Tài liệu Ứng dụng điều khiển mờ trong điều khiển động cơ điện không đồng bộ ba pha

-1- BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG -2- Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đoàn Quang Vinh NGUYỄN THẾ PHÚ Phản biện 1 :……………………………………. Phản biện 2 :……………………………………. ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Chuyên ngành: Tự ñộng hóa Mã số: 60.52.60 Luận văn sẽ ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 07 tháng 05 năm 2011. TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Có thể tìm hiểu luận văn tại : - Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng – Năm 2011 -3- -4- MỞ ĐẦU - Xây dựng mô hình và mô phỏng trên Matlab-Simulink. 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của ñề tài Hiện nay trong các hệ truyền ñộng hiện ñại, ñộng cơ ñiện không ñồng bộ ( ĐCKĐB ) ñang ñược sử rộng rãi. Nguyên lý của ñiều khiển tựa theo từ trường là phương pháp ñược áp dụng nhiều nhất trong các sản phẩm thương mại. Bản chất của ĐCKĐB là một ñối tượng mang ñặc ñiểm phi tuyến cả về cấu trúc lẫn tham số nên trong nhiều trường hợp vẫn có 4. Các nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ñối tượng ĐCKĐB Rotor lồng sóc, mô hình ñộng cơ KĐB Rotor lồng sóc trên hệ tọa ñộ dq. - Nghiên cứu biến tần và các phương pháp ñiều khiển biến tần. - Nghiên cứu cấu trúc của hệ truyền ñộng ñiện xoay chiều 3 pha ñiều khiển tựa theo từ thông rotor . - Nghiên cứu về ñiều khiển PID, ñiều khiển mờ và áp dụng ñiều những vấn ñề nảy sinh (ví dụ như khi ñiện trở rotor thay ñổi theo khiển mờ vào việc chỉnh ñịnh các tham số bộ ñiều chỉnh PID. nhiệt ñộ) thì việc sử dụng bộ ñiều chỉnh PID kinh ñiển sẽ không cho 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu kết quả tốt. Điều khiển mờ ñược sử dụng trong ñiều khiển ñộng cơ không ñồng bộ ñược cho là giải pháp phù hợp hơn. Đề tài “Ứng dụng ñiều khiển mờ trong ñiều khiển ñộng cơ ñiện - Đối tượng nghiên cứu là ñộng cơ không ñồng bộ rotor lồng sóc sử dụng biến tần ñiều khiển theo nguyên tắc ñiều chế vector không gian. không ñồng bộ ” nhằm chỉnh ñịnh các tham số của bộ ñiều chỉnh PID - Phạm vi nghiên cứu là áp dụng ñiều khiển mờ vào việc chỉnh kinh ñiển mỗi khi tham số ñiện trở rotor của ñộng cơ thay ñổi, góp ñịnh tham số PID trong cấu trúc ñiều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc phần giải quyết ñược vấn ñề phức tạp trong cấu trúc truyền ñộng phi trong trường hợp ñiện trở rotor thay ñổi. tuyến của ĐCKĐB. 6. Phương pháp nghiên cứu 2. Ý nghĩa của ñề tài Hướng nghiên cứu về ứng dụng ñiều khiển mờ trong ñiều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc là phương pháp ñiều khiển mới, khắc phục - Nghiên cứu lý thuyết. - Xây dựng mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink. - Trên cơ sở các kết quả rút ra các kết luận. một vài nhược ñiểm của hệ thống thiết kế theo các phương pháp 7. Cấu trúc luận văn tuyến tính kinh ñiển. Phương pháp ñiều khiển mờ các tham số PID là Mở ñầu phương pháp thiết kế bộ ñiều chỉnh có khả năng thay ñổi ñược các Chương 1: Mô hình hóa ñộng cơ KĐB và biến tần thông số ñiều chỉnh PID, từ ñó giúp hệ thống ổn ñịnh trước sự thay Chương 2: Điều khiển hệ thống dùng các bộ ñiều chỉnh PID ñổi của các tham số trong ñộng cơ. Chương 3: Giới thiệu về ñiều khiển mờ 3. Các mục tiêu của ñề tài Chương 4: Điều khiển logic mờ PID ñộng cơ không ñồng bộ - Nghiên cứu ứng dụng ñiều khiển mờ vào việc chỉnh ñịnh các tham số bộ ñiều chỉnh PID trong trường hợp ñiện trở rotor thay ñổi. Kết luận -5- -6- CHƯƠNG 1 MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ BIẾN TẦN 1.1. Mô hình hóa ñộng cơ không ñồng bộ 1.1.1. Mô hình ñiện cơ của ĐCKĐB trên hệ tọa ñộ αβ: MC us Mô tả ñộng cơ không ñồng bộ 1 σLs Tσ isα 1+pT 1-σ σTr 1.1.2. Phép chuyển vị tuyến tính không gian vector và hệ - 1 ψ'rα 1+pTr 3pcLm 2Lr - M pc ω pJ Tr phương trình cơ bản của ĐCKĐB trong không gian vector 1.1.2.1. Phép chuyển vị tuyến tính không gian vectơ: 1.1.2.2. Hệ phương trình cơ bản của ñộng cơ trong không - gian vector 1.1.3 Mô hình ñộng cơ trên hệ tọa ñộ αβ usβ Hệ phương trình mô tả ñộng cơ không ñồng bộ trên hệ toạ ñộ αβ: 1 σLs 1-σ σTr Tσ 1+pT isβ 1-σ σLm 1 1+pTr ψ'rβ Hình 1.7 Mô hình ñộng cơ trên hệ toạ ñộ cố ñịnh αβ 3 L2 M = . pc . m (ψ r' α isβ −ψ r' β isα ) 2 Lr (1-17) thông rotor dq (p+ 1 1− σ 1−σ 1 ψ 'rα + )isα = u ωψ 'rβ + σTr Tσ σ σLs sα (p+ 1 1−σ 1−σ 1 )isβ = − u ψ 'rβ + ωψ 'rα + Tσ σTr σLs sβ σ (1 + Tr p)ψ 'rα = isα − Trωψ 'rβ (1 + Tr p)ψ 'rβ = isβ + Trωψ 'rα 1.1.4. Phương trình trạng thái trên hệ tọa ñộ tựa theo từ (1-18) Hệ phương trình mô tả ñộng cơ không ñồng bộ trên hệ toạ ñộ dq: 1 1−σ 1−σ 1 ψ ' rq + ( + p )i sd = ω s i sq + ψ ' rd + u σ σ L s sd σ Tr Tσ ( 1 1−σ 1 ωψ ' rd + + p )i sq = −ω s i sd − u sq σ σL s Tσ (1 + Tr p )ψ ' rd = i sd (1-23) 1 i sq Tr ωr = ψ ' rd M = L2 3 . p c . m ψ ' rd i sq 2 Lr (1-24) -7- -8- Mô hình ñiện cơ của ĐCKĐB trên hệ tọa ñộ dq: Hình 1.10. - Hệ số công suất ñịnh mức cosϕñm = 0.83 MC usd usα Tσ isd 1 ψ'r 1+pT 1+pT 1 σLs 1 Tr e-j θs Tr 3pcL 2Lr M - Dòng ñiện ñịnh mức Isñm = 17.5 (A) pc ω pJ - Điện trở stator Rsñm = 0.9 (Ω) - Điện kháng stator Xs = 0.663 (Ω) - Dòng ñiện rotor Irñm = 13.6 (A) 1-σ σ - Điện trở rotor Rr = 0.86 (Ω) - Điện kháng rotor Xr = 0.75 (Ω) ω - Mômen quán tính J = 0.212 (kg.m2) ωr usq usβ θs 1 σLs - - : Tσ 1+pT isq - Số ñôi cực từ Pc =3. ωs 1 p 1.1.5. Tính phi tuyến của mô hình ĐCKĐB • Cấu trúc phi tuyến: Do sự phụ thuộc vào ωs. • Tham số phi tuyến: Do ñiện cảm phụ thuộctừ thông rotor, ñiện trở rotor thay ñổi theo nhiệt ñộ... Ngoài ra ĐCKĐB còn có ñặc ñiểm phi tuyến rác: Cấu trúc mạch từ của ñộng cơ không liên tục, hiệu ứng mặt ngoài, dòng ñiện Fucô…. 1.1.6. Tại thời ñiểm ban ñầu khi mở máy ñộng cơ Mc = 0, sau thời gian t = 0,5 (s) momen tải Mc tăng lên bằng momen ñịnh mức của ñộng cơ: Mc = Mñm = 77 (N.m) Hình 1.10 Mô hình ñộng cơ trên hệ tọa ñộ quay dq • • Mô phỏng ñộng cơ không ñồng bộ • Nguồn xoay chiều ba pha ñối xứng có Up = 220V, f = 50 Hz. • Động cơ KĐB ba pha với các thông số ñịnh mức: - Công suất ñịnh mức Pñm = 7500 (W) - Tốc ñộ ñịnh mức nñm = 930 (vòng/phút) - Điện áp ñịnh mức Uñm =380 (V) - Tần số ñịnh mức fñm = 50 (Hz) a. Mô phỏng ñộng cơ trên hệ tọa ñộ alpha – beta: - 10 - -9* Kết quả mô phỏng: 100 dap ung toc do theo tai 50 0 w (rad/s) w (rad/s) * Kết quả mô phỏng: 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) 0.7 0.8 0.9 0.5 Fir (Wb) Fir (Wb) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) 0.7 0.8 0.9 1 1.5 1 dap ung tu thong theo tai 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) 0.7 0.8 0.9 1 dap ung tu thong theo tai 0.5 0 1 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) 0.7 0.8 0.9 1 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) b. Mô phỏng ñộng cơ trên hệ tọa ñộ dq: 0.7 0.8 0.9 M (N.m) M (N.m) dap ung momen theo tai 0 dap ung toc do theo tai 50 0 1 1.5 0 100 1 dap ung momen theo tai 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time (s) 0.7 0.8 0.9 * Nhận xét các kết quả mô phỏng: Từ các kết quả mô phỏng trên, tác giả nhận xét rằng cả hai mô hình xây dựng trên các hệ tọa ñộ αβ và dq có cùng kết quả mô phỏng với mô hình ñộng cơ có trong thư viện Simpower Systems.. 1.2. Thiết bị biến tần và các phương pháp ñiều khiển biến tần 1.2.1. Mô tả về cấu trúc bộ biến tần 1.2.1.1. Biến tần trực tiếp 1.2.1.2. Biến tần gián tiếp 1.2.2. Mô tả toán học bộ biến tần 1.2.3 Các phương pháp ñiều khiển biến tần 1.2.3.1. Phương pháp ñiều chế ñộ rộng xung PWM 1.2.3.2. Phương pháp ñiều chế vector không gian (SVM) 1 - 11 - - 12 - CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 2.1. Xây dựng cấu trúc ñiều khiển hệ biến tần – ĐCKĐB RΨ DTT Ψ*rd RI i*sd 4 usd 1 1 - Ψrd ω i*sq 8 Rω M ω* * usα + UDC ta tb tc 2 7 - - - Hàm chuẩn tối ưu ñối xứng: = 1 3~ Fch = a b c 2.2.3. θ 1 0 - Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn tối ưu môñun: 1 Fch = 2 1 + 2Tc p + 2Tc p 2 Điều chế vector usβ dq usq - Km ω αβ - 6 isd MHTT Ψrd αβ isq dq isα isβ ω Đo tốc ñộ quay M R11 = Ls Ls 1 1 1 .Ls .(1 + )= + pTs 2.Ti .K nl .K i 2.Ti .K nl 2.Ti .K nl .Ts p R22 = Lnm Lnm 1 1 1 .Lnm .(1 + )= + pTnm 2.Ti .K nl .K i 2.Ti .K nl 2.Ti .K nl .Tnm p R12 = Ls .ω s 2.Ti .K nl R21 = Lnm .ω s 2.Ti .K nl Hình 2.2 Cấu trúc ñiều khiển tựa theo từ thông rotor 2.2. Tổng hợp các bộ ñiều chỉnh tuyến tính 2.2.1. Tuyến tính hóa mô hình ĐCKĐB 1 / Rs 1 + Ts p Usd isd Lm 1 + Tr p Ψrd x Mc M - Tổng hợp các bộ ñiều chỉnh PID trực tiếp isb isc 2 1 + 4Tc p 2 3 1 + 4Tc p + 8Tc p 2 + 8Tc p 3 2.2.3.1. Tổng hợp hai bộ ñiều chỉnh dòng ñiện tách kênh isa 3 5 9 3 Các tiêu chuẩn tổng hợp bộ ñiều chỉnh PID 2.2.2. pc Jp ω esd x 2.2.3.2. Tổng hợp bộ ñiều chỉnh từ thông 3 Lm p c 2 Lr Ls RΨ = ωs x esq Usq er Lnm - 1 / Rnm 1 + Tnm p ωr isq Hình 2.5 Mô hình gần ñúng của ĐCKĐB trong hệ tọa ñộ dq. 1 + Tr p Tr 1 = + 2 K Ψ LmTs p 2 K Ψ LmTs 2 K Ψ LmTs p 2.2.3.3. Tổng hợp bộ ñiều chỉnh tốc ñộ Rω = 1 + 8Ti p 2J J = + 1 K1 K 2 4 K 1 K 2Ti p 4 K 1 K 2 Ti p J - 14 - - 13 - • Tải của ñộng cơ có momen cản Mc thay ñổi như sau: Tại 2.3. Mô phỏng hệ thống dùng Matlab – Simulink * Sơ ñồ cấu trúc hệ thống trên Simulink: thời ñiểm ban ñầu khi mở máy ñộng cơ Mc = 0, sau thời gian t = 2 (s) momen tải Mc tăng lên bằng momen ñịnh mức của ñộng cơ: Mc = Mñm = 77 (N.m) • Giá trị ñặt cho bộ ñiều chỉnh từ thông: 0.8924 (wb). • Giá trị ñặt cho bộ ñiều chỉnh tốc ñộ: 97.3894 (rad/s) * Kết quả mô phỏng khi Rr = 0.86 (Omh) như sau: - Tốc ñộ quay rotor: DAP UNG TOC DO DONG CO THEO TAI 120 100 toc do dat toc do thuc Động cơ KĐB ba pha với các thông số ñịnh mức: 60 40 - Công suất ñịnh mức Pñm = 7500 (W) 20 - Tốc ñộ ñịnh mức nñm = 930 (vòng/phút) - Điện áp ñịnh mức Uñm =380 (V) - Tần số ñịnh mức fñm = 50 (Hz) 0 0 300 - Dòng ñiện stator ñịnh mức Isñm = 17.5 (A) 250 - Dòng ñiện không tải Is0m = 11.8 (A) 200 - Điện kháng stator Xs = 0.663 (Ω) - Dòng ñiện rotor Irñm = 13.6 (A) - Điện trở rotor Rr = 0.86 (Ω) - Điện kháng rotor Xr = 0.75 (Ω) - Mômen quán tính J = 0.212 (kg.m2) - Số ñôi cực từ Pc =3. 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 DAP UNG MOMEN DONG CO THEO TAI - Hệ số công suất ñịnh mức cosϕñm = 0.83 - Điện trở stator Rs = 0.9 (Ω) 0.5 - Momen quay: M(N .m ) • w *, w(rad/s) 80 150 momen dong co theo tai 100 50 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 - 15 - - 16 - - Từ thông: - Từ thông DAP UNG TU THONG ROTOR THEO TAI 1 DAP UNG TU THONG ROTOR THEO TAI 1 0.9 0.9 tu thong dat tu thong thuc 0.8 tu thong dat tu thong thuc 0.8 0.7 Fir*, Fir(w b) Fir*, Fir(w b) 0.7 0.6 0.5 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 * Kết quả mô phỏng khi ñiện trở rotor thay ñổi: R’r = 1.5*Rr 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 Từ các kết quả mô phỏng trên ta thấy rằng, trong cấu trúc ñiều khiển tựa theo từ thông rotor hệ biến tần – ñộng cơ không ñồng DAP UNG TOC DO DONG CO THEO TAI 120 bộ ba pha sử dụng các khâu ñiều chỉnh tuyến tính theo luật PI, khi 100 ñiện trở mạch rotor thay ñổi sẽ dẫn ñến ñáp ứng các thông số hệ toc do dat toc do thuc 80 w *, w(rad/s) 0.5 2.4. Nhận xét kết quả mô phỏng - Tốc ñộ quay rotor thống như tốc ñộ, từ thông, momen cũng sẽ có sự thay ñổi, mà cụ thể 60 là ñặc tính quá ñộ các thông số này không tốt. Hơn nữa, tốc ñộ ñộng 40 cơ dễ mất ổn ñịnh hơn khi có sự thay ñổi của tải, không ñảm bảo chất lượng ñiều khiển. Điều này phản ánh rằng các khâu ñiều chỉnh PI chỉ 20 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 thích hợp khi các tham số ñộng cơ là hằng. Thực tế, khi ñộng cơ vận 3 hành, các tham số ñộng cơ cũng sẽ thay ñổi nên các khâu ñiều chỉnh - Momen quay: PI sẽ không còn phù hợp nữa, mà cần có một giải pháp ñiều chỉnh DAP UNG MOMEN DONG CO THEO TAI 300 khác mang lại chất lượng và hiệu quả hơn. 250 200 M(N .m ) 0 150 momen dong co theo tai 100 50 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 - 17 - - 18 - CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐIỀU KHIỂN LOGIC MỜ PID ĐCKĐB 3.1. Tổng quan về ñiều khiển mờ 4.1. Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống có ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh 3.1.1. Định nghĩa tập mờ tham số PI 3.1.2. Một vài dạng hàm liên thuộc thường ñược sử dụng BỘ CHỈNH ĐỊNH MỜ 3.1.3 Mô hình mờ Mamdani. Đầu vào X Khối mờ hóa (fuzzifiers) Đầu ra Y Khối giải mờ Khối hợp thành de dt x Luật ñiều khiển µ Giao diện ñầu vào Thiết bị hợp thành B’ Giao diện ñầu ra d dt Ψ*rd u e Bộ ñiều khiển u Đối tượng ñiều khiển KpΨ - Thiết bị ño lường y 3.3. Tổng hợp bộ ñiều khiển mờ RΨ d dt i*sq Ki2 RI isd isq a b c d dt - αβ dq + UDC ta tb = tc 3 ~ αβ usβ dq θs MHTT ω usα usd usq - ω* Hình 3.8 Cấu trúc của bộ ñiều khiển mờ cơ bản Điều chế vector i*sd Ψrd x y ĐỐI TƯỢNG Hình 4.1 Sơ ñồ cấu trúc của bộ ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh PI Các tham số của bộ ñiều chỉnh cần chỉnh ñịnh mờ gồm: KpΨ, KPω, Kiω, Ki2. 3.2. Cấu trúc bộ ñiều khiển mờ e u BỘ ĐIỀU KHIỂN PI e Khối luật mờ Hình 3.1 Sơ ñồ khối chức năng của bộ ñiều khiển mờ. THIẾT BỊ CHỈNH ĐỊNH isα isβ isa 3 2 isb isc Kpω Rω ω Đo tốc ñộ quay Hình 4.2 Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống sử dụng các khâu chỉnh M - 19 - - 20 - 4.2. Xác ñịnh các tín hiệu vào/ra của khâu chỉnh ñịnh mờ 4.2.1. Đối với khâu chỉnh ñịnh mờ của bộ ñiều chỉnh từ thông RΨ 4.3. Xây dựng cấu trúc các bộ ñiều khiển mờ 4.3.1 Xây dựng cấu trúc cho bộ ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh tham số KpΨ của RΨ + Tín hiệu ñầu vào: Đầu vào thứ nhất là sai lệch từ thông eΨ, ñầu vào thứ hai là tốc ñộ biến thiên sai lệch từ thông. 4.3.2. Xây dựng cấu trúc cho bộ ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh tham số KPω của Rω 4.3.3. Xây dựng cấu trúc cho bộ ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh + Tín hiệu ñầu ra: Là hệ số chỉnh ñịnh của KpΨ. 4.2.2. Đối với khâu chỉnh ñịnh mờ của bộ ñiều chỉnh tốc ñộ Rω + Tín hiệu ñầu vào: Đầu vào thứ nhất là sai lệch tốc ñộ eω, tham số Ki2 của R22 4.4. Xây dựng luật chỉnh ñịnh mờ các tham số PI • ñầu vào thứ hai là tốc ñộ biến thiên của sai lệch tốc ñộ. Tổng hợp luật chỉnh ñịnh Kp. + Tín hiệu ñầu ra: Là hệ số chỉnh ñịnh của Kpω. de(t ) dt 4.2.3. Đối với khâu chỉnh ñịnh mờ của bộ ñiều chỉnh dòng R22 + Tín hiệu ñầu vào: Đầu vào thứ nhất là sai lệch dòng eisq, ñầu vào thứ hai là tốc ñộ biến thiên theo của sai lệch dòng. + Tín hiệu ñầu ra: Là hệ số chỉnh ñịnh của Ki2 TT 1. e(t) Tín hiệu vào/ra eΨ Miền giá trị -0.9 0.9 2. deΨ/dt -0.1 0.1 3. KpΨ 0 70 4. eω -100 100 5. deω/dt -10 10 6. Kpω 0 400 7. eisq -20 20 8. deisq/dt -2 2 9. Ki2 0 4.5 • AL AN K DN DL AL L L L L L AN NH NH NH TB L K L TB K TB L DN L TB TB TB NH DL L L L L L Tổng hợp luật chỉnh ñịnh Ki. de(t ) dt e(t) AL AN K DN DL AL L L L L L AN TB NH NH TB L K L TB K L NH DN TB L L TB TB DL L L L L L - 22 - - 21 Tổng hợp các khâu trong bộ ñiều khiển mờ 4.5.1. Bộ ñiều khiển mờ của RΨ 1.4. Mô phỏng hệ thống dùng Matlab – Simulink * Sơ ñồ cấu trúc trên Simulink: Hình 4.6 Bộ ñiều khiển RΨ sau khi chỉnh ñịnh mờ 4.5.2. Bộ ñiều khiển mờ của Rω - Các thông số của ñộng cơ, tải và giá trị ñặt của tốc ñộ, từ thông rotor giống như hệ thống ñiều khiển dùng các bộ ñiều chỉnh PI. * Kết quả mô phỏng khi Rr = 0.86 (Omh) - Tốc ñộ quay rotor: DAP UNG TOC DO DONG CO THEO TAI 120 Hình 4.7 Bộ ñiều khiển Rω sau khi chỉnh ñịnh mờ 4.5.3 Bộ ñiều khiển mờ của R22 100 toc do dat toc do thuc 80 w *, w(rad/s) 1.3. 60 Thời ñiểm ñưa tải vào 40 20 0 Hình 4.8 Bộ ñiều khiển R22 sau khi chỉnh ñịnh mờ 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 - 23 - - 24 - - Momen quay: - Momen quay: DAP UNG MOMEN DONG CO THEO TAI DAP UNG MOMEN DONG CO THEO TAI 300 300 250 250 200 150 M(N .m ) M(N .m ) 200 momen dong co theo tai momen dong co theo tai 150 100 100 50 50 0 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 0 3 - Từ thông: 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 - Từ thông: DAP UNG TU THONG ROTOR THEO TAI 1 DAP UNG TU THONG ROTOR THEO TAI 1 0.9 0.9 tu thong dat tu thong thuc 0.8 tu thong dat tu thong thuc 0.8 0.7 Fir*, Fir (wb) Fir*, Fir (w b) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 0 0.5 1 * Kết quả mô phỏng khi ñiện trở rotor thay ñổi: R’r = 1.5 Rr 1.5 time (s) 2 2.5 3 4.4. Nhận xét kết quả mô phỏng - Tốc ñộ quay rotor DAP UNG TOC DO DONG CO THEO TAI 120 Từ các kết quả mô phỏng chương 2 và chương 4, tác giả lập bảng so sánh các ñặc tính làm việc của các thông số ñộng cơ ñể làm cơ sở 100 toc do dat toc do thuc w *, w(rad/s) 80 ñánh giá chất lượng của hệ thống ñiều khiển như sau: Thời ñiểm ñưa tải vào 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 - 26 - - 25 HT dùng PI Các chỉ tiêu ñánh giá Thời gian quá ñộ (tốc ñộ, momen, từ thông) Độ quá ñiều chỉnh (tốc ñộ, từ thông) Sai lệch tĩnh (tốc ñộ, từ thông) Khi Rr = 0.86 Ω Khi Rr = 1.5*0.86 Ω HT dùng mờ PI Khi Rr = 0.86 Ω Khi Rr = 1.5*0.86 Ω KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận - Luận văn ñã giải quyết khá thành công việc ứng dụng logic mờ trong việc chỉnh ñịnh các tham số của các bộ ñiều chỉnh PI, qua ñó ñã mở ra một hướng ñi mới trong việc ñiều khiển hệ truyền ñộng biến 0.45s 0.5s 0.45s 0.45s tần - ñộng cơ không ñồng bộ. Hệ truyền ñộng ñiều khiển “tựa theo từ thông rotor” với phương pháp tuyến tính hóa, cấu trúc thu ñược ñã ≈0 0 ≈0 0 ñảm bảo tách kênh trực tiếp hai thành phần ñiều khiển là thành phần tạo từ thông và thành phần tạo mômen. 0 0 0 0 - Để ñiều khiển hệ biến tần - ñộng cơ không ñồng bộ, luận văn ñã sử dụng hai phương pháp ñiều khiển là sử dụng các bộ ñiều khiển PI kinh ñiển và sử dụng ñiều khiển logic mờ ñể chỉnh ñịnh các tham số Dao ñộng tốc ñộ theo tải nhiều Dao ñộng từ thông theo tải Không có nhiều ít ít ít Không có Không có PI khi ñiện trở rotor thay ñổi trong quá trình ñộng cơ vận hành, mô phỏng ñược tiến hành dựa trên phần mềm Matlab/Simulink. Kết quả Từ bảng so sánh trên, thấy rằng: Trong cấu trúc ñiều khiển tựa theo từ thông rotor hệ biến tần – ñộng cơ không ñồng bộ ba pha sử ñã cho thấy phương pháp sử dụng ñiều khiển mờ cho ñáp ứng tốt hơn, là một hướng ñi ñầy triển vọng, có thể áp dụng phương pháp này trong trong thực tiễn công nghiệp. 2. Kiến nghị dụng các bộ ñiều khiển mờ ñể chỉnh ñịnh các tham số PI khi ñiện trở - Đề tài mới chỉ ñưa ra cách giải quyết vấn ñề trên cơ sở lý thuyết mạch rotor thay ñổi sẽ dẫn ñến ñáp ứng các thông số hệ thống như và thử nghiệm bằng mô hình mô phỏng, do vậy khi triển khai trong tốc ñộ, từ thông, momen hầu như không ñổi và các ñặc tính quá ñộ thực tiễn chắc chắn sẽ còn nhiều vấn ñề phải quan tâm. các thông số này tốt tốt hơn hẳn so với khi dùng các bộ ñiều chỉnh PI - Đề tài cũng mới chỉ dừng lại ở việc chỉnh ñịnh mờ theo tham số kinh ñiển. Điều này phản ánh rằng giải pháp ñiều chỉnh ñịnh PI thông phi tuyến là ñiện trở rotor, còn các tham số phi tuyến khác của ñộng qua ñiều khiển mờ ñã mang lại chất lượng và hiệu quả tốt hơn. cơ như ñiện cảm, ảnh hưởng của dòng ñiện fucô, ... thì chưa thể áp dụng ñiều khiển mờ ñược, ñó cũng là một trong những hướng phát triển trong tương lai của ñề tài. - Nghiên cứu ứng dụng Neural – Fuzzy, lọc Kalman mở rộng ñể ước lượng online ñiện trở Rr và hiệu chỉnh ñược các tham số PI.