thiết kế xấp xỉ liên tục khâu điều chỉnh vị trí động cơ dc servo harmonic rh 11d-6001

- Tiêu chuẩn diện tích tuyến tính - Tiêu chuẩn diện tích bình phương : - Tiêu chuẩn trị tuyệt đối của diện tích : - Tiêu chuẩn trị tuyệt đối của diện tích có trọng số t: - Tiêu chuẩn diệ

Chương 1 Giới thiệu về động cơ DC Servo Harmonic RH 11D-6001

và điều khiển số 1.1 Giớ thiệu động cơ DC Servo Harmonic RH 11D-6001.

Động cơ DC servo Harmonic RH8D-3006 là động cơ do hãng Harmonic chế tạo với các thông số như sau:

Kt=3.3

Ke=0.5

J=0.38

Bf=1.7*10^-2

Ra=20

La=1.6

Ta=0.34*10^-3

Mdm=2

ndm=30

Mcdm=2.3

Động cơ được sử dụng ở nơi có yêu cầu truyền động chính xác, mômen xoắn cao, kích thước nhỏ gọn như robot công công nghiệp và các ứng dụng tự động hóa

1.2 Tiêu chuẩn tích phân số.

Có 5 loại tiêu chuẩn tích phân số:

- Tiêu chuẩn diện tích tuyến tính

- Tiêu chuẩn diện tích bình phương :

- Tiêu chuẩn trị tuyệt đối của diện tích :

- Tiêu chuẩn trị tuyệt đối của diện tích có trọng số t:

- Tiêu chuẩn diện tích bình phương mở rộng I:

1.3 Tiêu chuẩn Dead-Beat.

Ta có mô hình hàm truyền của đối tượng là:

Thì mô hình cảu bộ điều khiển có dạng như sau:

Trong đó:

là đa thức hữu hạn cho phép thực hiện các yêu cầu về đặc tính ở chế độ xác lập, hay đặt trước biên độ của đại lượng điều khiển ở quá trình quá độ

có dạng

Nhận xét: do chỉ phụ thuộc vào

các hệ số của , ta không thể

có dạng

Giá trị khắc nghiệt nhất khi có là

tác động tới (biê độ của ĐLĐK

khi k=0) thông qua

+ Chọn sao cho

không quá lớn:

+ Dàn đều :

Chương 2 Xây dựng mô hình toán cho động cơ. 2.1 Xây dựng mô hình toán cho DC Servo Harmonic RH 11D-6001.

Với các thông số động cơ như sau:

Kt=3.3

Ke=0.5

J=0.38

Bf=1.7*10^-2

Ra=20

La=1.6

Ta=0.34*10^-3

Mdm=2

ndm=30

Mcdm=2.3

Mô hình động cơ như sau:

2.2 Mô phỏng động cơ.

Đáp ứng của động cơ khi Mc=Mcđm:

Khảo sát trên Matlab:

Kt=3.3

Ke=0.5

J=0.38

Bf=1.7*10^-2

Ra=20

La=1.6

Ta=0.34*10^-3

Mdm=2

ndm=30

Mcdm=2.3

G1=tf(1/Ra,[Ta 1])

G2=tf(1,[J Bf])

Gopen=G1*Kt*G2

Gclose=feedback(Gopen,Ke) step(Gclose)

Gz=c2d(Gclose,Ts)

hold on

step(Gz)

Đáp ứng đầu ra của động cơ khi:

Ts=1s

Ts=0.1s

Ts=0.01s

 Nhận xét:

- Khảo sát trên miền thời gian liên tục cho thấy nếu với mômen cản là mômen cản định mức thì tốc độ cảu động cơ là tốc độ định mức

- Đối với tời gian lấy mẫu Ts thì thời gian lấy mẫu càng nhỏ thì độ chính xác so với mô hình trên miền thời gian liên tục càng tăng

Chương 3 Thành lập bộ điều khiển động cơ. 3.1 Thiết lập bộ điều khiển động cơ.

Sơ đồ khối điều khiển động cơ:

Hình vẽ

 Bộ điều khiển dòng điện:

Hình vẽ

Mô hình toán khâu dòng điện:

Thiết kế bộ điều khiển dòng điện theo tiêu chuẩn Dead-Beat:

Trong đó (theo nguyên tắc dàn đều):

 Bộ điều khiển tốc độ:

Do tốc độ biến thiên của dòng điện so với tốc độ là rất nhanh vì vậy, trong một chu kì trích mẫu của tốc độ thì coi như dòng điện không thay đổi và ta có

mô hình như sau:

Hình vẽ:

Mô hình toán:

Sử dụng tiêu chuẩn tích phân số để tổng hợp bộ điều khiển tốc độ:

Chọn sẵn Có Umax = 24V nên chọn

Sai lệch điều chỉnh viết dưới dạng sai phân:

Chọn

Chọn tính theo

Để

Vậy:

 Bộ điều khiển vị trí:

Do tốc độ biến thiên của tốc độ so với vị trí là rất nhanh vì vậy, trong một chu

kì trích mẫu của vị trí thì coi như tốc độ không thay đổi và ta có mô hình như sau: Hình vẽ:

Mô hình toán:

Sử dụng tiêu chuẩn tích phân số để tổng hợp bộ điều khiển vị trí:

Chọn sẵn Có Umax = 24V nên chọn

Sai lệch điều chỉnh viết dưới dạng sai phân:

Chọn

Chọn tính theo

Để

Vậy: