Tóm tắt 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

Tài liệu giới thiệu về thách thức khi sử dụng động cơ công suất lớn trong các ứng dụng công nghiệp do khó khăn trong thiết kế, chế tạo và vận chuyển. Đề xuất giải pháp là sử dụng nhiều động cơ công suất nhỏ hơn được nối cứng trục để đạt tổng công suất yêu cầu. Vấn đề trọng tâm là đảm bảo hoạt động ổn định và phân chia tải cân bằng giữa các động cơ này, đặc biệt khi thông số của chúng có thể khác biệt hoặc thay đổi. Các phương pháp điều khiển truyền thống còn tồn tại hạn chế, đặt ra yêu cầu về một giải pháp điều khiển thích nghi tiên tiến.

Tài liệu hướng đến các nhà nghiên cứu, kỹ sư trong lĩnh vực điều khiển tự động, kỹ thuật điện và tự động hóa công nghiệp, đặc biệt là những người quan tâm đến thiết kế và triển khai các hệ thống truyền động công suất lớn sử dụng nhiều động cơ. Nó phù hợp cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong điều khiển động cơ, điều khiển thích nghi và phân chia tải trong các máy móc công nghiệp.

Luận văn này giải quyết các thách thức thực tế khi sử dụng động cơ công suất lớn trong công nghiệp bằng cách đề xuất hệ thống đa động cơ. Cụ thể, nghiên cứu tập trung vào hai động cơ một chiều được nối cứng trục và chia sẻ chung một tải. Việc sử dụng nhiều động cơ nhỏ hơn mang lại nhiều lợi thế về thiết kế, chế tạo và vận chuyển so với một động cơ lớn duy nhất. Tuy nhiên, việc đảm bảo hoạt động ổn định và phân chia tải cân bằng giữa các động cơ này là phức tạp, vì điều khiển độc lập có thể dẫn đến mất ổn định và tải không đều. Giải pháp đề xuất bao gồm một cấu trúc điều khiển phân cấp: một vòng điều khiển tốc độ bên ngoài (sử dụng bộ điều khiển PID) và các vòng điều khiển dòng điện bên trong. Đối với các vòng dòng điện bên trong, một bộ điều khiển PID truyền thống được sử dụng cho động cơ "Master", trong khi một bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu (MRAS) được thiết kế cho động cơ "Slave". Bộ điều khiển MRAS đảm bảo rằng dòng điện của động cơ Slave bám sát chính xác dòng điện của động cơ Master, từ đó đạt được sự phân chia tải hiệu quả. Thiết kế bộ điều khiển thích nghi được dựa trên luật MIT và được kiểm chứng bằng lý thuyết ổn định Lyapunov để đảm bảo tính bền vững trước các biến động thông số. Kết quả mô phỏng đã chứng minh hiệu quả của bộ điều khiển thích nghi MRAS trong việc duy trì hoạt động ổn định và bám sát dòng điện chính xác, ngay cả khi thông số động cơ thay đổi. Những kết quả này được xác nhận thêm thông qua thực nghiệm trên mô hình vật lý. Luận văn kết luận rằng phương pháp này đã thành công trong việc cho phép nhiều động cơ hoạt động hợp tác, đóng góp công suất riêng lẻ của chúng để đáp ứng một tải tổng lớn, đồng thời cung cấp một khuôn khổ cho việc triển khai thực tế trong các ứng dụng công nghiệp. Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc sử dụng cảm biến mô-men xoắn để phân chia tải chính xác hơn và mở rộng ứng dụng cho các hệ thống động cơ xoay chiều.