zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Xây dựng bộ điều khiển tối ưu kết hợp với mạng nơ ron cho động cơ không động bộ ba pha

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Xây dựng bộ điều khiển tối ưu kết hợp với mạng nơ ron cho động cơ không động bộ ba pha xây dựng thành công bộ điều khiển tối ưu kết hợp với mạng nơ ron để điều khiển động cơ không đồng bộ. Kết quả đạt được cho thấy chất lượng điều khiển của hệ thống rất tốt: Tốc độ đáp ứng luôn bám theo thốc độ đặt với thời gian quá độ nhỏ và không có độ quá điều chỉnh. Hơn nữa, hệ thống bền vững trong trường hợp nhiễu mô men tải thay đổi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng bộ điều khiển tối ưu kết hợp với mạng nơ ron cho động cơ không động bộ ba pha

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU KẾT HỢP VỚI MẠNG NƠ RON CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ BA PHA Nguyễn Trọng Thắng Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyentrongthang@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Véc tơ từ thông của stator và rotor: Động cơ không đồng bộ được ứng dụng  s  i s .Ls  i r .Lm (3) ngày càng nhiều trong công nghiệp bởi nó  r  i r .Lr  i s .Lm (4) cấu trúc nhỏ trên cùng một công suất, có tính Trong đó: Ls , Lr là cảm kháng stator và bền vững và giá thành thấp. Tuy nhiên, khó rotors, Lm là hỗ cảm giữa stator và rotor. khăn trong việc điều khiển động cơ không đồng bộ là tính phi tuyến của nó. Trong khi Phương trình mô men: đó, phương pháp toàn phương tuyến tính (The d J  TE  T L (5) Linear Quadratic Regulator-LQR) cho ta chất dt lượng điều khiển cao nhưng chỉ phù hợp với 3 TE  p.(  s .i s ) (6) đối tượng tuyến tính. Tại mỗi điểm làm việc 2 khác nhau, đối tượng sẽ có phương trình trạng Trong đó:  là tốc độ góc của rotor, TE thái tuyến tính khác nhau, nên ma trận phản hồi là momen điện từ, TL là momen tải, p là số trạng thái của bộ điều khiển là khác nhau. Vì cặp cực. vậy, mỗi thành phần trong ma trận phản hồi Vì ta đang xét trên tọa độ từ thông stator trạng thái là một hàm. Để thiết lập mối quan hệ quay với vận tốc là  , nên  sd   s , vào ra của các hàm, trong bài báo này tác giả  sq  0 . Viết lại chi tiết các phương trình (1) sẽ kết hợp thêm mạng nơ ron nhân tạo. đến (6) theo các thành phần dọc trục và 2. MÔ HÌNH TOÁN CỦA ĐỘNG CƠ ngang trục, ta có: KHÔNG ĐỒNG BỘ d( sd ) usd  Rs .isd  (7) dt Xét phương trình của động cơ không đồng usq  Rs .isq   . sd (8) bộ rotor lồng sóc trong hệ tọa độ dq hướng theo từ thông stator: d( rd ) urd  Rr .ird   (   p. ). rq  0 (9) d(  s ) dt u s  Rs .i s   j. . s (1) d( rq ) dt urq  Rr .irq   (   p. ). rd  0 (10) d(  r ) dt u r  Rr .i r   j.(   p. ). r (2)  sd  isd .Ls  ird .Lm (11) dt Trong đó: u s ,u r là véc tơ điện áp stator và  sq  isq .Ls  irq .Lm (12)  rd  ird .Lr  isd .Lm rotor; i s ,i r là véc tơ dòng điện stator và rotor; (13)  rq  irq .Lr  isq .Lm  s , r là véc tơ từ thông stator và rotor; Rs , (14) Rr là điện trở stator và rotor;  là vận tốc J d  3 p.( .i )  T (15) sd sq L dt 2 góc của từ thông stator. 229
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 Trong đó: usd ,usq là các thành phần điện áp trạng thái đạt các giá trị tương ứng x response stator; urd ,urq là các thành phần điện áp rotor; and x set . isd ,isq là các thành phần dòng điện stator; Các ma trận:  Ls .Rr  Lr .Rs  ird ,irq là các thành phần dòng điện rotor;  L .L  L2   p.   p. 0  s r m   sd , sq là các thành phần từ thông stator;  (   p. ).Lr  0 (17) Ls .Rr  (   p. )   rd , rq là các thành phần từ thông rotor. A  Ls .Lr  L2m Ls .Lr  L2m   Rs 0 0 0 Thực hiện biến đổi các phương trình (7-   15), ta thu được:  3.p. sd   0 0  . 0  2.J.Rs   disd Ls .Rr  Lr .Rs  dt   L .L  L2 .isd  (   p. ).isq  Lr 0   s r m  L .L  L2   Rr Lr  s r m    . sd  .u 2 sd  0 0  L .L  L 2 L .L  L B  (18)  s r m s r m 1 0   disq  Ls .Rr  3.p. sd    (   p. ).isd  .isq 0  dt Ls .Lr  L2m    (16)  2.J .Rs   (   p. ).Lr Giả sử ta luôn điều khiển thỏa mãn   . sd L .L  L 2  sd   set  const , thì ma trận B  const . Ma  s r m  d sd trận A bị biến đổi vì sự thay đổi của 2 thành   Rs .isd  usd phần (  p. ) và  . Mục tiêu điều khiển  dt  d 3.p. sd 3.p. sd chính:  sd    set ,     set nên đầu ra của hệ  dt    .  sd  usq thống như sau:  2.J.R s 2.J.R s y  r  C.x set (19) Phương trình (16) là phương trình trạng thái, trong đó các biến trạng thái là: Trong đó C  [0 0 1 1]T x  [ x1 ,x2 ,x3 ,x4 ] T  [ isd ,isq , sd , ] T Xét phương trình trạng thái: x e  A.x e  B.u e (20) Các biến điều khiển u  [u1 , u 2 ]T  [u sd , u sq ]T Tại điểm cân bằng, ta có: 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN x set  A1 .B.u set (21) Ta thiết kế tín hiệu điều khiển Kết hợp phương trình (19) và phương trình u( t )   K .x( t ) sao cho: (21), ta có: limt  ( x response  x set )  0 . u set   [ C.A1 .B ] 1 r (22) Đặt x e là sai số giữa x response và x set . Tín hiệu điều khiển tối ưu cho hệ thống  xe   x1  x1response  x1set'  được miêu tả bởi phương trình (20) như sau:  x2  x2response  x2set' u e   K .x e (23) Trong đó:  x3  x3response  x3set' K  R 1 .BT .P (24)  x4  x4response x  x4set' P là nghiệm bán xác định dương của Phương trình trạng thái (16) được viết lại: phương trình Riccati: x e  A.x e  B.u e . Trong đó: u e  u  u set ; u và P.A  AT .P  Q  PBR 1 .BT .P  0 (25) u set là các tín hiệu điều khiển để các tín hiệu Theo phương trình (25), ta có: 230
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 u uset K.(xresponse xset ) 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM K.xresponse uset K.xset Ta chạy hệ thống, kết quả thu được thể (26) hiện ở Hình 3, bao gồm các đường đặc tính: K.xresponse [C.A1.B]1r K.A1.B.[C.A1.B]1r tốc độ mong muốn, tốc độ đáp ứng và K.xresponse Kr r momen tải. Kết quả cho thấy tốc độ đáp ứng Trong đó: luôn bám theo tốc độ đặt với thời gian K r  [ K LQR . A 1 .B  I ].[C. A 1 .B ]1 (27) chuyển đổi rất ngắn và không có độ quá điều chỉnh. Hơn nữa, khi thay đổi nhiễu là momen Các ma trận A, B, C là các ma trận đã biết tải ở trục động cơ, tốc độ đáp ứng vẫn không trước, ta phải tìm ma trận K theo công thức bị ảnh hưởng. (24), sau đó tìm ma trận K r theo công thức (27). Cài đặt các ma trận điều khiển như sau: Q  diag( 103 , 103 ,2.102 ,102 ) R  diag( 2.107 , 2.107 ) Mỗi cặp giá trị [(   p. ), ] ta sẽ tìm được ma trận phản hồi K với kích thước 2x4. Ta thiết lập một nơ ron [2] để mô tả sự phụ thuộc giữa ma trận K và [(   p. ), ] , ta chọn cấu hình mạng có dạng feed-forward Hình 3. Kết quả của hệ thống điều khiển gồm 3 lớp như sau: lớp thứ nhất là đầu vào, 6. KẾT LUẬN lớp thứ hai là lớp ẩn, lớp thứ 3 là đầu ra. Số đầu vào là 2, bao gồm các tín hiệu (  p. ) Trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựng và  . Số đầu ra là 8, bao gồm các thành thành công bộ điều khiển tối ưu kết hợp với phần của ma trận K. Hàm transfer của lớp thứ mạng nơ ron để điều khiển động cơ không nhất và lớp 2 là dạng tansig, còn hàm đồng bộ. Kết quả đạt được cho thấy chất transfer-function của lớp cuối là dạng pureli. lượng điều khiển của hệ thống rất tốt: Tốc độ đáp ứng luôn bám theo thốc độ đặt với thời gian quá độ nhỏ và không có độ quá điều chỉnh. Hơn nữa, hệ thống bền vững trong trường hợp nhiễu mô men tải thay đổi. Hình 1. Sơ đồ huấn luyện mạng nơ ron 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO Sơ đồ huấn luyện mạng nơ ron được thể [1] Nguyen, Trong-Thang. "The linear hiện ở Hình 1, kết quả huấn luyện là các quadratic regular algorithm-based control đường đặc tính của sự phụ thuộc các thành system of the direct current motor." Int J phần matran K vào [(   p. ), ] , được Pow Elec & Dri Syst ISSN 2088.8694 (2019): 8694. thể hiện ở Hình 2. [2] Nguyen Trong, T., & Nguyen Duc, M.. Sliding Surface in Consensus Problem of Multi-Agent Rigid Manipulators with Neural Network Controller. Energies, (2017), 10(12), 2127. Hình 2. Kết quả huấn luyện mạng nơ ron 231

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 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.