⎠ Tr ⎡1 0 ⎤ ⎡0 − 1⎤ ⎡isd ⎤ I =⎢ ⎥ ; J =⎢ ⎥ ; is = ⎢ ⎥ ⎣0 1⎦ ⎣1 0 ⎦ ⎣isq ⎦ ⎡u sd ⎤ ( i ) ⎡ψ rd( i ) ⎤ ( u ) ⎡ψ rd( u ) ⎤ u s = ⎢ ⎥ ;ψ r = ⎢ ( i ) ⎥ ;ψ r = ⎢ ( u ) ⎥ (4) ⎣u sq ⎦ ⎣ψ rq ⎦ ⎣ψ rq ⎦ Dữ liệu mẫu của mạng nơron theo phương trình (3) được tính như sau: ψ r ( k ) = (w1 I + w2 J ).ψ r ( k − 1 ) + w3 i s ( k − 1 ) (n) (n) (5) ψ r ( k ) : Từ thông rotor khi dùng mạng nơron (n) ⎡ψ rd( n ) ( k − 1 )⎤ Các ngõ vào: x1 = Iψ r (n) ( k −1) = ⎢ (n) ⎥ ⎣ψ rq ( k − 1 )⎦ ⎡−ψ ( n ) ( k − 1 )⎤ x 2 = Jψ r ( k − 1 ) = ⎢ ( nrq) (n) ⎥ (6) ⎣ ψ rd ( k − 1 ) ⎦ ⎡isd ( k − 1 )⎤ x3 = I i s ( k − 1 ) = ⎢ ⎥ ⎣isq ( k − 1 )⎦ Sai lệch giữa từ thông được tính như sau: 1 2 1 (u ) { e1 = ε 1 ( k ) = ψ r ( k ) −ψ r ( k 2 2 (i) } 2 (7) Động cơ Mô hình điện áp ε + Mạng huấn luyện ANN Mô hình dòng điện Hình 2. Ước lượng từ thông theo mô hình dòng điện và điện áp stator, hệ toạ độ dq 244
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 Mô hình mô phỏng Hình 5. Sơ đồ khối tính từ thông Hình 5. Khối mô hình từ thông 1.4 Tu thong dap ung Tu thong uoc luong 1.2 1 Tu thong (Wb) 0.8 1.04 0.6 1.02 1 0.4 0.98 Đóng tải 0.96 0.2 1.5 1.55 1.6 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (s) Hình 6a. Đáp ứng từ thông 14 Mo men dap ung 12 Mo men khi dung ANN uoc luong tu thong 10 8 Mo men (Nm) 6 4 2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (s) Hình 6b. Đáp ứng mômen 245
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 Kết quả mô phỏng 20 Dong dien dap ung Dong dien khi dung ANN 15 uoc luong tu thong 10 5 Dong dien (A) 0 -5 -10 -15 -20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (s) Hình 6c. Đáp ứng dòng điện 160 140 120 100 Toc do (rad/s) 80 Toc do dap ung Toc do khi dung ANN uoc luong tu thong 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (s) Hình 6d. Đáp ứng từ thông Hình 6a),b),c),d). Các đáp ứng của truyền động động cơ KĐB ở trạng thái quay theo chiều thuận sử dụng bộ ước lượng từ thông ANN 4. Kết luận - Từ thông ước lượng đạt đến giá trị đặt - Sự khác biệt giữa từ thông của động cơ khi sử dụng bộ ước lượng từ thông dùng mạng nơron và từ thông của động cơ khi sử dụng bộ ước lượng từ thông thông thường không đáng kể. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Phùng Quang, Truyền động điện thông minh, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 2006. [2] Võ Như Tiến, Bùi Quốc Khánh, Điều khiển trực tiếp mô men động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng phương pháp logic mờ, Hội nghị toàn quốc lần thứ VI ( VICA 6), Hà Nội 12-14/4/2005. 246
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 [3] Võ Như Tiến, Nghiên cứu ứng dụng vi xử lý tín hiệu số (DSP) điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ, Đề tài NCKH cấp Bộ mã số B2008-ĐN 06-05 [4] Bimal K.Bose (2007) Neural Network Applications in Power Electronics and Motor Drives-An Introduction and Perspective, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIALELECTRONICS,VOL. 54, NO. 1 [5] P. Huerta Gonzalez, J. Rodriguez rivas, I. Torres Rodriguez (2006) Indirect vector – controlled induction motor drive system with rotor resistance estimation using an Aritificial neural Neural Network, distrito federal, Mexico pp.191-197. [6] Mokhtar Zerikat, Sofiane Chekroun (2008) High performance speed tracking of induction motor using an Adaptive Fuzzy-Neural Network Control, International Journal of Sciences and Techniques of Automatic control & computer engineering IJ-STA, Special Issue, CEM. [7] Ramadas,Dr.Thyagarajan, Dr.Ved subr ahmanyam (2009) Robust Performance of Induction Motor Drives, International Journal of Recent Trends in Engineering, Vol 1, No.3. 247

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng

172 tài liệu

846 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.