Tài liệu TUYỂN TẬP HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ BA VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VCCA – 2015

HỘI TỰ ĐỘNG HÓA VIỆT NAM ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CHƯƠNG TRÌNH C.03/11-15 SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỈNH THÁI NGUYÊN ---------------------------- TUYỂN TẬP HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ BA VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VCCA – 2015 Thành phố Thái Nguyên, ngày 28-29 tháng 11 năm 2015 (ISBN: 978-604-913-429-6) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN & CÔNG NGHỆ Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 Cơ quan bảo trợ: • Bộ Khoa học và Công nghệ • Bộ Công thương • Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam • Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam • Ủy ban nhân dân Thành phố Thái Nguyên. Cơ quan đồng tổ chức: • Hội Tự động hóa Việt Nam • Đại học Thái Nguyên • Chương trình KHCN KC.03 • Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Thái Nguyên • Viện Công nghệ Thông tin VAST • Đại học Bách khoa Hà Nội. Chủ tịch: TS. Nguyễn Quân Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam Ban tổ chức: Đồng Trưởng ban PGS.TS. Tạ Cao Minh Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam GS. TS. Đặng Kim Vui Giám đốc Đại học Thái Nguyên PGS. TS. Nguyễn Chỉ Sáng Chủ nhiệm Chương trình KHCN KC.03 PGS. TS. Thái Quang Vinh Viện trưởng Viện CNTT - Viện HLKHCN Việt Nam Các thành viên: TS. Dương Nguyên Bình Hội Tự động hoá Việt Nam PGS. TS. Lại Khắc Lãi Trưởng ban Ban Khoa học Công nghệ & Môi trường, Đại học Thái Nguyên PGS. TS. Trần Xuân Minh Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Kỹ thuật CN, Đại học Thái Nguyên TS. Đỗ Trung Hải Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên TS. Vũ Đức Thái Phó Hiệu trưởng Trường Đại học CNTT & TT, Đại học Thái Nguyên TS. Trần Trọng Minh Đại học Bách khoa Hà Nội TS. Nguyễn Quang Địch Đại học Bách khoa Hà Nội VCCA-2015 I-1 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 Ban Thư ký Trưởng ban: ThS. Trịnh Đình Đề Hội Tự động hóa Việt Nam Phó Trưởng ban: TS. Đoàn Đức Hải Phó Trưởng ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Đại học Thái Nguyên Uỷ viên: TS. Đinh Văn Hiến Hội Tự động hóa Việt Nam ThS Nguyễn Thái Hưng Hội Tự động hóa Việt Nam ThS Nguyễn Như Thắng Ủy viên BCH Hội Tự động hóa Việt Nam KS Phạm Anh Tuấn Hội Tự động hóa Việt Nam CN Dương Tố Vân Chánh Văn phòng Hội Tự động hóa Việt Nam Ban chương trình: Trưởng ban: PGS. TSKH. Phạm Thượng Cát Tổng Biên tập Tạp chí Tin học và Điều khiển học Phó Trưởng ban: PGS. TS. Nguyễn Hữu Công Phó Giám đốc Đại học Thái Nguyên GS. TSKH. Nguyễn Công Định Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự PGS. TS. Bùi Quốc Khánh Chương trình KHCN KC.03 GS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang Đại học Bách khoa Hà Nội Uỷ viên: PGS. TS. Nguyễn Hồng Anh Đại học Quy Nhơn PGS. TS. Hồ Phạm Huy Ánh Đại học Bách khoa Thành phố HCM TS. Trương Đình Châu Đại học Bách khoa Thành phố HCM PGS. TS. Nguyễn Tăng Cường Học viện Kỹ thuật quân sự PGS. TS. Lê Anh Dũng Học viện Kỹ thuật quân sự PGS. TS. Lê Bá Dũng Viện CNTT- Viện HLKHCN Việt Nam PGS. TS. Bùi Thế Dũng Viện Vật lý - Viện HLKHCN Việt Nam PGS. TS. Phạm Trung Dũng Học viện Kỹ thuật quân sự PGS. TS. Tô Văn Dực Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự PGS. TS. Lê Văn Doanh Đại học Bách khoa Hà Nội TS. Nguyễn Anh Duy Đại học Đà Nẵng TS. Đặng Xuân Hoài Viện Khoa học Công nghệ Tàu thủy GS. TS. Đào Văn Hiệp Học viện Kỹ thuật quân sự PGS. TS. Nguyễn Quang Hoan Học viện Công nghệ BCVT VCCA-2015 I-2 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 GS. TSKH. Thân Ngọc Hoàn Đại học dân lập Hải Phòng PGS. TS. Huỳnh Thái Hoàng Đại học Bách khoa Thành phố HCM TS. Nguyễn Quang Hải Viện trưởng Viện KTQS Hải quân PGS. TS. Nguyễn Như Hiển Đại học Thái Nguyên TS. Phạm Văn Hiền Đại học Đà Nẵng TS. Ngô Quang Hiếu Đại học Cần Thơ TS. Trần Thanh Hùng Đại học Cần Thơ GS. TSKH. Nguyễn Văn Khang Đại học Bách khoa Hà Nội PGS. TSKH. Trần Hoài Linh Đại học Bách khoa Hà Nội GS. TS. Lê Hùng Lân Viện Ứng dụng công nghệ, Bộ KHCN PGS. TS. Nguyễn Ngọc Lâm Phân viện VIETLINA Thành phố HCM PGS. TS. Nguyễn Văn Liễn Đại học Bách khoa Hà Nội TS Phạm Đức Long Đại học Thái Nguyên GS. TSKH. Hồ Đắc Lộc Đại học KTCN Thành phố HCM TS. Nguyễn Hoàng Mai Đại học Đà Nẵng GS. TS. Phan Xuân Minh Đại học Bách khoa Hà Nội PGS. TS. Tạ Cao Minh Đại học Bách khoa Hà Nội PGS. TS. Dương Hoài Nghĩa Đại học Bách khoa Thành phố HCM PGS. TS. Nguyễn Văn Nhờ Đại học Bách khoa Thành phố HCM PGS. TS. Nguyễn Chí Ngôn Đại học Cần Thơ GS. TS. Nguyễn Doãn Phước Đại học Bách khoa Hà Nội GS. TSKH. Vũ Ngọc Phát Viện Toán - Viện HLKHCN Việt Nam PGS. TS. Lê Hoài Quốc Ban Quản lý Khu CNC, Thành phố HCM PGS. TS. Nguyễn Chỉ Sáng Viện Nghiên cứu Cơ khí PGS. TS. Phạm Ngọc Tiệp Viện KHCN Hàng hải, Đại học Hàng hải Hải Phòng PGS. TS. Lê Tòng Đại học Giao thông vận tải TS. Nguyễn Thế Truyện Viện Nghiên cứu ĐTTHTĐH, Bộ Công thương PGS. TS. Trần Đức Thuận Viện KH và CN Quân sự PGS. TS. Đặng Ngọc Thanh Học viện Kỹ thuật quân sự TS. Phạm Minh Tuấn Viện CNVT - Viện HLKHCN Việt Nam PGS. TS. Nguyễn Tân Tiến Đại học Bách khoa thành phố HCM TS. Võ Như Tiến Đại học Đà Nẵng PGS. TS. Trần Xuân Tùy Đại học Đà Nẵng TS. Võ Minh Trí Đại học Cần Thơ PGS. TS. Đào Hoa Việt Học viện Kỹ thuật quân sự PGS. TS. Đoàn Quang Vinh Đại học Đà Nẵng PGS. TS. Thái Quang Vinh Viện CNTT - Viện HLKHCN Việt Nam PGS. TS. Trần Quang Vinh Đại học Quốc gia Hà Nội GS. TS. Phạm Thị Ngọc Yến Đại học Bách khoa Hà Nội VCCA-2015 I-3 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 Subreviewers: TS. Nguyễn Duy Cương Đại học Thái Nguyên TS. Nguyễn Vũ Quỳnh Đại học Lạc Hồng TS. Đặng Danh Hoằng Đại học Thái Nguyên TS. Nguyễn Quang Hoàng Đại học Bách khoa Hà Nội PGS. TS. Đỗ Quốc Quang Chương trình KC.03 TS. Nguyễn Thanh Hải Đại học Giao thông vận tải TS. Nguyễn Phong Điền Đại học Bách khoa Hà Nội TS. Nguyễn Hiếu Minh Học viện Kỹ thuật quân sự TS. Vũ Hỏa Tiễn Học viện Kỹ thuật quân sự TS. Vũ Ngọc Tuấn Học viện Kỹ thuật quân sự VCCA-2015 I-4 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 Message from General Chair TS. Nguyễn Quân Chủ tịch Hội nghị Kính thưa: - Các vị khách quý, - Các vị đại biểu, - Các nhà khoa học, các thầy cô giáo và các doanh nhân, Thưa: Các em sinh viên, các nghiên cứu sinh quý mến. Trong lĩnh vực Công nghệ cao, Tự động hóa là một ngành mũi nhọn đảm bảo thực hiện Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước. Máy móc, thiết bị tiên tiến không những đảm bảo tăng trưởng sản phẩm quốc nội (GDP), nâng cao năng suất lao động và giá trị gia tăng cho hàng hóa Việt Nam, nâng cao sức cạnh tranh của Việt Nam trong bối cảnh hội nhập quốc tế sâu rộng, mà còn cải thiện môi trường sống, góp phần làm cho xã hội văn minh tiến bộ. Nhằm tập hợp trí tuệ của các nhà khoa học, phối hợp với các nhà doanh nghiệp đưa giá trị của khoa học Tự động hóa vào cuộc sống, Hội nghị Toàn quốc về Điều khiển và Tự động hóa (VCCA) được tổ chức định kỳ 2 năm 1 lần. Năm nay, Hội nghị VCCA-2015 được tổ chức tại Đại học Thái Nguyên từ ngày 28-29/11/2015. Với 129 báo cáo khoa học (trong số 239 báo cáo gửi đến hội nghị) đã được duyệt và sẽ trình bày, cùng với các tham luận của các nhà quản lý doanh nghiệp sẽ làm nổi bật mối quan hệ chặt chẽ trong ngành Tự động hóa giữa lý thuyết và ứng dụng, đồng thời làm rõ sự gắn kết giữa các ngành công nghệ cao với nhau và với sản xuất kinh doanh phục vụ phát triển kinh tế, xã hội. VCCA-2015 I-5 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015 Thay mặt các đơn vị đồng tổ chức là Hội Tự động hóa Việt Nam và Đại học Thái Nguyên, tôi nhiệt liệt hoan nghênh và cảm ơn các nhà khoa học trong lĩnh vực tự động hóa và các lĩnh vực liên quan đã lao động nghiêm túc, tạo ra những công trình giá trị trong các báo cáo khoa học của mình. Tôi cũng đánh giá cao các nhà quản lý, các doanh nghiệp đã hỗ trợ, tạo điều kiện để các sản phẩm khoa học tự động hóa trở thành hiện thực. Tôi hy vọng trong Hội nghị, những ý kiến của các đại biểu sẽ làm sâu sắc thêm giá trị của các công trình khoa học và chỉ ra cách thức hợp tác để làm rõ giá trị của Tự động hóa trong quốc kế dân sinh, cùng với các ngành khác thúc đẩy nhanh sự phát triển của đất nước. Chúc Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hóa VCCA-2015 thành công! VCCA-2015 I-6 TABLE OF CONTENTS OF VCCA -2015 Content Page 1 Một số ứng dụng của điều khiển học trong mô hình hóa và điều khiển cây trồng Pham Thuong Cat Tiểu ban: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2 Optimal Receding Horizon Control for a Quadrotor (Điều khiển tối ưu từng đoạn hệ quadrotor) Doan Phuoc Nguyen, Việt Thắng Lại and Đăng Trường Bùi 7 Design a predictive PID with infinite horizon for adaptive control of gearing systems Hà Lê Thị Thu and Phước Nguyễn Doãn 13 Nghiên cứu ứng dụng luật điều khiển thích nghi mờ trượt trong hệ bám sát vị trí điện thủy lực Nguyễn Thanh Tiên, Nguyễn Công Định and Nguyễn Trọng Thanh 21 Sloshing suppression control of rectangle liquid container transfer using Hybrid Shape Approach Quy Thinh Dao, Minh Duc Duong and Van Nam Dinh 27 Bàn về hệ thống tuyến tính có cấu trúc và bài toán loại bỏ nhiễu Trong Hieu Do Tiểu ban: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ Y SINH 35 Một giải pháp phát hiện sớm tình trạng đột quỵ của người cao tuổi Nguyễn Chí Ngôn and Phạm Minh Hiền Ứng dụng wavelet loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở trong tín hiệu ECG nhằm nâng cao chất lượng nhận dạng tín hiệu ECG 40 Linh Trần Hoài, Thảo Nguyễn Đức and Nhượng Đinh Văn Phân tích khả năng chẩn đoán các bệnh tim mạch bằng ảnh pha thông qua mô hình tín hiệu điện tim nhân tạo 46 Trí Tiếp Vương, Văn Thuận Phạm and Xuân Năng Phạm Cây quyết định trong trích chọn đặc tính gen cho phân loại ung thư sử dụng dữ liệu biểu hiện gen DNA Microarray 51 Trung Dũng Phạm, Thúy Hằng Đặng and Hoai Linh Tran Applying spectral analysis method in measurement of biomedical signals for the cancer diagnostic instrument 56 Đoàn Văn Long and Cao Xuân Hữu Tiểu ban: RÔ BÓT DI ĐỘNG, XE TỰ HÀNH I 61 Điều khiển cân bằng xe hai bánh tự cân bằng sử dụng thuật toán giảm bậc mô hình Nguyễn Hữu Công and Vũ Ngọc Kiên 70 Điều khiển thời gian thực robot hai bánh tự cân bằng sử dụng bộ điều khiển PID mờ tự chỉnh Khanh Nguyễn Văn and Hùng Trần Thanh 78 Điều khiển thích nghi bền vững cho robot hai bánh tự cân bằng Gia Định and Nguyễn Duy Cương 87 Điều khiển robot bầy đàn tránh vật cản và tìm kiếm mục tiêu Thị Thúy Nga Lê and Hùng Lân Lê Trajectory Tracking Control for Four Wheeled Omnidirectional Mobile Robots Using Dynamic Surface Control Algorithm Tiến Ngô Mạnh Tiến, Minh Phan Xuân, Giáp Đặng Thái, Thủy Đinh Vương Huy and Hải Lê Xuân Mô hình hóa và điều khiển rô bốt di động non-holonomic có trượt ngang 94 , Hoàng 103 Tinh Nguyen Van, Cat Pham Thuong and Tuan Pham Minh Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ ĐIỆN Khảo sát các đặc tính động lực học ô tô điện sử dụng công cụ mô phỏng ADVISOR Quang Bui Dang and Minh C. Ta 109 Content Page 117 Mô hình hóa ô tô điện bằng phương pháp EMR với mô hình mở rộng của tương tác bánh xe – mặt đường Dũng Nguyễn, Huy Nguyễn Bảo, Thành Võ Duy and Minh C. Ta 123 Design of Hardware-in-the-loop Model for Electric Vehicles Thành Võ Duy, Thịnh Đào Quý, Bảo Huy Nguyễn and Minh C. Ta 130 Design of driving interface device for electric vehicle Thành Võ Duy, Trang Trần Thị Minh and Minh C. Ta Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh Huy Nguyễn Bảo, Dũng Nguyễn, Hân Đỗ Văn and Minh C. Ta cửu chìm (IPMSM) cho ô tô điện A New Enhanced-Phase-Shift Modulation Strategy of Semi-Dual-Active-Bridge Converter for EV Application 136 144 Duy Dinh Nguyen, Goro Fujita and Minh C. Ta Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Cấu trúc điều khiển quá trình trao đổi công suất hữu công của thiết bị kho điện sử dụng siêu tụ tích hợp trong hệ thống điện ốc đảo nguồn phát hỗn hợp gió – diesel 152 Phạm Tuấn Anh and Nguyễn Phùng Quang A Joint Active Filter and Passive Filter Strategy for Current Harmonic Cancellation and Power Factor Enhancement in Three-phase Power Networks 160 Minh Hoang Hac Le, Kim Anh Nguyen and Viet Hung Ngo Áp dụng thuật toán mô phỏng luyện kim cho bài toán tái cấu trúc lưới điện có xét đến ảnh hưởng của nguồn điện phân tán 167 Nguyen Tung Linh and Pham Thuong Cat 176 Thiết kế điều khiển tách kênh trong hệ thống truyền động điện có sáu bậc tự do Như Hiển Nguyễn, Xuân Minh Trần, Danh Hoằng Đặng, Quốc Tuấn Dương and Duy Hưng Vũ Tiểu ban: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT I Khảo sát và phân phối lại nhiệt tiêu hao trên các IGBT trong biến tần ba bậc bằng phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men lực 185 Huynh Anh Duy Nguyen and Chi Ngon Nguyen 192 Control of four-switch buck-boost converter based solar PV emulator using feedback linearization Vu Trung Tran, Hoang Phuong Vu and Trong Minh Tran Thực nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao có khả năng trao đổi công suất hai chiều 197 Huy Phương pháp điều chế NLM (Nearest Level Modulation) và thuật toán cân bằng năng lượng cho bộ biến đổi đa mức cấu trúc module 204 Hùng Cường Trần, Văn Tiến Nguyễn, Việt Phương Phạm and Trọng Minh Trần Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 210 Explicit model predictive control of permanent-magnet synchronous motors fed by matrix converter Vu Trung Tran and Phung Quang Nguyen 217 Permanent magnet BLDC Motor designs with skewing for torque ripple and cogging torque reduction Bui Minh Dinh Designing adaptive current controller for two axial flux permanent magnet synchronous motors connected by one shaft 222 Như Hiển Nguyễn, Xuân Minh Trần and Quốc Tuấn Dương Radial force calculation of Switched reluctance motor 5,5kW with skewed slot stator and rotor structure 229 Dinh Hai Linh Tiểu ban: ỨNG DỤNG TRONG AN NINH QUỐC PHÕNG I khiển - ổn định độ cao tên lửa đối hải trong điều kiện có sóng, gió tác động khi bay thấp trên mặt biển Nguyễn Văn Chung, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Chí Sỹ and Hoàng Ngọc Ánh 232 Content Tổng hợp bộ điều khiển thích nghi tham chiếu mô hình cho thiết bị bay có tốc độ thay đổi Page 238 Trần Đức Thuận, Phạm Quang Hiếu and Nguyễn Văn Lâm Tổng hợp luật điều khiển từ xa theo phương pháp dẫn hai điểm cho TLPK trên cơ sở lý thuyết điều khiển tối ưu và vi phân các tham số động hình học 244 Nguyễn Vĩ Thuận and Vũ Hỏa Tiễn Research design and manufacture complete system drives a versatile price for 12.7 mm and 14.5 mm gun automatically bind the target image 251 Van Hung Nguyen, Văn Xuất Nguyễn and Chí Thành Nguyễn Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT I Ứng dụng thuật giải di truyền trong bài toán động học ngược robot chuỗi và song song 257 Hoàng Nguyễn Quang and Vương Vũ Đức Mechanical parameter variation-robust decoupling control system of robot joint 264 Mạnh Tiến Nguyễn Kinematic Analysis for Working Space of the Rotopod Mechanism 271 Thanh Nguyen Minh, Quoc Le Hoai and Trung Nguyen Trong Control of a biologically inspired manipulator actuated by pneumatic artificial muscles 277 Pham Thuc Anh Nguyen 282 Nguyễn Quang Hoàng and Nguyễn Văn Quyền Tiểu ban: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÖNG Nghiên cứu và thiết kế ứng dụng hệ thống truyền thông giữa HPS-FPGA trên nền SoC 288 Đỗ Văn Cần, Nguyễn Phùng Quang and Đoàn Quang Vinh Giải pháp đo bám tần số tín hiệu dải rộng với độ chính xác cao và tài nguyên tối ưu trên công nghệ FPGA 295 Nghia Tran Van Nghiên cứu, thiết kế bộ đảo tần lên và đảo tần xuống cho các hệ thống vô tuyến cấu hình mềm hiệu quả tài nguyên trên công nghệ FPGA 301 Nghia Tran Van Cấu hình mạng nơron tế bào CNN giải phương trình Navier-Stock trên nền tảng chip FPGA 311 Vũ Đức Thái, Phạm Thượng Cát and Bùi Văn Tùng Nghiên cứu xây dựng thuật toán nội suy đường tròn trên nền SoC 317 Đỗ Văn Cần, Đoàn Quang Vinh and Nguyễn Phùng Quang Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN TRÊN CƠ SỞ XỬ LÝ ẢNH VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG Phát triển thuật toán xử lý ảnh để phát hiện và đếm tôm giống 323 Quoc Bao Truong, Chanh Nghiem Nguyen, Minh Kha Nguyen, Hoang Giang Huynh and Minh Tri Vo Giải pháp đọc chỉ số công tơ từ ảnh số 329 Ngoc Son Le and Hoai Linh Tran Điều khiển thiết bị bằng cử chỉ tay với Leap Motion và LabVIEW 325 Hồng Duy Khanh Lương, Thành Long Nguyễn, Mướt Nguyễn Văn and Tăng Khả Duy Nguyễn The method of monitoring and controling enviroment parameters based on cloud computing via WIMAX wireless network 332 Minh Pham Ngoc, Phương Nguyễn Tiến, Vinh Thai Quang, Hoàn Huỳnh Đức and Thập Phạm Hồng The research and development a solution of weighing car station management integrated RFID technology via internet 338 Minh Pham Ngoc, Chinh Dang Manh, Hoàn Huỳnh Đức and Long Nguyễn Thành Tiểu ban: TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Điều khiển máy trộn nhựa composite dùng MCU-MSP430 343 Content Page Hùng Danh Nguyễn Lê, Minh Trường Nguyễn and Chí Ngôn Nguyễn The decoupling multivariable control for the paper drying section 348 Quyên Trần Kim, Vinh Đoàn Quang and Trường Lê Khắc Online Calculation of Time Varying Gain to Stabilize the Bilateral Teleoperation System 358 Minh Duc Duong and Quy Thinh Dao Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị tự động dán kẹo sáo 364 Ha Pham and Bình Thanh Một giải pháp bảo mật cho giao thức Modbus TCP, phòng chống tấn công vào hệ thống SCADA sử dụng giao thức này 369 Nguyễn Văn Xuân, Nguyễn Tăng Cường, Hoàng Đức Trọng and Vũ Đức Tân Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT II Một phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu kết cấu robot song song dạng treo kích thước lớn, truyền động bằng dây cáp 378 Đình Quân Nguyễn Thiết kế luật điều khiển thích nghi cho hệ tích hợp rô bốt di động - pan tilt - camera để tiếp cận mục tiêu 388 Nguyễn Văn Tính, Cat Pham Thuong, Tuan Pham Minh and Chung Nguyen Dang Tìm hiểu phương thức giao tiếp giữa cánh tay robot mitsubishi rv -2aj và máy tính thông qua thiết bị haptic 397 Tri Vo Minh, Khanh Le Cong, Khuu Huu Nghia and Son Le Hoang Applying forced dynamic control in speed controller for drive system with flexible joint 406 Trần Văn Thân and Lê Trung Hòa Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN HỆ PHI TUYẾN Điều khiển thích nghi bền vững cần trục tháp với tham số thay đổi 412 Le Anh Tuan and Pham Van Trieu Điều khiển phi tuyến ổ bi từ chủ động 420 Đức Nguyễn Trung, Lâm Nguyễn Tùng, Khánh Phan Phú, Huy Nguyễn Danh and Địch Nguyễn Quang Thiết kế bộ điều khiển tuyến tính hóa chính xác từng phần cho hệ TRMS 427 Đinh Văn Nghiệp, Nguyễn Như Hiển and Nguyễn Doãn Phước Thiết kế hệ điều khiển phi tuyến theo nguyên lý phẳng cho cơ cấu nâng bằng từ trường trong ổ từ 433 Huy Nguyen Danh and Minh Tran Trong Tiểu ban: RÔ BỐT DI ĐỘNG, XE TỰ HÀNH II Identification of the parameters in mathematical model of a quadrotor 440 Dũng Nguyễn Đình, Tuấn Đỗ Quốc and Uông Phạm Hữu Light Source Detection using Multirobot Systems with Particle Swarm Optimization Approach 448 Anh Quý Hoàng and Minh Triển Phạm An Efficient Low-Speed Airfoil Design Optimization Process Using Multi-Fidelity Analysis for UAV Flying Wing 456 Building a multi-tasks controller based on embedded computer for autonomous mobile robot 462 Tăng Quốc Nam, Phạm Thế Hùng and Nguyễn Bá Đại Tiểu ban: ỨNG DỤNG KHÁC I Evaluation of Real Time Kinematic Positioning with Low-Cost, Single-Frequency GPS/GLONASS Receivers 468 Nhut Thanh Tran, Chanh Nghiem Nguyen, Thanh Hung Tran and Nguyễn Chí Ngôn Processing dynamic of internal combustion engine CFR using for testing of octane number 473 Nguyễn Phú Quốc, Phan Văn Hiền and Bùi Quốc Khánh Xây dựng hệ thống định vị tích hợp chặt GPS/INS ứng dụng trong môi trường đô thị Nguyen Hoang Duy, Dang Anh Tung, Nguyen Vinh Hao and Vu Ngoc Hai 480 NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ Nhà A16, số 18, đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: Phòng Quản lý tổng hợp: 04.22149041; Phòng Phát hành: 04.22149040 Phòng Biên tập: 04.37917148 Fax: 04.37910147 – Email: [email protected]; www.vap.ac.vn ____________________________________ TUYỂN TẬP CÔNG TRÌNH KHOA HỌC HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ 3 VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VCCA -2015 Chịu trách nhiệm xuất bản Giám đốc TRẦN VĂN SẮC Tổng biên tập GS.TSKH. NGUYỄN KHOA SƠN Biên tập: Lê Phi Loan Trình bày kỹ thuật: Nguyễn Thế Vịnh Hoàng Thị Hồng Hạnh Nguyễn Thị Phượng Trình bày bìa: Nguyễn Tuấn Anh ______________________________________________________________ In 400 CD, khổ A4 tại Đại học Thái Nguyên, Thành Phố Thái Nguyên. Mã số sách tiêu chuẩn quốc tế - ISBN: 978-604-913-429-6 Giấy đăng ký kế hoạch xuất bản số: 3415-2015/CXBIPH/0138/KHTNVCNVN Quyết định xuất bản số: 45/QĐ-KHTNCN ngày 16 /11/2015; In xong và nộp lưu chiểu 11/2015 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 DOI: 10.15625/vap.2015.00029 Thực nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao có khả năng trao đổi công suất hai chiều Experimental Implementation of bidirection, high frequency link DC-AC-AC Inverter Design Bùi Văn Huy(1) , Nguyễn Văn Liễn(2), Trần Trọng Minh(2), Vũ Hoàng Phương(2), Trần Đình Thoại(2) (1) Trường Đại học Thành Đô, (2) Trường ĐHBK Hà Nội e-Mail: [email protected] Tóm tắt Bài báo trình bày các kết quả thực nghiệm bộ biến đổi DC-AC-AC với khâu trung gian tần số cao, có khả năng trao đổi công suất hai chiều. Cấu trúc của bộ DC-AC-AC được xây dựng trên nền tảng bộ biến đổi ma trận (matrix converter) một pha. Toàn bộ cấu trúc thực nghiệm bộ biến đổi, các mẫu xung điều chế, tổng hợp bộ điều khiển đều được đưa ra phân tích cụ thể. Trong bài báo này đề xuất phương án điều chế sử dụng hai kêch phát xung đồng bộ nhằm phù hợp với tài nguyên phần cứng của bộ điều khiển. Các kết quả thực nghiệm bộ nghịch lưu DC-AC-AC đã chứng minh tính đúng đắn của phương pháp điều chế và phương án chuyển mạch này. Từ khóa: Biến tần ma trận một pha; bộ biến đổi AC/AC trực tiếp ; IGBT Abstract: This paper introduces a new method for Experimental Implementation of bidirection, high frequency link DC-AC-AC Inverter Design. The structure of the DCAC-AC is built on single phase matrix converter. The Experimental Implementation structure, pulse patterns is given specific analysis. In this paper, the new modulation method, using two synchronized pulse generator signals to match the hardware resources of the controller, is also given. The experimental results DC-AC -AC has proved the correctness of the method of modulation and switching schemes. Keywords: Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM); (IGBT); Single-Phase Matrix Converter (SPMC); Direct AC-AC Converters Ký hiệu Ký hiệu iL Đơn vị A Udc V I_HF A U_HF V Chữ viết tắt VCCA 2015 Ý nghĩa Dòng điện chạy qua cuộn cảm Điện áp một chiều phía DC Dòng điện phía sơ cấp máy biến áp tần số cao Điện áp sơ cấp máy biến áp tấn số cao HF PWM High frequency Pulse-width modulation 1. Phần mở đầu Nguyên lý điều chế và cấu trúc của bộ biến đổi DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao đã được nhóm tác giả trình bày trong tài liệu[1]. Như đã trình bày trong [1], bộ biến đổi DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao sẽ làm giảm kích thước máy biến áp, đơn giản hóa mạch vòng điều chỉnh điện áp, tăng cường đặc tính động học toàn hệ thống. Cấu trúc bộ biến đổi như hình H. 1 (mạch lực đã được giới thiệu ở một số tài liệu như[2], [5]) đảm bảo hoàn toàn các yêu cầu về truyền công suất hai chiều với hiệu quả cao, điều khiển được hệ số công suất do khâu AC-AC sử dụng cấu trúc biến tần trực tiếp kiểu ma trận. Nhờ có máy biến áp tần số cao làm cho kích thước bộ biến đổi trở lên nhỏ gọn và đảm bảo khả năng cách ly làm việc an toàn cho hệ thống. Trong bài báo này, tác giả trình bày mô hình thực nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao. Những vấn đề về điều chế và chuyển mạch tác giả kế thừa các kết quả mà trong [1] đã trình bày. Thuật toán điều chế được thực hiện trên Kit vi xử lý tín hiệu số DSP TMS320F2812 của hãng Texas Instrument, thuật toán chuyển mạch được thực hiện trên CPLD EPM3064ALC44-10 của hãng Altera. Trong quá trình thực hiện thực nghiệm, một số thuật toán điều chế đã trình bày trong[1] đã được thay đổi để có thể cài đặt trên vi xử lý DSP TMS 320F2812. 2. Nguyên lý điều chế và thuật toán chuyển mạch +Udc V1 S1b S3b S1 S3 V3 HF S1a S3a iL L A Uf C um(t) B V2 R S2a S4a S2 S4 S2b S4b V4 -Udc H. 1 Sơ đồ cấu trúc của hệ DC/AC/AC 197 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 Về mặt cấu trúc bộ biến đổi DC/AC/AC như H. 1, ta có thể thấy gồm ba khối chính: khối biến đổi DC/AC, khối máy biến áp xung và khối AC/AC. Khối DC/AC có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều thành dạng điện áp xoay chiều kiểu xung chữ nhật. Các cặp van (V1,V4) và (V2,V3) được điều khiển đóng mở tần số fs, duty cycle 50% như hình H. 2. Để tránh sự trùng dẫn hai van trên cùng một nhánh van thì cần phải có một thời gian trễ  nhằm đảm bảo van đã khóa lại chắc chắn trước khi van kia mở ra. Thời gian trễ deadtime thêm vào tùy thuộc vào thông số kĩ thuật của van, đối với IGBT sử dụng trong mô hình thực nghiệm thì chọn deadtime khoảng 2 s là đảm bảo[8]. 1 DOI: 10.15625/vap.2015.00029 xung răng cưa được phát đồng bộ với tín hiệu điều khiển các van V1 V4 phía sơ cấp biến áp. Hai tín hiệu sóng điều chế m(t) và –m(t) ngược pha nhau 180o, đầu ra so sánh giữa m(t) và –m(t) được tín hiệu upwm+ và upwm-. Vì tín hiệu u f có dạng xoay chiều biên độ 1 nên lấy tích u f * u pwm sẽ được xung mở van S1 và lấy tích u f * u pwm sẽ được xung mở van S4 . Tín hiệu điều khiển van S3 là đảo của van S1 , tín hiệu điều khiển van S2 là đảo của van S4 . Đối với khâu AC-AC thì có hai trạng thái không được phép là (S1, S3) cùng dẫn và cặp (S4, S2) cũng dẫn vì làm ngắn mạch hai đầu thứ cấp biến áp. Có 4 trạng thái được phép là (S1, S2), (S1, S4), (S3, S2) và (S3, S4), trong đó 2 trạng thái (S1, S2) và (S3, S4) là hai trạng thái không tức là khi đó điện áp uef  0 , dòng điện iL sẽ chảy qua (S1, S2) hoặc (S3, S4) mà không đi qua cuộn dây thứ cấp biến áp và không làm ngăn mạch biến áp. Toàn bộ mẫu xung khi sử dụng hai kênh đồng bộ được thể hiện như H. 4. V1 & V4 0 1 t (a)  điện áp này được đưa qua máy biến áp xung có biên độ U fm  nU DC được khâu AC-AC chuyển đổi thành điện áp uef có thành phần hài cơ bản tần số 50Hz. Nguyên lí điều chế độ rộng xung cho khâu AC-AC lấy ý tưởng từ điều chế PWM đơn cực cho bộ nghịch lưu một pha thông thường đã trình bày kỹ trong [1]. Toàn bộ mẫu xung điều chế PWM được thể hiện như hình H. 3. Trong đó m(t) là sóng điều chế, uc+ và uc- là hai tín hiệu xung răng cưa. m(t) uc- t (a) t 1 (b) uf (b) Như vậy khâu DC/AC tạo ra điện áp u f tần số cao, uc+ 0 1 Xung điều khiển các van phía sơ cấp biến áp H. 2  m(t) m(t) uc V2 & V3 0 uf -1 1 u pwm  t (c) -1 1 u pwm  t (d) -1 1 S1  u f * u pwm  t S3  S1 (e) -1 1 S4  u f * u pwm  t S2  S4 -1 (f) 1 1 2 4  U fm 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 1 4 2 4 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 4 2 3 4 3 2 13 1 24 4 1 2 1 3 1 3 4 4 2 2 2 4 3 2 1 3 1 2 4 4 u m (t) t (g) 0  U fm Mẫu xung điều chế PWM với hai kênh phát đồng bộ H. 4 Việc xây dựng mẫu xung ở dạng giá trị 1 cho ta hiểu về ý nghĩa vật lí của các đại lượng điều khiển. Tuy nhiên để thuận lợi cho việc ứng dụng và cài đặt bộ điều khiển số dũng vi xử lí, cần quy các tín hiệu về dạng 0 1 , khi đó các phép lấy tích u f * u pwm và u f * u pwm chuyển thành phép toán XNOR -1 1 upwm+ (c) -1 điều khiển được biểu diễn lại như hình H. 5. 1 upwm- là u f  u pwm và u f  u pwm , dạng xung các tín hiệu t t (d) -1 1 S1=uf*upwm+ t S2=\S1 (e)  m(t) m(t) uc 1 -1 t (a) 1 S4=uf*upwmS3=\S4 0.5 t 0 (f) -1 1 1 2 4 +Uf (g) 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 1 4 2 4 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 4 2 3 4 3 2 13 1 24 4 1 2 1 3 1 3 4 4 2 2 2 4 3 2 1 1 3 1 2 4 4 t u pwm  0 1 t (c) -Uf H. 3 uf (b) 0 um(t) 0 Mẫu xung điều chế PWM cho matrix converter[1] Nhìn vào hình H. 3, cần phải có 2 kênh phát xung răng cưa phải được phát đồng bộ với tín hiệu điều khiển các van phía sơ cấp máy biến áp. Như vậy cần phải có ba kênh phát đồng bộ với nhau, điều này không thực hiện được với DSP TMS320F2812 vì DSP TMS320F2812 chỉ có hai kênh phát đồng bộ. Giải pháp thực hiện ở đây là chỉ sử dụng một tín hiệu VCCA 2015 1 u pwm  t (d) 0 1 S1  u f  u pwm  t S3  S1 (e) 0 1 S4  u f  u pwm  t S2  S4 0 (f) 1 1 2 4  U fm 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 1 4 2 4 3 4 1 4 1 3 3 2 4 2 1 2 3 2 3 1 4 2 3 4 3 2 13 24 1 4 1 2 1 4 3 1 4 2 3 2 2 4 3 2 1 3 1 2 4 4 u m (t) (g) t 0  U fm H. 5 Mẫu xung tín hiệu điều khiển quy về 0 1 198 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 Vấn đề chuyển mạch cho các van của khâu AC/AC phía sơ cấp máy biến áp, bài báo kế thừa thuật toán chuyển mạch đã trình bày trong tài liệu[1]. Do điện áp đầu vào matrix converter là uf(t) được điều khiển bởi PWM nên có thể biết được chắc chắn lúc nào dương, âm. Vì vậy ở đây áp dụng điều khiển chuyển mạch theo điện áp mà không cần đến tín hiệu đo để xét dấu uf(t). Hình H. 6, H. 7 thể hiện quá trình chuyển mạch của van S1 và S3. 1 S1 0 t S3 t S1a t S1b t S3a t S3b t 1 2 t1 3 4 t2 5 t3 t4 6 7 t5 Uf(t)>0 t6 8 t7 1 t8 Đồ thị thời gian thể hiện quá trình chuyển mạch giữa van hai chiều S1 và S3 khi uf(t)>0 H. 6 Với K P là hệ số khuếch đại, K I là hệ số tích phân và 1 là tần số cộng hưởng. Tại tần số cộng hưởng, biên độ bộ điều khiển rất lớn, càng xa tần số cộng hưởng biên độ suy giảm rất nhanh do đó loại bỏ được các tín hiệu khác ngoài tần số cộng hưởng. 3.1. Tổng hợp vòng điều khiển dòng điện  di   us  L. L  uc   dt    i  i  C duc  L. diL  u  R.i (2) L R s R  dt dt    uc  R.iR      Bỏ qua ảnh hưởng của tụ C ta coi iL  iR từ phương trình (2) ta có (3): 1 di i R (3) L. L  us  R.iL  Gi ( s )  L  dt us 1  L s R Từ (3) ta có cấu trúc vòng kín mạch vòng dòng điện như H. 9. iL* ( s ) 1 S1 0 DOI: 10.15625/vap.2015.00029  s (s) k pi  us ( s ) kii .s s 2  12 t 1 R 1 L s R iL ( s ) iL ( s ) S3 t S1a H. 9 t S1b Sơ đồ khối vòng kín mạch vòng dòng điện t S3a Hàm truyền kín mạch vòng dòng điện: t S3b Gi _ k ( s)  t 1 8 t1 7 t2 6 t3 5 t4 4 3 t5 Uf(t)< 0 t6 2 t7 1 3. Tổng hợp các mạch vòng điều khiển bộ nghịch lưu DC-AC-AC Cấu trúc điều khiển bộ nghịch lưu làm việc ở chế độ độc lập được cho như hình H. 8. Trên hình ta nhận thấy lượng đặt dòng điện iL* và lượng đặt điện áp uo* luôn thay đổi (đại lượng hình sin), nếu sử dụng bộ điều khiển PI thì sẽ luôn tồn tại sai lệch điều chỉnh. Giải pháp sử dụng bộ điều khiển cộng hưởng PR sẽ loại bỏ được nhược điểm đó, cho một đáp ứng động học tốt hơn. Bộ điều khiển cộng hưởng PR có dạng như (1): s GPR ( s )  K P  K I 2 (1) s  12 iL V1 V3 S1a S3a S1b S3b S 2a S 4a S 2b S 4b L 1: n C U DC V2 V4 S1 , S 2 , S3 , S 4 Chuyể n mể ch  PWM R Ri  Ru  uo  uo* H. 8 Cấu trúc điều khiển hai mạch vòng của bộ biến đổi với tải độc lập VCCA 2015 Gi _ k ( s)  k pi2 (12   2 )2 (5) [kii  L(   )]2  2  ( R  k pi ) 2 (12   2 ) 2 2 1 2 Phương thức thiết kế bộ điều khiển cộng hưởng trên miền tần số, trên cơ sở lựa chọn băng thông (bandwidth) cho hàm truyền hệ thống kín. Lựa chọn băng thông bộ điều khiển ib     fb . Thông thường băng thông được lựa chọn trong khoảng 10 lần tần số cơ bản và 1/10 lần tần số phát xung, đảm bảo hệ thống có đáp ứng động học đủ nhanh và ổn định. Tính hệ số khuếch đại kpi của bộ điều khiển dòng điện Cho kii=0, công thức (5) viết lại như sau: k pi Gi _ k ( j )  (6) 2 ( L )  (k pi  R) 2 Nếu tần số ban đầu ib được xác định thì kpi được xác định như sau để có hệ số suy giảm biên độ là -3dB 1 hay Gi _ k ( jib )  . Suy ra: 2 k pi  R  ( Lib )2  2 R 2 S1a ,S1b  S4 a ,S4b (4) Biên độ: t8 Đồ thị thời gian thể hiện quá trình chuyển mạch giữa van hai chiều S1 và S3 khi uf(t)<0 H. 7 k pi s 2  kii s  k pi 12 iL ( s)  3 * iL ( s) Ls  (k pi  R) s 2  (kii  1 L) s  k pi 12  12 R (7) Tính hệ số kii của bộ điều khiển dòng điện Đưa thành phần kii vào biểu thức biên độ (5) và tính lại:  2fb  12   2 2 2 (8) k   ( R  k )  2.( L )  2k  L  ii  fb  pi fb pi fb  199 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 3.2.Tổng hợp bộ điều khiển điện áp đầu ra Đáp ứng của mạch vòng dòng điện nhanh hơn rất nhiều so với mạch vòng điện áp trên tụ lọc đầu ra, nên có khi hoạt động ổn định có thể coi hàm truyền kín của mạch vòng dòng điện bằng 1 khi tìm hàm truyền đối tượng của mạch vòng điện áp. uo  1 C 1  ic dt  C  (iL  iR )dt (9) DOI: 10.15625/vap.2015.00029 iL V1 V3 S1a S3a S1b S3b 1: n   C U DC V2 V4 S1 , S2 , S3 , S4 S2a S4a S2b S4b uo - k pu  kiu .s s 2  12 iL 1 sC 11 - Gc ( s ) iR uo R uo S1a ,S1b  S4 a ,S4b uo* L 24V Mạch đo 15V Driver HCPL-3120 CPLD EPM3064ALC44-10 Gu ( s ) 5V DSP TMS320F2812 H. 10 Sơ đồ cấu trúc điều khiển mạch vòng điện áp trên tụ Giao tiếp máy tính H. 11 Sơ đồ cấu trúc phần cứng mô hình thực nghiệm Để cho đơn giản có thể coi iR là nhiễu tải trong khi thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện. Hàm truyền kín của mạch vòng điện áp như (10) Gu _ k ( s )   uo C ( s ).G ( s )  uo* 1  C ( s ).G ( s ) (10) k pu s 2  kiu s  k pu 12 Cs 3  k pu s 2  (kiu  12 C) s  k pu 12 Tính biên độ: 2 kiu2  2  k pu (12   2 )2 Gu _ k ( s)  (11) 2 [kiu  C (12   2 )]2  k pu (12   2 )2 - CPLD EPM3064ALC44-10 của hãng Altera đảm nhận thuật toán chuyển mạch bốn bước có sơ đồ gán chân như hình H. 12 và mạch thực như H. 14 - Kit vi xử lý tín hiệu số dùng chip DSP TMS320F2812 của hãng Texas Instrument có nhiệm vụ xử lí tín hiệu đo ADC, thực hiện điều chế PWM (H. 15) - Mạch đo lường có nhiệm vụ đo dòng điện qua cuộn cảm và điện áp đầu ra bộ biến đổi, chuẩn hóa tín hiệu đo để đưa vào vi xử lý (H. 16). Làm tương tự như mục thiết kế bộ điều khiển dòng điện để tính các hệ số cho bộ điều khiển. Tính hệ số khuếch đại của bộ điều khiển điện áp Cho kiu = 0, phương trình (11)được viết lại: k pu Gu _ k ( s )  (12) 2 C 2  2  k pu Nếu tần số ban đầu ib được xác định thì kup được xác định như sau để có hệ số suy giảm biên độ là -3dB 1 hay Gu _ k ( jib )  . Từ đó ta tính được kpu theo 2 (13). k pu  C 2 .ib 2  C.ib H. 12 Sơ đồ chân CPLD sau khi gán chân (13) Tính hệ số kui của bộ điều khiển dòng điện Giải phương trình (11) với ẩn kui với kpu đã biết để hệ số suy giảm biên độ là -3dB, ta được: kiu   2 fb  12   fb .( 2 C2  fb 2  k p2  C. fb ) (14) 4. Kết quả thực nghiệm Sơ đồ các module phần cứng của mô hình thực nghiệm được cho như hình H. 11 [7]. Các thành phần chính gồm có: - Module mạch lực gồm 12 van bán dẫn IGBT FGA25N120ANTD là loại 1200V/25A (H. 13) - Biến áp tần số cao(H. 13) - Driver cho IGBT loại HCPL-3120 được để trên cùng board với mạch van (H. 13) VCCA 2015 H. 13 Mạch van tích hợp mạch Driver on Board Thông số dải đo dòng điện, điện áp mạch đo: Dải đo AC Dải đo dòng điện Nguồn cấp Điện áp ra các kênh đưa vào ADC của vi điều khiển -400 VAC ÷ 400 VAC -10A ÷ 10A ±15VDC 0÷3 V 200 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 DOI: 10.15625/vap.2015.00029 Sau khi tiến hành thực nghiệm và đo đạc các thông số, các kết quả thực nghiệm được cho như hình H. 17 ÷ H. 22. Kết quả tín hiệu mở van ở các hình H. 17, H. 18, H. 19 cho thấy lập trình chuyển mạch bốn bước trên CPLD là đúng với phân tích lý thuyết. Dạng điện áp đầu ra bộ biến đổi ở hình H. 17 có dạng điều chế đơn cực. Điện áp đầu ra sau lọc và dòng điện qua cuộn cảm cho trên hình H. 21, H. 22 có dạng sin. H. 14 Mạch CPLD EPM3064ALU44-10 H. 17 Tín hiệu điều khiển S1a, S1b, S3a, S3b khi uf>0 H. 15 Kit DSP TMS320F2812 H. 18 Tín hiệu điều khiển S1a, S1b, S3a, S3b khi uf<0 H. 16 Mạch đo lường Thông số thực nghiệm: Điện áp một chiều đầu vào Tải điện trở Lọc thông thấp đầu ra Tỉ số biến áp cao tần Tần số đóng cắt phía phía sơ cấp máy biến áp Thông số bộ điều khiển Hệ số Kpu Hệ số Kiu Hệ số Kpi Hệ số Kii VCCA 2015 UDC = 30V R = 10 Ohm L = 0.7mH, C = 10uF 1:1 5kHz 0,1 10 5 400 H. 19 Tín hiệu điều khiển S2a, S2b, S4a, S4b khi uf>0 201 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 DOI: 10.15625/vap.2015.00029 mạch và phương pháp điều chế của bộ biến đổi ở chế độ nghịch lưu độc lập. Cần có những nghiên cứu tiếp theo để kiểm chứng thuật toán chuyển mạch và phương pháp điều chế này khi bộ biến đổi làm việc ở chế độ nối lưới. Ghi nhận: Tác giả gửi lời cảm ơn Viện Kỹ thuật Điều khiển tự động hóa- Trường Đại học Bách khoa Hà nội đã tạo điều kiện cho tác giả có địa điểm nghiên cứu triển khai thực nghiệm khi thực hiện bài báo này. H. 20 H. 21 H. 22 Điện áp đầu ra bộ biến đổi Điện áp ra bộ biến đổi sau lọc Dòng điện qua cuộn cảm 5. Kết luận Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm bộ nghịch lưu DC-AC-AC. Việc sử dụng phương pháp điều chế và phương án chuyển mạch theo kiểu matrix converter đã đảm bảo khả năng tạo ra dòng phía xoay chiều có dạng sin, công suất có thể trao đổi hai chiều giữa phía AC và DC, đảm bảo khả năng cách ly an toàn. Mạch logic có thể được thiết kế trên thiết bị CPLD EPM3064ALU44-10 đã nói lên khả năng ứng dụng thực tế của phương án điều khiển này. Việc ứng dụng bộ biến đổi DC-AC-AC trong hệ thống nghịch lưu cho kết quả tốt đã chứng minh tính đúng đắn của phương pháp điều chế này. Tuy nhiên, hệ thống thực nghiệm mới chỉ kiểm nghiệm được thuật toán chuyển VCCA 2015 Tài liệu tham khảo [1] Bùi Văn Huy(1) , Nguyễn Văn Liễn(2), Trần Trọng Minh(2), Vũ Hoàng Phương, Bộ biến đổi DC-AC-AC qua khâu trung gian tần số cao có khả năng trao đổi công suất hai chiều , Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ Điện tử - VCM-2014, (trang 136 -142) [2] Songquan Deng, Hong Mao, Joy Mazumdar, Issa Batarseh and Kazi Khairul Islam; A New Control Scheme for High-frequency Link Inverter Design; Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2003. APEC '03. Eighteenth Annual IEEE. [3] E.Koutroulis, J.Chatzakis, K.Kalaitzakis and N.C.Voulgaris; A bidirectional, sinusoidal, high-frequency inverter Design; IEE Proc.Electr. Power Appl., Vol. 148, No. 4, July 2001. [4] EhsanRezapour, Md. Tavakoli Bina, Amin Hajizadeh, Reactive Power Controller Design for Single- Phase Grid- Connected Photovoltaic Systems, International Journal of Emerging Science and Engineering (IJESE) ISSN: 2319– 6378, Volume-2, Issue-5, March 2014 [5] J. Benskiin', J. Bordonad, A. Gilabert2, G. Velasco3, “Synthesis and modulation of a single phase dc/ac converter with high-frequency isolation in photovoltaic energy applications” Power Electronics Specialist, PESC. 2003 IEEE 34th Annual Conferece on [6] Z. Idris, M. K. Hamzah, and M. F. Saidon, “Implementation of singlephase matrix converter as a direct ac-ac converter with commutation strategies,” in Conf. Rec. IEEE PESC 2006, pp. 2240–2246. [7] Trần Đình Thoại, “Nghiên cứu thiết kế bộ biến đổi DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao có khả năng trao đổi công suất hai chiều”, Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, 2015. [8] 2006 Fairchild Semiconductor Corporation, “FGA25N120ANTD 1200 V, 25 A NPT Trench IGBT” Data sheet www.fairchildsemi.com Bùi Văn Huy Sinh năm 1982. Anh tốt nghiệp Đại học Bách khoa HN năm 2005, thạc sĩ điều khiển và tự động hóa 2008. Hiện nay anh là giảng viên Trường Đại Học Thành Đô và đang là nghiên cứu sinh tại Bộ môn Tự Động 202 Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015 Hóa CN, Viện Điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Lĩnh vực và hướng nghiên cứu là Nghiên cứu điều khiển bộ biến đổi điện tử công suất trong các nguồn điện phân tán, điều khiển hệ thống năng lượng tái tạo. Nguyễn Văn Liễn sinh năm 1949, tại Việt Nam. Công tác tại bộ môn Tự động hóa công nghiệp, Viện điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Ông nhận bằng tiến sỹ năm 1986 tại Đại học Slovaque, chuyên ngành Điện tử công suất và truyền động điện. Hướng nghiên cứu hiện nay là Điều khiển truyền động điện và Điều khiển điện tử công suất. Trần Trọng Minh, sinh năm 1960, tại Việt Nam. Hiện Công tác tại bộ môn Tự động hóa công nghiệp, Viện Điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Ông nhận bằng Tiến sỹ ngành Tự động hóa năm 2008 tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Lĩnh vực nghiên cứu: Mô hình hóa và điều khiển các bộ biến đổi bán dẫn VCCA 2015 DOI: 10.15625/vap.2015.00029 công suất. Nghiên cứu các cấu trúc bộ biến đổi bán dẫn đáp ứng công suất lớn. Phát triển các ứng dụng của điện tử công suất trong điều khiển hệ thống điện, điều khiển hệ thống năng lượng tái tạo. Nghiên cứu các ứng dụng của điện tử công suất trong các dây chuyền, thiết bị công nghệ. Vũ Hoàng Phương sinh năm 1983, tại Việt Nam. Nhận bằng kỹ sư năm 2006, Thạc sỹ năm 2008 chuyên ngành Tự động hóa XNCN – khoa Điện -ĐHBKHN. Bảo vệ Tiến sĩ ngành Thiêt bị và hệ thống điều khiển tự động – ĐHBKHN năm 2014. Hiện nay đang công tác tại bộ môn TĐH công nghiệp ĐHBKHN. Lĩnh vực nghiên cứu: điều khiển điện tử công suất, ứng dụng điện tử công suất trong lưới điện thông minh,.. Trần Đình Thoại sinh năm 1992, tốt nghiệp ĐH Bách Khoa Hà Nội ngành Kĩ thuật Điều khiển và Tự động hóa vào tháng 6/2015. Từ tháng 9/2013 đến nay, học tập và nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa (ICEA-HUST). Các lĩnh vực nghiên cứu: Điều khiển điện tử công suất, Điều khiển truyền động điện. 203