Luận văn Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng phương pháp mờ - Thích nghi

Ngày nay, ñộng cơ ñiện ñồng bộ ñược sử dụng nhiều trong lĩnh vực ñiều khiển, trong công nghiệp vì nó có những ñặc ñiểm vượt trội nhưhiệu suất, Cos ϕcao, tốc ñộít phụthuộc vào ñiện áp. Tuy nhiên, việc ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ còn tương ñối khó khăn, do ñặc tính phi tuyến mạnh. Những khó khăn trong việc ứng dụng ñộng cơ ñồng bộchính là làm thếnào ñểcó thểdễdàng ñiều chỉnh tốc ñộ nhưviệc ñiều chỉnh ñộng cơmột chiều. Vì vậy, ý tưởng vềviệc biến ñổi máy ñiện xoay chiều thành máy ñiện một chiều trên phương diện ñiều khiển ñã ra ñời. Điều khiển vector sẽ cho phép ñiều khiển từ thông và moment hoàn toàn ñộc lập với nhau thông qua ñiều khiển giá trị tức thời của dòng hoặc giá trị tức thời của áp. Điều khiển vector cho phép tạo ra những phản ứng nhanh và chính xác của từ thông và moment trong quá trình quá ñộcũng nhưquá trình xác lập. Cũng nhưcác hệthống ñiều khiển khác, chất lượng các hệ ñiều khiển truyền ñộng ñiện phụthuộc rất nhiều vào chất lượng của các bộ ñiều khiển, ở ñó hệthống phải tạo ra ñược khảnăng thay ñổi tốc ñộ trơn, mịn với phạm vi ñiều chỉnh rộng, ñộchính xác của ñại lượng ñiều chỉnh ởchế ñộtĩnh cao ñểtạo nên vùng làm việc với sai sốnhỏ, hệlàm việc với bất cứquá trình quá ñộnào cũng phải ñạt ñược ñộ ổn ñịnh cao và hệ phải có khả năng ñáp ứng nhanh với yêu cầu ñiều chỉnh. Tất cảnhững ñiều này thực sự ñã ñặt ra những yêu cầu càng ngày càng khắt khe hơn cho các hệthống truyền ñộng.

pdf13 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 3867 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng phương pháp mờ - Thích nghi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHAN CƯỜNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU BẰNG PHƯƠNG PHÁP MỜ - THÍCH NGHI Chuyên ngành: Tự ñộng hóa Mã số: 60.52.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2012 2 Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN ANH DUY Phản biện 1: PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH Phản biện 2: TS. NGUYỄN ĐỨC THÀNH Luận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 9 tháng 6 năm 2012 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. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Ngày nay, ñộng cơ ñiện ñồng bộ ñược sử dụng nhiều trong lĩnh vực ñiều khiển, trong công nghiệp vì nó có những ñặc ñiểm vượt trội như hiệu suất, Cos ϕ cao, tốc ñộ ít phụ thuộc vào ñiện áp. Tuy nhiên, việc ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ còn tương ñối khó khăn, do ñặc tính phi tuyến mạnh. Những khó khăn trong việc ứng dụng ñộng cơ ñồng bộ chính là làm thế nào ñể có thể dễ dàng ñiều chỉnh tốc ñộ như việc ñiều chỉnh ñộng cơ một chiều. Vì vậy, ý tưởng về việc biến ñổi máy ñiện xoay chiều thành máy ñiện một chiều trên phương diện ñiều khiển ñã ra ñời. Điều khiển vector sẽ cho phép ñiều khiển từ thông và moment hoàn toàn ñộc lập với nhau thông qua ñiều khiển giá trị tức thời của dòng hoặc giá trị tức thời của áp. Điều khiển vector cho phép tạo ra những phản ứng nhanh và chính xác của từ thông và moment trong quá trình quá ñộ cũng như quá trình xác lập. Cũng như các hệ thống ñiều khiển khác, chất lượng các hệ ñiều khiển truyền ñộng ñiện phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các bộ ñiều khiển, ở ñó hệ thống phải tạo ra ñược khả năng thay ñổi tốc ñộ trơn, mịn với phạm vi ñiều chỉnh rộng, ñộ chính xác của ñại lượng ñiều chỉnh ở chế ñộ tĩnh cao ñể tạo nên vùng làm việc với sai số nhỏ, hệ làm việc với bất cứ quá trình quá ñộ nào cũng phải ñạt ñược ñộ ổn ñịnh cao và hệ phải có khả năng ñáp ứng nhanh với yêu cầu ñiều chỉnh. Tất cả những ñiều này thực sự ñã ñặt ra những yêu cầu càng ngày càng khắt khe hơn cho các hệ thống truyền ñộng. 2 Để giải quyết những vấn ñề trên, nhiều giải thuật ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ ñã ñược nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực truyền ñộng ñiện như: Phương pháp ñiều khiển vector (Điều khiển trực tiếp moment (Direct Torque Control- DTC), ñiều khiển tựa theo từ thông (Field Orientated Control- FOC)), phương pháp ñiều khiển vô hướng (Điều khiển V/f = hằng số ). Hiện nay, các phương pháp này ñang ñược ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực ñiều khiển hệ truyền ñộng ñộng cơ ñồng bộ. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu ñiểm, các phương pháp trên vẫn tồn tại những khuyết ñiểm như: - Với ñiều khiển V/f = hằng số, chỉ dùng cho hệ truyền ñộng có ñặc tính thấp. - Với phương pháp ñiều khiển trực tiếp moment, thì ñáp ứng tốc ñộ thấp, moment ñiều chỉnh không trơn. - Điều khiển tựa theo từ thông thì ở tốc ñộ trên danh ñịnh ñộng cơ bị mất ñồng bộ. Nhằm hạn chế những khuyết ñiểm trên và nâng cao chất lượng hệ truyền ñộng thì bài toán mờ thích nghi kết hợp với các phương pháp ñiều khiển thông thường trên ñang là một hướng nghiên cứu ñầy triển vọng trong lĩnh vực ñiều khiển truyền ñộng ñiện xoay chiều. Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực truyền ñộng ñiện xoay chiều, người nghiên cứu chọn ñề tài “ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ mam châm vĩnh cửu bằng phương pháp mờ - thích nghi” làm ñề tài cho luận văn Thạc sĩ. 3 2. Mục tiêu của ñề tài - Thiết kế các bộ ñiều khiển PI kinh ñiển ñể ñiều khiển tốc ñộ của ñộng cơ. - Ứng dụng phương pháp mờ có thích nghi ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ nam châm vĩnh cửu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu: Động cơ ñiện ñồng bộ nam châm vĩnh cửu xoay chiều ba pha  Phạm vi nghiên cứu: - Tìm hiểu các phương pháp ñiều khiển hệ truyền ñộng ñộng cơ ñồng bộ như: + Phương pháp ñiều khiển vô hướng (ñiều khiển V/f = hằng số ) + Phương pháp ñiều khiển vector: ▪ Điều khiển trực tiếp moment (Direct Torque Control - DTC) ▪ Phương pháp ñiều khiển tựa theo từ thông (Field Orientated Control - FOC) Trong ñó, Người nghiên cứu sử dụng phương pháp ñiều khiển tựa theo từ thông rotor làm hướng nghiên cứu chính. - Xây dựng mô hình ñiều khiển hệ truyền ñộng ñộng cơ ñồng bộ bằng phương pháp tựa theo từ thông rotor, sử dụng bộ ñiều khiển PI ñể ñiều khiển tốc ñộ của ñộng cơ. 4 - Sử dụng phương pháp mờ thích nghi ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ nam châm vĩnh cửu. 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu cấu trúc của truyền ñộng ñiện xoay chiều ba pha, qua ñó phân tích và thiết kế các bộ ñiều khiển. Xây dựng mô hình, mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink ñể kiểm chứng, ñánh giá và rút ra kết luận. 5. Ý nghĩa của ñề tài Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai quan tâm ñến phương pháp ñiều khiển ñộng cơ ñiện ñồng bộ xoay chiều ba pha nam châm vĩnh cửu cách thức thiết kế và mô hình hóa các bộ ñiều khiển mô phỏng trên Matlab/Simulink Với kết quả nghiên cứu của ñề tài có thể sẽ góp phần hoàn thiện một phương pháp ñiều khiển mới, khắc phục ñược một số nhược ñiểm của các phương pháp ñiều khiển kinh ñiển, từ ñó mở ra một tiềm năng áp dụng cài ñặt vào các thiết bị ñiều khiển trong thương mại, ñể giải quyết vấn ñề cấp bách hiện nay là nâng cao chất lượng ñiều khiển hệ truyền ñộng ñộng cơ ñiện ñồng bộ. Ngoài phần mở ñầu và kết luận, bản luận văn ñược chia thành 4 chương: Chương 1. Tổng quan về ñộng cơ ñồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) Chương 2. Một số phương pháp ñiều khiển trong truyền ñộng ñộng cơ xoay chiều ba pha 5 Chương 3. Giới thiệu về ñiều khiển mờ và ñiều khiển thích nghi theo mô hình mẫu MRACS Chương 4. Ứng dụng phương pháp mờ thích nghi ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ nam châm vĩnh cửu CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU 1.1. Giới thiệu về ñộng cơ PMSM1.2. Vector không gian của các ñại lượng ba pha 1.2. Vector không gian của các ñại lượng ba pha 1.2.1. Xây dựng vector không gian 1.2.2. Chuyển hệ tọa ñộ cho vector không gian 1.2.3. Biểu diễn các vector không gian trên hệ tọa ñộ từ thông rotor 1.3. Mô hình của ñộng cơ PMSM ba pha 1.3.1. Lý do xây dựng mô hình 1.3.2. Hệ phương trình cơ bản của ñộng cơ 1.3.3. Các tham số của ñộng cơ 1.3.4. Mô hình trạng thái của ñộng cơ trên hệ tọa ñộ rotor (dq) 6 Quan sát ñộng cơ PMSM cực lồi có khe từ ở vị trí giữa phiến (vị trí ñỉnh cực, vị trí trục d) bé hơn khe từ ở vị trí tiếp giáp giữa hai phiến (vị trí trục q) nên ñiện cảm stator trên hai trục d,q khác nhau - Phuơng trình từ thông ψsd = Lsdisd + ψp ψsq = Lsqisq Lsd ñiện cảm Stato ño ở vị trí dọc ñỉnh cực Lsq ñiện cảm Stato ño ở vị trí ngang cực Thay phương trình từ thông vào phương trình (1.15) và viết lại dưới dạng phương trình các phần tử ta thu ñược: sqsqs sd sdsdssd iLdt di LiRu ω−+= pssdsds sq sqsqssq iLdt di LiRu ψωω +++= Phương trình dòng ñiện sd sd sq sd sq ssd sd sd u L i L L i Tdt di 11 ++−= ω sq p ssq sq sq sq sd sq sd s sq L u L i T i L L dt di ψ ωω −+−−= 11 -Phương trình momen của ñộng cơ PMSM mM )(2 3 sqsqsqsdc iip ψψ += (1.19) (1.20) (1.21) 7 ])[( 2 3 )]([ 2 3 sqsdsqsqsdsd sd p c sqsdsqsdsqpc iiLiLi L p LLiiip −+= −+= ψ ψ (1.22) Từ các phương trình (1.21) và (1. 22) ta xây dựng mô hình ñộng cơ 8 CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 2.1. Thiết bị biến tần 2.1.1. Mô tả về cấu trúc bộ biến tần 2.1.2. Mô tả toán học bộ biến tần 2.2. Phương pháp ñiều chế ñộ rộng xung (PWM) 2.3. Phương pháp ñiều chế vector không gian (SVM) 2.4. Điều khiển tựa theo từ thông rotor trong truyền ñộng ñộng cơ PMSM 2.4.1. Điều kiện ñiều khiển moment tối ưu 2.4.2. Cơ sở của phương pháp tựa theo từ thông rotor 2.4.3. Cấu trúc truyền ñộng ñộng cơ PMSM tựa theo từ thông rotor 9 2.4.3.1. Sơ ñồ nguyên lý ñiều khiển tựa theo từ thông rotor 3∼ M 3 ∼ sje θ 3 2 k sje θ 0=∗sdi sdi∆ sqi∆ y y usd usq usα usβ isα isβ isu isv isd isq ω ĐCω ω∗ ω MTu ĐCi d CTĐ u ĐCVTK G ĐCĐB CTĐi ĐCi q ∗ sqi Máy ño tốc ñộ quay Khâu tích phân v u w sθ Hình 2.20 Cấu trúc truyền ñộng ñộng cơ ñồng bộ nuôi bởi biến tần nguồn áp và ñiều khiển tựa theo từ thông rotor 10 2.4.3.2. Nguyên lý ñiều khiển tựa theo từ thông rotor 2.4.3.3. Xây dựng thuật toán ñiều khiển 2.4.3.4. Tổng hợp bộ ñiều khiển tựa theo từ thông rotor hệ biến tần – ñộng cơ ñồng bộ ba pha sử dụng các khâu ñiều chỉnh tuyến tính theo luật PI - Tổng hợp bộ ñiều chỉnh tốc ñộ Mạch vòng ñiều khiển tốc ñộ: Đặt: 11 =K ; 2 3 2 pcpK Ψ = Hàm truyền hở : JssT KK sS i ).21( )( 210 += Bộ ñiều khiển tốc ñộ theo tiêu chuẩn tối ưu ñối xứng: 2 3 pcpΨ ω ω* 1 i Rω - ω sJ . 1 MC sTi21 1 + i* M Hình 2.22 Mạch vòng ñiều khiển tốc ñộ 11 sT K K s KK sTKK J TKK TJ sT J KK sTR i pw pw iw pw ii i i i ..8 . ..8 1 81 2 21 2 212 21 +=+= += + =ω CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ VÀ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI THEO MÔ HÌNH MẪU MRACS 3.1. Điều khiển mờ 3.1.1. Tổng quan về ñiều khiển mờ 3.1.2 Định nghĩa tập mờ 3.1.3. Mô hình mờ Mamdani 3.1.4. Một vài dạng hàm liên thuộc thường ñược sử dụng 3.1.5. Cấu trúc bộ ñiều khiển mờ 3.1.6. Tổng hợp bộ ñiều khiển mờ Đối với bộ ñiều khiển mờ theo mô hình Mamdani, thực hiện theo các bước sau: - Định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào/ra - Định nghĩa tập mờ (giá trị ngôn ngữ) cho các biến vào/ra: + Xác ñịnh miền giá trị vật lý cho các biến ngôn ngữ vào/ra + Xác ñịnh số lượng tập mờ cần thiết + Xác ñịnh kiểu hàm liên thuộc 12 + Rời rạc hoá các tập mờ - Xây dựng các luật ñiều khiển (các mệnh ñề hợp thành) - Chọn thiết bị hợp thành mờ (max-Min hay sum-Min,...) - Chọn phương pháp giải mờ - Tối ưu hệ thống 3.2. Điều khiển thích nghi theo mẫu 3.2.1 Giới thiệu chung. 3.2.2. Hệ thống thích nghi theo mô hình mẫu 3.2.3. Luật thích nghi. 3.2.3.1. Phương pháp ñộ nhạy (luật MIT). 3.2.3.2. Gradient và phương pháp bình phương bé nhất dựa trên tiêu chí ñánh giá hàm chi phí sai số. 3.2.3.3. Hàm Lyapunov 13 CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MỜ - THÍCH NGHI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU 4.1. Đặt vấn ñề: 4.2. Mô hình cơ bản của bộ ñiều khiển mờ thích nghi 4.3. Thiết kế bộ ñiều khiển mờ thích nghi 4.3.1. Thiết kế bộ ñiều khiển mờ 4.3.2. Đối với khâu chỉnh ñịnh mờ của bộ ñiều chỉnh tốc ñộ Rω 4.3.3. Đối với khâu chỉnh ñịnh mờ của bộ ñiều chỉnh dòng R22 4.4. Xây dựng cấu trúc các bộ ñiều khiển mờ 4.4.1. Xây dựng cấu trúc cho bộ ñiều khiển mờ Bộ chỉnh ñịnh mờ của Rω có hai ñầu vào là eω và dt deω và một ñầu ra là KPω với sơ ñồ cấu trúc như hình 4.2. Hình 4.2 Cấu trúc bộ ñiều chỉnh mờ chỉnh ñịnh KPω của Rω 14 Hàm thuộc tương ứng: Hình 4.3 Hàm thuộc bộ ñiều chỉnh mờ chỉnh ñịnh KPω của Rω 4.4.2. Xây dựng cấu trúc cho bộ ñiều khiển mờ chỉnh ñịnh Ki2 của R22 Bộ chỉnh ñịnh mờ có hai ñầu vào là eisq và dt deisq và một ñầu ra là Ki2 với sơ ñồ cấu trúc như hình 4.3. Hình 4.4 Cấu trúc bộ ñiều chỉnh mờ chỉnh ñịnh Ki2 của Rω Hàm thuộc tương ứng: 15 Hình 4.5 Hàm thuộc bộ ñiều chỉnh mờ chỉnh ñịnh Ki2 của Rω 4.5. Xây dựng luật ñiều khiển • Tổng hợp luật chỉnh ñịnh Kp. Bảng 4.2 Luật chỉnh ñịnh Kp dt tde )( AL AN K DN DL AL L L L L L AN NH NH NH TB L K NH TB K TB L DN L TB TB TB NH e(t) DL NH NH NH NH NH • Tổng hợp luật chỉnh ñịnh Ki. 16 Bảng 4.3 Luật chỉnh ñịnh Ki dt tde )( AL AN K DN DL AL L L K NH L AN TB NH NH TB L K NH TB K L NH DN TB L L TB TB e(t) DL NH NH K NH NH 4.6. Tổng hợp các khâu trong bộ ñiều khiển mờ 4.6.1. Bộ ñiều khiển mờ của Rω 4.6.2. Bộ ñiều khiển mờ của R22 4.7. Thiết kế cơ cấu thích nghi Cơ cấu thích nghi ñược thiết kế theo luật tiệm cận Gradient [8] K erme mGdt dK . .γ= Trong ñó, K hệ số khuyếch ñại ñầu ra của bộ ñiều khiển mờ γ : nói lên tốc ñộ hội tụ của thuật toán thích nghi, nó ñược lựa chọn và kiểm chứng quá kết quả mô phỏng rmrme ωω −= : sai lệch giữa tốc ñộ của mô hình và tốc ñộ ra của ñộng cơ re ωω −= * : sai lệch giữa tốc ñộ ñặt với tốc ñộ ra của ñộng cơ Gm: hàm truyền của mô hình mẫu 17 4.8. Kết quả mô phỏng trên Matlab/Simulink 4.8.1. Các sơ ñồ mô phỏng Các sơ ñồ mô phỏng như sau: Hình 4.8 Sơ ñồ mô phỏng ñiều khiển ñộng cơ bằng phương pháp mờ thích nghi Hình 4.9 Hàm truyền của mô hình mẫu 4.8.2. Các kết quả mô phỏng 4.8.2.1. Các kết quả mô phỏng với bộ ñiều khiển PI Để có cơ sở cho việc so sánh và thiết kế bộ ñiều khiển mờ thích nghi, ñề tài xây dựng bộ ñiều khiển PI trên mô hình ñộng cơ tựa theo từ thông rotor. Kết quả mô phỏng như sau: 18 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 time (s) M c ( N . m ) momen tai Hình 4.10 Đáp ứng mô men tải 0.1s ñóng tải= Mñm, 0.2s cắt tải 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -150 -100 -50 0 50 100 150 time (s) w * , w ( r a d / s ) toc do dat toc do thuc PI Hình 4.11 Đáp ứng tốc ñộ theo tải bộ ñiều khiển PI 19 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 time (s) M , M c ( N . m ) momen dong co theo tai PI mo men tai Hình 4.12 Đáp ứng mô men theo tải bộ ñiều khiển PI Nhận xét: - Đáp ứng tốc ñộ bám theo tốc ñộ ñặt khi mô mem tải thay ñổi - Thời gian quá ñộ 0.05s - Lượng quá ñiều chỉnh ñáp ứng tốc ñộ khá lớn (lớn nhất 2.2%) trong quá trình thay ñổi mô men tải (Mc=Mñm). - Khi ñảo chiều ñộng cơ: ñáp ứng tốc ñộ mất 0.05s mới bám sát tốc ñộ ñặt 4.8.2.2. Các kết quả mô phỏng với bộ ñiều khiển mờ 20 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -150 -100 -50 0 50 100 150 time (s) w * , w ( r a d / s ) toc do dat toc do thuc FLC-PI Hình 4.13 Đáp ứng tốc ñộ theo tải bộ ñiều khiển mờ 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -30 -20 -10 0 10 20 30 time (s) M , M c ( N . m ) mo men dong co FC-PI mo men tai FLC-PI Hình 4.14 Đáp ứng mô men theo tải bộ ñiều khiển mờ 21 Nhận xét: - Với thiết kế bộ FC-PI cho ñáp ứng tốc ñộ bám theo tốc ñộ ñặt khi mô mem tải thay ñổi - Thời gian quá ñộ giảm xuống chỉ còn 0.024s - Giảm ñộ dao ñộng lớn nhất khi mô mem tải thay ñổi (Mc=Mñm) xuống còn 2,02% thay vì 2.2% như bộ ñiều khiển PI . - Khi ñảo chiều ñộng cơ: ñáp ứng tốc ñộ sau 0.024s thi bám tốc ñộ ñặt trong khi bộ ñk PI là 0.05s 4.8.2.3. Các kết quả mô phỏng với bộ ñiều khiển mờ thích nghi 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -150 -100 -50 0 50 100 150 time (s) w * , w ( r a d / s ) toc do dat toc do thuc MRAFC Hình 4.15 Đáp ứng tốc ñộ theo tải bộ ñiều khiển mờ thich nghi 22 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 -150 -100 -50 0 50 100 150 time (s) w * , w ( r a d / s ) toc do dat toc do thuc Hình 4.16 So sánh ñáp ứng tốc ñộ giữa các bộ ñiều khiển mờ thích nghi, mờ và PI 0.0995 0.1 0.1005 0.101 0.1015 0.102 0.1025 0.103 97.5 98 98.5 99 99.5 100 100.5 101 time (s) w * , w ( r a d / s ) toc do dat toc do thuc Hình 4.17 Phóng to khi ñóng tải của ba bộ ñiều khiển PI MRAFC PI MRAFC Mờ 23 Bảng so sánh giữa ba bộ ñiều khiển: Bảng 4.5 So sánh các bộ ñiều khiển Bộ ñiều khiển Tq(s) POT(%) khi Mc=Mñm Tñc(s) PI 0.05 2.2% 0.05 Mờ 0.024 2.02% 0.024 Mờ thích nghi 0.024 1.5% 0.024 Các kết quả mô phỏng cho thấy thời gian quá ñộ của bộ PI lớn hơn của bộ mờ và mờ thích nghi. Hai bộ ñiều khiển Mờ và mờ thích nghi có thời gian quá ñộ gần giống nhau. Khi ñảo chiều ñộng cơ thì thời gian ñể tiến tới tốc ñộ ñặt gần giống nhau. Khi có mô men tải tác ñộng (Mc = Mñm): Bộ ñiều khiển PI có lượng quá ñiều chỉnh lớn hơn bộ ñiều khiển mờ và mờ thích nghi 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ • Luận văn ñã thực hiện ñược: - Tìm hiểu một số phương pháp ñiều khiển ñộng cơ ñiện xoay chiều 3 pha. - Tìm hiểu mô hình ñộng cơ ñồng bộ nam châm vĩnh cửu và xây dựng mô hình ñộng cơ trên hệ tọa ñộ dq. - Xây dựn bộ ñiều khiển PI mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink - Xây dựng phương pháp mờ chỉnh ñịnh tham số Kp của bộ PI - Xây dựng và mô phỏng phương pháp mờ thích nghi ñiều khiển ñộng cơ ñồng bộ kích thích vĩnh cửu cho ñáp ứng tốt. • Đề xuất hướng phát triển: - Đề tài mới chỉ ñưa ra cách giải quyết vấn ñề trên cơ sở lý thuyết và thử nghiệm bằng mô hình mô phỏng, do vậy khi triển khai trong thực tiễn chắc chắn sẽ còn nhiều vấn ñề phải quan tâm. - Phương pháp mờ thích nghi rất khó trong việc phân tích kết quả ñiều khiển vì tính phi tuyến và sự thay ñổi liên tục theo thời gian của hệ thống. Xây dưng bộ ñiều khiển mờ nơ ron là một hướng ñi khác cho ñề tài.
Luận văn liên quan