LVTN Điều khiển tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha sử dụng logic mờ

Tính cần thiết của đề tài Có thể nghiên cứu để ứng dụng thực tiễn trong điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha do có đáp ứng tốt. Dùng làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu khác về động cơ Làm tài liệu tham khảo cho thiết kế, vận hành máy điện 1.4. Tính mới của để tài Tác giả nghiên cứu thiết kế bộ PI mờ bằng việc sử dụng số luật điều khiển ít hơn, dễ điều chỉnh và đáp ứng tốt, nghiên cứu mô phỏng điều khiển mô hình động cơ dùng Matlab và cho kết quả tốt. 1.5. Kết cấu của luận văn Đề tài gồm các phần sau: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Xây dựng mô hình động cơ trên matlab simulink Chương 4: Xây dựng bộ điều khiển Logic mờ PI Chương 5: Kết quả mô phỏng. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA SỬ DỤNG

LOGIC MỜ

Giảng viên hướng dẫn:

TS NGUYỄN MINH TÂM

Học viên thực hiện:

PHẠM THỊ HẰNG

Nội dung

1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

2: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

3: MÔ PHỎNG.

4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

ƯU ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ KĐB

• Cấu tạo đơn giản

• Khởi động đơn giản

• Làm việc tin cậy

• Giá thành thấp

• Chi phí cho bảo trì bảo dưỡng thấp

NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ KĐB

Khó điều khiển bởi các vấn đề thường gặp như

• Yêu cầu độ chính xác cao của mô hình toán

• Điều khiển tuyến tính cổ điển chỉ đáp ứng tốt với một tốc độ vận hành nhất định

• Việc thiết kế các bộ điều khiển truyền thống đạt hiệu suất cao thường tăng thêm tính phức tạp của hệ thống vì vậy gia tăng

PID

truyền

thống

Ưu điểm:

Cấu trúc đơn giản Cho tín hiệu điều khiển với chất lượng tốt (đáp ứng nhanh, vọt lố thấp)

Nhược điểm:

Đáp ứng không tốt khi hệ điều khiển là phi tuyến

Thông số động cơ thay đổi, các hệ số PID phải thay đổi để đạt được chất lượng điều khiển mong muốn

Chất lượng điều khiển sử dụng khâu hiệu chỉnh PI truyền thống

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

Hệ logic mờ

Mạng nơ-ron – Mờ

Mạng nơ-ron nhân tạo

Giải thuật di truyền GA

Giải thuật bầy đàn PSO

Ưu điểm:

Cho đáp ứng động tốt bất chấp các biến động của tải, tác động của nhiệt độ lên động cơ

Nhược điểm:

Cần phải dự đoán chính xác các thay đổi của các tham số trong mô hình động cơ

 Điều khiển thích nghi nâng cao chất lượng điều khiển:

Mục tiêu:

Điều khiển tốc động cơ không đồng bộ ba pha dùng bộ điều khiển mờ

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Fuzzy

Fuzzy

Fuzzy

Fuzzy

Cấu trúc FLC

CẤU TRÚC BỘ FLC

CẤU TRÚC BỘ FLC

Tốc độ đặt

Đáp ứng tốc độ

MÔ PHỎNG

TH1: Mô phỏng động cơ ở tốc độ định mức và đặt tải Cr=50.4Nm (định mức) tại

thời điểm t = 1s

r (rad/s) tải Crn Vọt lố % Thời gian xác lập (s)

FLC 297.6 -1 1.07

Mô men đặt

Đáp ứng mô men

MÔ PHỎNG

TH1: Mô phỏng động cơ ở tốc độ định mức và đặt tải Cr=50.4Nm (định mức) tại

thời điểm t = 1s

Ce (Nm) (1s)

Vọt lố

%

Thời gian xác lập (s)

FLC 50.4 18.89 1.07

MÔ PHỎNG

TH2: Mô phỏng động cơ ở chế độ tốc độ định mức ω=297.6rad/s và đặt tải rad/s và đặt tải

Cr=[25,2 50,4 25,2]Nm thay đổi theo thời gian t=[1 2 2,5]

Tốc độđặt Đáp ứng tốc độ

r (rad/s) tải

Thay đổi

Vọt

lố %

Thời gian xác lập (s) FLC 297.6 -0.27 1.06

FLC 297.6 -0.47 2.08

MÔ PHỎNG

TH2: Mô phỏng động cơ ở chế độ tốc độ định mức ω=297.6rad/s và đặt tải rad/s và đặt tải

Cr=[25,2 50,4 25,2]Nm thay đổi theo thời gian t=[1 2 2,5]

Mô men đặt Đáp ứng mô men

Ce (Nm)

[25.2 50.4 25.2]

[1 2 2.5]s

Vọt lố

% Thời gian xác lập (s)

FLC 25.2 (1s) 12.7 1.07

PI 25.2 (1s) 43.17 1.1

FLC 50.4 (2s) 11.25 2.07

PI 50.4 (2s) 21.71 2.15

FLC 25.2 (2.5s) -6.67 2.54

PI 25.2 (2.5s) -15 1.3

MÔ PHỎNG

TH2: Mô phỏng động cơ thay đổi tốc độ ở các mức ω=[148,8 297,6]rad/s tại các thời điểm t = [0 1.5]s và đặt tải Cr=50.4Nm (định mức) tại thời điểm t = 1s

Tốc độ đặt Đáp ứng tốc độ

r (rad/s)

Thay đổi

Vọt lố

%

Thời gian xác lập (s) FLC 148.8 (0.5s) 1.04 0.5

PI 148.8 (0.5s) 1.68 0.5

FLC 297.6 (1s) 0 1.46

MÔ PHỎNG

TH2: Mô phỏng động cơ thay đổi tốc độ ở các mức ω=[148,8 297,6]rad/s tại các thời điểm t = [0 1.5]s và đặt tải Cr=50.4Nm (định mức) tại thời điểm t = 1s

Mô men đặt Đáp ứng Mô men

Ce (Nm) Vọt lố% Thời gian xác lập (s)

FLC 50.4

(1s)

46.37 1.53

PI 50.4

(1s)

FLC được mô phỏng với nhiều trường hợp khác nhau có tính đến sự biến động của tải, điều khiển với nhiều mức tốc độ khác nhau ,

Hệ truyền động sử dụng bộ điều khiển mờ FLC có thể xử lý lỗi sai số tốc độ một cách nhanh chóng, giảm tối đa độ vọt lố và hạn chế sai số xác lập, trong khi đáp ứng của hệ bộ PI cổ điển

sử dụng trong hệ truyền động không thể nhanh như bộ điều khiển mờ.

KẾT LUẬN

ĐỀ XUẤT

 Tiếp tục nghiên cứu phát triển mạch phần cứng, tạo mã nhúng

để đưa vào vi điều khiển nhằm đưa lý thuyết vào thực tiễn để kiểm chứng

 Phát triển hệ truyền động động cơ không đồng bộ không dùng cảm biến tốc độ, ước lượng tốc độ có sử dụng logic mờ

 Sử dụng làm tài liệu tham khảo cho việc vận hành máy điện trong thực tế

Chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô !