Điều khiển mờ động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

Việc nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động và xây dựng bộ điều khiển mờ để điều khiển động cơ điện không đồng bộba pha rotor lồng sóc thật sự là vấn đề cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Kết quảng hiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng các thiết bị điện và cũng là một cách thức cải tiến phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ trong công nghiệp. Trong phạm vi luận văn, người nghiên cứu đã thực hiện các công việc sau: • Mô hình hóa ĐCKĐB ba pha rotor lồng sóc và mô phỏng trên Matlab. • Xây dựng cấu trúc và mô phỏng hệ thống điều khiển vô hướng ĐCKĐB ba pha rotor lồng sóc. • Thiết bộ điều khiển mờ ứng dụng vào hệ thống điều khiển vô hướng ĐCKĐB ba pha rotor lồng sóc.

pdf25 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 26/12/2013 | Lượt xem: 4048 | Lượt tải: 14download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Điều khiển mờ động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THẾ ANH ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LỒNG SĨC Chuyên ngành: Tự động hĩa Mã số : 60.52.60 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 2 Cơng trình được hồn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PSG.TS.ĐỒNQUANG VINH Phản biện 1: ............................................ Phản biện 2: ............................................ Luận văn sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Tự động hĩa họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 07 tháng 05 năm 2011. Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng. - Thư viện trường Đại Học Bách Khoa Đà nẵng, Đại học Đà Nẵng. 3 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trước đây, các hệ truyền động điện thường sử dụng động cơ điện một chiều. Những năm gần đây, động cơ một chiều được thay thế dần bởi động cơ khơng đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha vì những ưu điểm nổi bật của nĩ như: hiệu suất cao, kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, giá thành chế tạo và chi phí vận hành thấp, làm việc tin cậy, sử dụng tốt trong mơi trường cơng nghiệp. Bên cạnh những ưu điểm trên, nĩ cĩ nhược điểm là phức tạp trong điều khiển do đặc tính phi tuyến mạnh. Như vậy, việc điều khiển động ĐCKĐB ba pha là một chiến lược hết sức cần thiết và quan trọng hiện nay. Trong hệ thống truyền động điện, chất lượng điều khiển của hệ thống vẫn cịn bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi biến tham số động cơ như moment quán tính J, điện trở rotor Rr. Để giải quyết vấn đề này trên ta sử dụng bộ điều khiển mờ để điều khiển tốc độ ĐCKĐB ba pha nhằm nâng cao chất lượng điều khiển. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU + Nghiên cứu mơ hình của ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. + Nghiên cứu nguyên lý, cấu trúc của hệ thống điều khiển vơ hướng ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. + Nghiên cứu lý thuyết điều khiển mờ và ứng dụng bộ điều khiển mờ vào hệ thống điều khiển ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. + Tìm hiểu phần mềm Matlab và ứng dụng để mơ phỏng. 4 3. ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ở trên, người nghiên cứu chọn tên đề tài: “Điều khiển mờ động cơ khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sĩc”. 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a. Đối tượng nghiên cứu + Khảo sát trên ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. + Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm Matlab để mơ phỏng hệ thống. b. Phạm vi nghiên cứu + Điều khiển vơ hướng dùng bộ điều khiển mờ + Xây dựng bộ điều khiển và mơ phỏng trên Matlab. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Ở phương pháp này người nghiên cứu tìm hiểu các tài liệu hỗ trợ cĩ liên quan đến đề tài. Qua đĩ người thực hiện đưa ra những nhận định và rút ra được nội dung cần trình bày trong luận văn. Bên cạnh việc rút ra những nhận định, phương pháp nghiên cứu lý thuyết cịn giúp cho người nghiên cứu hiểu được cách thức thực hiện mơ phỏng trong mơi trường Matlab. b. Phương pháp nghiên cứu tổng hợp hệ thống Người nghiên cứu tìm hiểu kết quả của các cơng trình đi trước, từ đĩ so sánh với kết quả đã đạt được. Qua kết quả so sánh đĩ, người nghiên cứu điều chỉnh lại phương pháp nghiên cứu lý thuyết và cân chỉnh lại kết quả mơ phỏng để đạt được kết quả thích hợp. 5 c. Phương pháp nghiên cứu quan sát kiểm nghiệm Sau khi đạt được kết quả thích hợp, người nghiên cứu sẽ trình bày trước giới cĩ chuyên mơn cao để được nghe nhận xét và đĩng gĩp ý kiến về kết quả đã đạt được. Qua đĩ kết quả mơ phỏng một lần nữa được cân chỉnh để hồn thiện hơn. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI a. Ý nghĩa khoa học + Sử dụng phương pháp điều khiển vơ hướng. + Ứng dụng lý thuyết điều khiển mờ. b. Giá trị thực tiễn Gĩp phần xây dựng vào các giải pháp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng của các thiết bị điện, tạo thêm một hướng mới trong kỹ thuật điều khiển ĐCKĐB mà hiện nay trong lĩnh vực cơng nghiệp rất quan tâm. 7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Nội dung chính của đề tài bao gồm như sau: Ngồi phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương: CHƯƠNG 1: MƠ TẢ TỐN HỌC VÀ MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC. CHƯƠNG 2: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC. 6 CHƯƠNG 1: MƠ TẢ TỐN HỌC VÀ MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC 1.1. XÁC ĐỊNH VECTOR KHƠNG GIAN 1.1.1. Biểu diễn vector khơng gian cho các đại lượng ba pha 1.1.2. Hệ tọa độ cố định stator 1.1.3. Hệ quy chiếu quay 1.1.4. Biểu diễn các vector khơng gian trên hệ toạ độ từ thơng rotor 1.2. MƠ HÌNH CỦA ĐCKĐB BA PHA 1.2.1. Các phương trình cơ bản của động cơ KĐB ba pha 1.2.2. Phương trình điện áp stator 1.2.3. Phương trình điện áp rotor 1.3. MƠ HÌNH TRẠNG THÁI CỦA ĐCKĐB BA PHA TRÊN HỆ TỌA ĐỘ αβ  Mơ phỏng ĐCKĐB ba pha trên hệ toạ độ αβ: Hình 1.9. Sơ đồ khối mơ phỏng ĐCKĐB ba pha trên hệ toạ độ αβ 7 1.4. MƠ HÌNH TRẠNG THÁI CỦA ĐCKĐB BA PHA TRÊN HỆ TỌA ĐỘ dq  Mơ phỏng ĐCKĐB ba pha trên hệ toạ độ dq: Hình 1.19. Sơ đồ khối mơ phỏng ĐCKĐB ba pha trên hệ toạ độ dq • Kết quả mơ phỏng: 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 -500 0 500 1000 1500 2000 Ro to r Sp ee d (R PM ) Time (s) Hình 1.24. Tốc độ Rotor 8 CHƯƠNG 2: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC 2.1. BIẾN TẦN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐCKĐB BA PHA 2.1.1. Giới thiệu chung 2.1.2. Biến tần trực tiếp (xoay chiều - xoay chiều) 2.1.3. Biến tần gián tiếp 2.1.3.1. Biến tần gián tiếp dùng chỉnh lưu điều khiển  Mơ phỏng điều khiển nghịch lưu nuơi ĐCKĐB ba pha theo nguyên tắc thơng thường: Hình 2.5. Sơ đồ khối mơ phỏng điều khiển nghịch lưu nuơi ĐCKĐB ba pha theo nguyên tắc thơng thường 9 • Kết quả mơ phỏng: 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 Am pl itu de (V ) Time(s) Hình 2.7. Điện áp pha Ua 2.1.3.2. Biến tần dùng chỉnh lưu khơng điều khiển cĩ thêm bộ biến đổi xung điện áp 2.1.3.3. Biến tần dùng chỉnh lưu khơng điều khiển với nghịch lưu PWM  Mơ phỏng điều khiển nghịch lưu nuơi ĐCKĐB ba pha theo phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM): Hình 2.11. Sơ đồ khối mơ phỏng điều khiển nghịch lưu nuơi ĐCKĐB ba pha theo phương pháp điều chế độ rộng xung 10 • Kết quả mơ phỏng: 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 Time(s) Am pl itu de (V ) Hình 2.13. Điện áp pha Ua 2.1.3.4. Biến tần điều khiển vector 2.2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐCKĐB BA PHA 2.2.1. Phương pháp điều khiển vơ hướng Trị số hiệu dụng sức điện động stator là: Es = ωsΦmKwN1/ 2 = 4.44KwfsN1Φm (2.3) Từ (2.3) thấy rằng Φm sẽ tỉ lệ với tỉ số Es/ωs hoặc Es/fs Khi điều khiển tần số, nếu giữ từ thơng khe hở khơng đổi thì động cơ sẽ được sử dụng hiệu quả nhất, tức là khả năng sinh moment lớn nhất. Từ thơng khe hở khơng đổi khi duy trì tỉ số Es/fs khơng đổi. Nếu sụt áp trên trở kháng từ bé cĩ thể bỏ qua thì sức điện động Es sẽ xấp xỉ bằng điện áp Us. Do đĩ từ thơng khe hở sẽ được duy trì gần khơng đổi khi duy trì tỉ số Us/fs là hằng số. Đây là nội dung cơ bản của luật điều khiển điện áp - tần số khơng đổi. 11 Đặc tính tuyến tính điện áp - tần số được thực hiện bằng kỹ thuật điều khiển điện áp - tần số trong các bộ biến tần. Tuy nhiên ở vùng tần số thấp, sụt áp trên trở kháng từ lớn nên từ thơng khe hở sẽ giảm, khả năng sinh moment của động cơ sẽ giảm. Vì vậy trong áp dụng thực tế, tỉ lệ điện áp - tần số thường được tăng lên ở vùng tần số thấp để bù lại sụt áp trên điện trở stator. Trên hình (2.14) là các đặc tính điện áp - tần số. Dạng đặc tính tuyến tính là dạng mang tính lý thuyết, hai đặc tính khác là đặc tính sử dụng trong thực tế. Với dạng đặc tính phi tuyến, điện áp tỉ lệ tần số ở vùng tần số cao, khi tần số giảm nhỏ, điện áp được tăng trơn đều tương đối so với lý thuyết. Ở đặc tính thứ ba, điện áp stator được cộng thêm thành phần Uo ở tần số bằng 0. Trị số Uo và K được chọn để điện áp stator cĩ trị số cần thiết ở tần số bằng 0 và trị số định mức ở tần số định mức. Us = Uo + Kfs (2.12) Hình 2.16. Đặc tính điện áp - tần số U f Uđm fđm Uo 12 Máy đo tốc độ quay ĐCKĐB Us ωr ωsl ωr UDC 2.2.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển Hình 2.17. Sơ đồ cấu trúc điều khiển vơ hướng ĐCKĐB ba pha • Sơ đồ khối mơ phỏng: Hình 2.18. Sơ đồ khối mơ phỏng hệ thống điều khiển vơ hướng ĐCKĐB ba pha ωs Rω ωrđ PI IM PWM PI U/f 13 • Kết quả mơ phỏng:  Với giá trị tốc độ đặt ωrđ = ωđm = 152 (Rad/s) (hay n = 1450 vịng/phút): 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 -50 0 50 100 150 200 Time (s) Ro to r Sp ee d (R ad /s ) Toc do dat Toc do Rotor Hình 2.22. Tốc độ Rotor  Với giá trị tốc độ đặt ωrđ thay đổi:  ωrđ > ωđm : Chọn ωrđ = 162 (Rad/s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 60 80 100 120 140 160 180 Time (s) Am pl itu de (R ad /s ) n-dat n-dm n-162 Hình 2.24. Tốc độ Rotor 14 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 150 200 250 300 350 400 Time (s) Am pl itu de (V ) Udm Us Hình 2.25. Giá trị điện áp Us - Nhận xét: Từ kết quả mơ phỏng, ta thấy Us = Uđm = 380.  ωrđ < ωđm : Chọn ωrđ = 142 (Rad/s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 40 60 80 100 120 140 160 Time (s) Ro to r Sp ee d (R ad /s ) n-dat ndm-152 n-142 Hình 2.26. Tốc độ Rotor 15 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 100 200 300 400 Am pl itu de Time (s) U s = 361 f s = 47.5 Hình 2.27. Giá trị điện áp Us và tần số fs - Nhận xét: Từ kết quả mơ phỏng, ta cĩ tỉ số Us/fs = const constf U f U đm đm s s ===== 6.7 50 380 5.47 361  Với giá trị tốc độ đặt ωrđ giữ nguyên, thay đổi moment tải Mc: Chọn ωrđ = 152 (Rad/s), MC =10N.m 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 60 80 100 120 140 160 180 Time (s) Ro to r Sp ee d (R ad /s ) Hình 2.28. Tốc độ Rotor (MC =10N.m) 16  Kết luận: Như vậy ta đã thực hiện được nhiệm vụ đề ra là điều khiển điện áp - tần số khơng đổi, tốc độ động cơ được điều khiển bám theo tốc độ đặt rất tốt. Tuy nhiên các kết quả trên chỉ tính tốn cho một chế độ làm việc cụ thể. Trong thực tế, trong quá trình làm việc, các tham số của động cơ sẽ thay đổi như điện trở Rotor Rr hoặc moment quán tính J sẽ ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển. Ví dụ ta mơ phỏng hệ thống với ωrđ = ωđm và các thơng số J thay đổi. 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -50 0 50 100 150 200 Ro to r Sp ee d (R ad /s ) Time (s) Toc do dat Toc do Rotor Hình 2.29. Tốc độ Rotor (J =0.004) - Nhận xét: Ta thu được kết quả khơng tốt như mong muốn. Như vậy khi moment quán tính J thay đổi thì các thơng số của hệ thống cũng thay đổi dẫn đến đáp ứng đầu ra thay đổi. Nên ta phải dùng một bộ điều khiển cĩ thể chỉnh định lại các thơng số hệ thống ứng với sự thay đổi của moment quán tính J. Bộ điều khiển cĩ thể đáp ứng yêu cầu đề ra là bộ điều khiển mờ. 17 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SĨC 3.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.1.1. Định nghĩa tập mờ 3.1.2. Các thuật ngữ trong logic mờ 3.1.3. Biến ngơn ngữ 3.1.4. Các phép tốn trên tập mờ 3.1.5. Luật hợp thành 3.1.5.1. Mệnh đề hợp thành 3.1.5.2. Luật hợp thành mờ 3.1.6. Giải mờ 3.1.6.1. Phương pháp cực đại 3.1.6.1. Phương pháp trọng tâm 3.1.7. Mơ hình mờ Tagaki-Sugeno 3.2. GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 3.2.1. Cấu trúc một bộ điều khiển mờ 3.2.2. Nguyên lý điều khiển mờ 3.2.3. Thiết kế bộ điều khiển mờ 18 e HsKP HsKI y 3.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VƠ HƯỚNG ĐCKĐB BA PHA ROTOR LỒNG SĨC DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 3.3.1. Đặt vấn đề Trong hệ thống truyền động ĐCKĐB ba pha, chất lượng điều khiển của hệ thống bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi biến tham số động cơ như moment quán tính J trong quá trình động cơ làm việc, dẫn đến đáp ứng đầu ra thay đổi mà mà bộ điều khiển PI chỉ được tính tốn cho một chế độ làm việc cụ thể của hệ thống, do vậy trong quá trình vận hành luơn phải chỉnh định các hệ số này cho phù hợp với thực tế để phát huy tốt hiệu quả của bộ điều khiển. Dựa theo nguyên lý chỉnh định đĩ, ta thiết kế bộ điều khiển mờ ở vịng ngồi để chỉnh định tham số bộ PI ở vịng trong ứng với sự thay đổi của moment quán tính J để thu được kết quả mong muốn. 3.3.2. Cơ sở thiết kế bộ điều khiển mờ Hình 3.8. Sơ đồ khối hệ điều khiển mờ x u Bộ điều khiển PI Bộ chỉnh định mờ Đối tượng điều khiển Thiết bị chỉnh định dt d 19 Cơ sở để thiết kế bộ điều khiển mờ là dựa vào việc phân tích sai lệch e(t) và đạo hàm của sai lệch de/dt, các tham số KP, KI của bộ điều khiển PI sẽ được tự động chỉnh định theo phương pháp chỉnh định mờ. Như vậy bộ chỉnh định mờ sẽ cĩ hai đầu vào là e(t), đạo hàm của sai lệch de/dt và hai đầu ra là HsKP, và HsKI, do đĩ cĩ thể xem nĩ gồm hai bộ chỉnh định mờ, mỗi bộ gồm cĩ hai đầu vào và một đầu ra. 3.3.3. Thiết kế bộ điều khiển mờ • Áp dụng mơ hình mờ Mamdani • Xác định các đầu vào ra: + Mỗi bộ cĩ 2 đầu vào gồm: Sai lệch e, đạo hàm sai lệch de/dt. + Mỗi bộ cĩ 1 đầu ra: Đầu ra bộ 1 là hệ số chỉnh định của KP. Đầu ra bộ 2 là hệ số chỉnh định của KI. • Xác định biến ngơn ngữ: Nguyên lý chung là số lượng các giá trị ngơn ngữ cho mỗi biến nên nằm trong khoảng từ 3 đến 10 giá trị. Nếu số lượng ít hơn 3 thì quá thơ và ít cĩ ý nghĩa vì khơng thực hiện được việc lấy vi phân. Nếu lớn hơn 10 thì quá mịn con người khĩ cĩ khả năng cảm nhận quá chi ly, bao quát hết các trường hợp xảy ra và ảnh hưởng đến bộ nhớ, tốc độ tính tốn. Với yêu cầu của điều khiển ổn định tốc độ hệ truyền động T-Đ, chọn số lượng tập mờ cho mỗi biến đầu vào bằng 7 và biến đầu ra bằng 4 là vừa phải. 20 + Sai lệch: e = {âm lớn, âm vừa, âm nhỏ, bằng khơng, dương nhỏ, dương vừa, dương lớn} e = {NB, NM, NS, ZE, PS, PM, PB} + Đạo hàm: de/dt = {âm lớn, âm vừa, âm nhỏ, bằng khơng, dương nhỏ, dương vừa, dương lớn} de/dt = {NB, NM, NS, ZE, PS, PM, PB} + Hệ số chỉnh định: HsKP, HsKI = {zero, nhỏ, lớn, rất lớn} HsKP, HsKI = {Z, S, L, U} Hình 3.9. Biến ngơn ngữ của e Hình 3.10. Biến ngơn ngữ của de 21 Hình 3.11. Biến ngơn ngữ của HsKP Hình 3.12. Biến ngơn ngữ của HsKI • Luật điều khiển: Dựa vào bản chất vật lý, các số liệu vào ra cĩ được, kinh nghiệm điều khiển, và dựa vào đặc tính quá độ thường gặp của hệ thống điều khiển dùng PI , ta xác định các luật điều khiển tương ứng. Khi bắt đầu khởi động, lúc này cần tín hiệu điều khiển lớn để tín hiệu ra tăng nhanh, suy ra KP lớn và KI lớn , ta cĩ luật: Nếu e(t) lớn và de/dt là Zero thì KP lớn KI lớn. Khi sai lệch tiến về Zero, ta muốn tín hiệu điều khiển nhỏ để khơng quá điều chỉnh, nghĩa là KP nhỏ, KI nhỏ, ta cĩ luật: Nếu e(t) là Zero và dω/dt lớn thì KP nhỏ, KI nhỏ. Với suy luận tương tự, mỗi một biến ra cĩ tất cả tổ hợp của 7 x 7 = 49 luật. 22 - Luật chỉnh định KP, KI: Bảng 3.1. Luật chỉnh định KP, KI de/dt e HsKP HsKI NB NM NS ZE PS PM PB NB Z Z S L L U U NM Z S S L L L U NS Z S S S L L U ZE Z Z S L L U U PS U L L S S S S PM U L L L S S Z PB U U L L S Z Z • Luật hợp thành mờ Sum – Prod. • Giải mờ theo phương pháp trọng tâm. 23 3.3.4. Sơ đồ khối điều khiển  Mơ phỏng hệ thống điều khiển: Hình 3.14. Sơ đồ khối mơ phỏng hệ thống điều khiển ĐCKĐB ba pha dùng bộ điều khiển mờ • Kết quả mơ phỏng: Mơ phỏng hệ thống dùng bộ điều khiển mờ với các giá trị J thay đổi và so sánh với hệ thống chỉ dùng bộ điều khiển PI. 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Time (s) Ro to r Sp ee d (R ad /s ) n-dat n-PID n-Fuzzy Hình 3.17. Tốc độ Rotor với J = 0.01 24 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Time (s) Ro to r Sp ee d (R ad /s ) n-dat n-PID n-Fuzzy Hình 3.18. Tốc độ Rotor với J = 0.005  Kết luận: Sử dụng bộ điều khiển mờ kết hợp với bộ PI kinh điển với cấu trúc và thơng số thích hợp, tốc độ động cơ được điều khiển bám theo tốc độ đặt rất tốt. Các thơng số về chất lượng điều chỉnh như sai lệch tĩnh, độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ, số lần dao động của hệ truyền động đều tốt hơn rất nhiều so với việc dùng bộ điều khiển PI kinh điển. Với kết quả mơ phỏng ở trên, nhận thấy rằng với bộ điều khiển mờ như đã thiết kế thì chất lượng của hệ luơn luơn được đảm bảo khi tham số moment quán tính J của hệ thay đổi. 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN Việc nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động và xây dựng bộ điều khiển mờ để điều khiển động cơ điện khơng đồng bộ ba pha rotor lồng sĩc thật sự là vấn đề cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Kết quả nghiên cứu sẽ gĩp phần nâng cao hiệu suất sử dụng các thiết bị điện và cũng là một cách thức cải tiến phương pháp điều khiển động cơ khơng đồng bộ trong cơng nghiệp. Trong phạm vi luận văn, người nghiên cứu đã thực hiện các cơng việc sau: • Mơ hình hĩa ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc và mơ phỏng trên Matlab. • Xây dựng cấu trúc và mơ phỏng hệ thống điều khiển vơ hướng ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. • Thiết bộ điều khiển mờ ứng dụng vào hệ thống điều khiển vơ hướng ĐCKĐB ba pha rotor lồng sĩc. 2. KIẾN NGHỊ Hiện tại do điều kiện khách quan nên quy mơ triển khai mơ hình chưa thể đáp ứng các nhu cầu thực tế hiện nay một cách tồn diện và chưa xây dựng được mơ hình điều khiển thật. Vì vậy xin kiến nghị được trang bị phịng thí nghiệm để thử nghiệm trên thiết bị thật và xin được đầu tư kinh phí mở rộng đề tài để đạt được các yêu cầu trong lĩnh vực điều khiển tự động hĩa sản xuất.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftomtat_23_1351.pdf
Luận văn liên quan