Điều khiển thích nghi hằng số thời gian rotor của động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

Mục đích nghiên cứu Xây dựng bộ điều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc có khả năng tự thích nghi theo sự thay đổi hăng số thời gian rotor của động cơ.. Phạm vi nghiên cứu chính của để tài này l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

HOÀNG ĐỨC HÙNG

ĐIÊU KHIỂN THÍCH NGHĨ HANG SO THOI GIAN ROTOR

CUA DONG CO KHONG DONG BO 3 PHA

ROTOR LONG SOC

Chuyên ngành: Tự động hóa

Mã số: 60.52.60

TOM TẮÁT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUAT

Đà Nẵng - Năm 2011

Công trình được hoàn thành tại

TRUONG DHBK, DAI HOC DA NANG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Quang Vinh

Phản biện 1: GS TSKH Nguyễn Phùng Quang

Phản biện 2: TS Nguyễn Hoàng Mai

Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng châm Luận văn tốt nghiệp

thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày Ø7 tháng 05

năm 2011

Có thê tìm hiệu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Với sự tiện dụng, kết câu vững chắc của ĐCKĐB rotor lồng sóc

và sự hấp dẫn về giá thành sản phẩm này, ĐCKĐB rotor lồng sóc

được sử dụng ngày càng rộng rãi Một mặt, nhu cầu về việc điều

khiển chính xác để đưa đến hệ truyền động có chất lượng cao đã đòi

hỏi việc xây dựng hệ điều khiển truyền động đáp ứng được yêu cầu

thực tiễn

Với bản chất là phi tuyến của ĐCKĐB rotor lồng sóc, bài toán

kinh tế kỹ thuật được đặt ra giữa một bên là nỗ lực nghiên cứu vật

liệu chế tạo rotor và một bên là đầu tư hệ thống điều khiển, cần xem

xét đến giá thành tong thể của hệ thống đã được các nhà chế tạo đầu

tư nhiều công sức nghiên cứu Vấn để đặt ra là làm sao để sử dụng

ĐCKĐB với chất lượng hiện có mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về

chất lượng hệ thống Các thông số động cơ mà điển hình là các tham

số của rotor - làm việc trong chế độ ngắn mạch bị biến đổi theo nhiệt

độ làm việc Việc xây dựng hệ thống điều khiển cần thiết phải tính

đến việc bù đắp các thay đôi này để đảm bảo chất lượng điều khiến

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng bộ điều khiển ĐCKĐB rotor lồng sóc có khả năng tự

thích nghi theo sự thay đổi hăng số thời gian rotor của động cơ

3 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là ĐCKĐB 3 pha rotor léng séc

Phạm vi nghiên cứu chính của để tài này là xây dựng được hệ

thống điều khiến thích nghi theo hăng số thời gian rotor của ĐCKĐB

rotor lông sóc Trong đê tài này, tác giả chỉ đi vào xét ảnh hưởng của

_4-

dién tro rotor ma chưa xét đến ảnh hưởng của cả điện trở và điện cảm

rotor trong một mối liên hệ tổng thể

4 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu, xây dựng các phương án và thiết kế trên lý thuyết Xây dựng mô hình mô phỏng để kiểm chứng trên phần mềm Matlab-Simulink

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau vì hiện nay rất nhẻu hệ truyền động, dây chuyển sản xuất sử dụng ĐCKĐB rotor lồng sóc vì sự hấp dẫn về kết cấu và giá thành

của động cơ nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao

6 Câu trúc luận văn Cấu trúc luận văn gồm phần Mở đầu và 4 chương:

Chương 1: Tông quan về động cơ không động bộ

Chương 2: Phương pháp điêu khiển vector tựa theo từ thông rotor DCKPB

Chương 3: Điều khiển thích nghỉ hằng số thời gian rotor

Chương 4: Tong hợp hệ thống điêu khiến thích nghỉ hằng số thời gian rofor }ĐCK})B

CHUONG 1 TONG QUAN VE DONG CO KHONG DONG BO

1.1 Khai quat chung Ngày nay kỹ thuật điều khiển động cơ điện xoay chiều ba pha đã phát triển đến mức gần như hoàn thiện Cấu trúc điều khiển theo nguyên lý điều khiển TỶR thường được sử dụng là điều khiển dòng điện riêng rẽ cũng như áp đặt nhanh mômen quay Hai mạch vòng điều khiến tốc độ và từ trường quay được tông hợp riêng biệt

1.2 Mô hình của ĐCKPĐB

1.2.1 Mô hình 3 pha cia DCKDB

Giả thiết ĐCKĐB rotor lổng sóc có 3 pha đối xứng, khe hở

không khí là đều và phân bồ từ thông theo khe hở không khí là Sin

Theo [I], hệ phương trình của ĐCKĐB rotor lồng sóc viết trong

hệ toạ độ 3 pha dạng thu gọn như sau:

U =R,} + pự,

ự, =[L„ÿ +[L„]is =[L, ÿ +[L„ Ì;

ự, =[L„]Ì: +[L„}„ =|L„] +[L, be,

1.2.2 Mô hình của ĐCKĐB trên hệ tọa độ œÿ

Hệ phương trình của động cơ trên hệ trục toạ độ trực giao af:

taf oo

[0 _ Lig Wa ~ ena

ñ “lk, [" | " Ale | " R |

|- , [= +t [|-t.|7 Jel (|

3 L

MoT 9“? Thi, -V, pica)

m

1.2.3 Mô hình của ĐCKĐB trên hệ tọa dé dq

Hệ phương trình của động cơ trong hệ trục toa độ da:

Ug = Reig + PWoa - OW 54

Uh, = Reig + PVyy OV

0= Rig + PV, FOV,

Woo = khu Đua = Ly os" sd + Eating = œ sa Lesbca FY ina

Wu = Li, + Ly lig = Lgl sg + Ly Eng = Lashog + Vu

Waa = Ling + huy — Labia Wind

Vig = Tum Thu = Lovirg FY ng

3 L, (

My M = Zp Mr VI ) p rd” sq

rq” sd 2° L,

da Mô hình trạng thái liên tục

Theo [2], nếu đặt các vector trạng thái và đầu vào:

x = lig sig Why Wl, | ul = ley ty

Mô hình trạng thái liên tục của ĐCKĐB được viết đưới dạng:

f

ae =Alx' +Blul +Nx'o (1.20)

dt ° °

— + 0 —— —-——ợØ

0 _ 1 _i¢ _l-o l-o

1,

1

Bi =| 0 =

0 0

b Mé hinh trang thai gian doan

Theo [2], mô hình trang thái gián đoạn của ĐCKB:

y()= C()x(&)

-7-

o\T, T, o 1, o

of 2 jive 1°? op l-o T ; ;

of = o\T, T, o o T, nh Mã

+ 0

OL, , (1.26)

Hf =| 0 + — A;

OL, Hi

0 0

0 0

1.3 Hé théng diéu khién vector DCKDB

1.3.1 Phuong phap diéu khién vector truc tiép

1.3.2 Phuong phdp diéu khién vector gidn tiép

CHUONG 2 PHUONG PHAP DIEU KHIEN VECTOR

TUA THEO TU THONG ROTOR DCKDB

2.1 Diéu khién T*R cia DCKDB nghịch lưu nguồn áp (FOC)

Nguyên lý điều khiển vector tựa tir thong rotor: Dé diễn giải

phương pháp này, quan sát trên Hình 2.1, trong đó hệ trục tọa độ dq

được tựa vào vector từ thông roto

ay? Hinh 2.1 - D6 thi

tựa hệ dq từ thông

rotor

œ=as

Ở chê độ tựa xác lập, các vector không gian đêu quay với tôc độ

_8-

đồng bộ nên góc +, biến thiên rất chậm, các thành phan chiếu của

vector dòng điện lên các trục sẽ giống như các đại lượng một chiêu,

cho phép có thể tổng hợp các bộ điều khiển vô hướng cho từng thành phân Trong phương pháp này cần phải xác định được vị trí góc của

vector từ thông rotor để có thể tựa hệ trục dq vào đó

\j_ Nghịch lưu

LL

(DC) )

⁄

/ /

| |

MÀ

f f

if

_ /

{)

Hình 2.2 - Sơ đô khối hệ thống điều khiển vector tựa từ thông rotor

2.2 Các phương pháp thiết kế bộ điều khiến dòng điện trong hệ thống điều khiến TR

2.2.1 Mô hình gần đúng của ĐCKĐB trên hệ tọa độ dạ tựa

từ théng rotor:

Ti s+1 i_sq

Hình 2.5 - Mô hình gần đúng của ĐCKĐB trong hệ tọa d6 dq tua tir

théng rotor

2.2.2 Diéu khién dong dién riéng ré

Coi nghich lưu điện áp là bộ khếch đại công suất có hệ số khếch

đại K„, thời gian thực hiện của nó là 'T¡ và xem œ, và @ biến thiên

khá chậm hơn các đại lượng điện từ Ta thực hiện được mô hình sau:

Mô hinh động cơ

(Hinh 2.5)

Hình 2.6 - Cầu trúc bộ điều khiển dòng điện riêng rẽ

Các bộ điều khiển dòng điện trên Hình 2.6 được xác định:

1

Nếu xem tất cả các sức điện động đều là nhiễu biến thiên chậm

thì có thể thực hiện việc tổng hợp hai bộ điều khiển dòng riêng rẽ và

sau đó thực hiện việc tách kênh bằng các mạch bù sức điện động như trên Hình 2.7 với các bộ điều khiển xác định được như sau:

Ri(p)= Rup): g (p)= _

Một phương pháp khác cũng hay được sử dụng là dòng điện riêng

rẽ có bù sức điện động như trên Hình 2.8 Các bộ điều khiển R;¡ R;;

được lay theo biểu thức (2.9) và từ thông #⁄„ và #4; xác định theo

(2.10) ( theo tài liệu [I])

Yoel iff] rs „] (2.10)

V 5p 0 Use 158

u* isa CO) | Rin | Low ee

Udq Uisd R'i2

2

Uisq

U" isq : {> Ug

Psir

Hình 2.7 - Cấu trúc bộ điều Hình 2.8 - Cấu trúc bộ điều

khiển dòng điện riêng rẽ có bù khiển dòng điện riêng rẽ có

Từ ưu điêm của câu trúc điêu khiên dòng điện riêng rẽ có bù sức điện động là hạn chế sai số, tác giả đã sử dụng cấu trúc này kết hợp

-ll-

với các bộ điều khiển tốc độ và từ thơng bằng PI kinh điển Từ đĩ

nghiên cứu và giải quyết bài tốn thích nghi trên nên của phương

pháp điều khiển này

2.3 Tổng hợp bộ điều khiến dịng điện riêng rẽ cĩ bù sức điện

động cho ĐCKPĐB

2.3.1 Tổng hợp các bộ điều khiển dịng điện

Trong cấu trúc điều khiển dịng điện riêng rẽ cĩ bù sức điện

động, bộ điều khiển dịng điện được sử dụng theo kết quả đã phân

tích ở trên Theo đĩ, bộ điều khiển địng:

Ry, = ! LJ 1+— |; R= Lim) 1+—

27 KK, lu .ảng: P T $ 27 KK, ro nl pT am

2.3.2 Tổng hợp bộ điều khiển từ thơng

Bộ điều khiển là khâu PI, xác định theo chuẩn tối ưu mơ đun:

R,(p) =Koy +

1

2.3.3 Tổng hợp bộ điều khiển tốc độ

K,

P

P° T.K.K, ” 4T

2.4 Khảo sát ảnh hưởng của T, đến chất lượng điều khiến

2.4.1 Phân tích ảnh hưởng của T, đến chất lượng truyền động

Hằng số thời gian rotor thiếu chính xác sẽ gây sai số gĩc pha của

vector từ thơng và lệch pha giữa dịng mơ hình và dịng động cơ:

Hậu quả này sẽ dẫn đến sai lệch tĩnh của mémen va module tir

thơng Tùy theo thực trạng kỹ thuật và địi hỏi về chất lượng truyền

động, các sai số trên trong nhiều trường hợp là khơng chấp nhận

được Ngồi ra, sai sơ xác lập của mơmen và từ thơng sẽ cĩ ảnh

-|12-

hưởng xấu đối với các hệ truyền động chất lượng cao

2.4.2.Quan sát ảnh hưởng của T, đến các trạng thái và đúp ứng

Từ kết quả thiết kế các bộ điều khiển ở trên và sử dụng động cơ mẫu I0HP trong thư viện SimPowerSystems của phần mềm Matlab Simulink để thực hiện mơ phỏng Kết quả mơ phỏng và quan sát các đáp ứng đối với các trường hợp chưa cĩ sự biến động điện trở rotor

và khi cĩ sự thay đơi điện trở rotor như sau:

O0.6-1—-—=—=-—-————+————-— "¬.———.=.- ` —

o4-—-—-—-— ! -1 — —~-—-bL ~~~ J ~~ le —

øaE-=-=-=-= l===-=-=+ -L -+1-—-—_— ¬

Psird-150 Psird-100 [|

Psird-Ref

HìRl2zll6 qiĐáDsãtgHờ thêpgở etaT tbàblênoiợgmElBsrdiơf ở £ntor:

mang tải thì từ thơng ít bị ảnh hưởng bởi sự biến động của điện trở rotor R„ Khi động cơ mang tải định mức và điện trở rotor bị biến

động đã làm xấu đặc tính của đáp ứng từ thơng rotor Trong trường

hợp cực hạn, điện trở rotor tăng thêm 50% (thể hiện ở đường Psird-

1.5Rr) thì từ thơng rotor, khi đã đến vùng 6n định vẫn dao động và

lệch biên độ với biên độ sai khác khoảng + 0.6% so với giá trị ổn

định như thể hiện trong Hình 2.17

0.825E 1E rI===T==-F =n1=-=-r-=T ie

— 0.82-

2

a

0.805 ~- Le }] -TxT~ Psird-Ref ï

2.91 2.92 2.93 294 295 296 297 298 299 3

Time (s)

Hình 2.17 - Hiện tượng sai lệch từ thông rotor khi tăng điện tré rotor

| | | | n-100

| | | | n-150 2000- fF — + - +————— E—==———~ IT——— 1

1000+ — — — — — l——=—=—— + ————— _————¬-— l————— +L—————

Time (s)

Hình 2.18 - Đáp ứng tốc độ động cơ khi biến động tăng điện trở rotor

Quan sát đáp ứng tốc độ thấy rằng, trường hợp điện trở rotor tăng

lên 1.5 lần ngoài việc ảnh hưởng đến độ quá điều chỉnh khi khởi

động còn ảnh hưởng đến biên độ tuyệt đối của tốc độ trong vùng ôn

định khi mang tải định mức Khi động cơ mang tải định mức đồng

thời với sự biến đổi tăng lên 150% của điện tré rotor, tốc độ động cơ

nằm trong vùng 6n định mới với biên độ trung bình sai khác so với

giá tri mong muén 1a 15v/p (1.04%)

1460

2œ 1450-

1430 -|

2905 291 2915 292 2925 293

Time (8)

Hình 2.19 - Hiện tượng lệch biên độ tốc độ động cơ trong vùng

ôn định khi tăng điện trở rotor

935 2 94 2 945

-14-

Time (s)

Hình 2.20 - Đáp ứng mômen độ động cơ khi biến động tăng điện

65

60

554

Ễ

mM-100

40

35

mM-150

tro rotor

Time (s) _ Hình 2.21 - Hiện tượng dao động mômen độ động cơ khi tăng Kết quả cho thấy, khi đfRƒnf@ởö@@@Tbị thay đổi tăng lên 150% so

với giá trỊ nguội thì đáp ứng mômen của động cơ bị ngược (âm) khi khởi động và dao động mạnh khi mang tải định mức với biên độ dao động +27.6%

2.4.3 Kết luận

Từ kết quả quan sát cho thấy khi điện điện trở rotor thay đổi tăng

lên trong quá trình làm việc ảnh hưởng đến việc ôn định đặc tính từ thông và mômen, đặc biệt là biên độ của tôc độ động cơ không còn

bám theo chính xác giá trị tôc độ mong muôn Vân đê này sẽ được

-15-

giải quyết theo hướng thích nghỉ với sự thay đổi của điện trở rotor

CHUONG 3 DIEU KHIEN THICH NGHI HANG SO

THỜI GIAN ROTOR

3.1 Tổng quan về điều khiến thích nghỉ

Một hệ thống mà bộ điều khiển có khả năng tự thay đổi thông số

hay cấu trúc của bộ điều khiển, hoặc cả về thông số lẫn câu trúc của

bộ điều khiển dựa trên chu trình làm việc định trước hoặc các thông

số, cầu trúc của đối tượng được quan sát thực tế trong quá trình

làm việc được gọi là hệ thống điều khiển thích nghi

Ứng dụng trong đề tài nghiên cứu của mình, tác giả chỉ trình bày

phương pháp thích nghi sử dụng bộ điều khiển có cấu trúc cố định và

thông số được cập nhật trực tiếp

3.2 Hệ thích nghỉ sử dụng mô hình tham chiếu (MRAS)

3.2.1 Tổng quan về hệ thích nghỉ sử dụng mô hình tham chiễu

Hệ thích nghi sử dụng mô hình tham chiếu (Model reference

adaptive system) được viết tắt là MRAS có sử dụng bộ điều khiển

thích nghi có mô hình theo dõi (Model reference adaptive control)

được viết tắt là MRAC, nguyên lý cơ bản của hệ được thể hiện bằng

sơ đồ tổng quát như sau:

Cơ câu thay [Le ¿_— khiển thích nghi có mô

hình theo dõi

W | ¬ Bộ điều Đối tượng y

f khiển u điều khiến

Theo [3], nguyên tắc làm việc của bộ ĐKTN MRAC được tóm

-16-

tắt như sau: Để hệ kín, bao gốm đối tượng điều khiển và bộ điều

khiển, luôn có được chất lượng mong muốn ứng với hàm truyền đạt

mẫu mong muốn thì bộ điều khiển cần phải được thiết kế và hiệu

chỉnh thường xuyên sao cho tín hiệu đầu ra y(z) của hệ kín luôn như đầu ra y„(7) của mô hình tham chiếu Mục tiêu là:

Yn (t) = y(t) & et) = yO) — y,, 0) = 0 (3.1)

Như vậy vấn để còn lại của bài toán là thiết kế cơ cấu thay đổi tham số bộ điều khiến để luôn có được sai số e(7) = 0 và điều này

phải không được phụ thuộc vào sự thay đổi bên trong đối tượng

Đề thực hiện việc hiệu chỉnh tham số p cho bộ điều khiển với cấu trúc xác định, cho trước, điển hình là mô hình điều chỉnh theo luật

MIT và phương pháp hiệu chỉnh theo hàm mục tiêu xác định dương

đặt trước

3.2.2 Luật hiệu chính tham số bộ điều khiển MIT (Massachusetts Institude Technology) Theo [3], nội dung phương pháp hiệu chính này là thay đổi vector thông số p sao cho dam bao mục tiêu (3.1) Tức là cần có:

dt

Và dé dat duoc (3.2) ta chỉ cần thay đổi p sao cho:

Trong đó y là hằng số dương tùy ý và được gọi là hệ số khuếch đại thích nghi, tốc độ để lim e(t) = 0 phụ thuộc theo độ lớn của y

t-—>

3.2.3 Hiệu chỉnh tham số bộ điều khiển nhờ cực tiểu hóa hàm mục tiêu hợp thức (xúc định dương)

Cũng theo [3], phương pháp hiệu chỉnh này nhờ cực tiểu hóa hàm

-17-

mục tiêu xac dinh duong V(e) của các vector sai lệch e

V(e)>0,Ve #0 và V(0)=0

Va chỉ cân xác định bộ điêu khiên sao cho xác định âm

theo e Theo lý thuyết Lyapunov, điều kiện này căng đảm bảo để

e(r) > 0

3.3 Hệ thích nghỉ sử dụng bộ điều khiến tự chỉnh định (STR)

Một bộ điều khiến tổng hợp, nếu trong quá trình làm việc có khả

năng tự xác định lại mô hình toán học mô tả đối tượng để từ đó tự

chỉnh định lại bản thân nó cho phù hợp với sự thay đối của đối tượng

là bộ ĐKTN tự chỉnh (Self tuning regulator), viết tắt là STR Bộ

ĐKTN tự chỉnh đơn giản nhất là bộ ĐKTN tự chỉnh tham số, tức là

nó không tự thay đổi cấu trúc bộ điều khiển mà chỉ xác định lại các

tham số đối tượng để từ đó tự chỉnh định lại các tham số điều khiển

của chính mình cho phù hợp

Xac đỉnh tham số Nhận dạng `

bộ điều khiển đối tượng chung của bộ điêu

w T e “| khién PID Bo diéu [~ul| diéu khién Đôi tượng y chinh

Một hướng giải quyết bài toán khác khi sử dụng phương pháp

thiết kế bộ điều khiển thích nghi tự chỉnh trực tiếp như được đề cập

đến trong [9| Mô hình này sử dụng cơ cầu nhận dang tham số đối

tượng kết hợp thuật toán xác định tham số điều khiển thành bộ quan

sát trực tiếp tham số đối tượng để cập nhật cho bộ điều khiển Sơ đô

trên Hình 3.3 có thể viết lại như sau:

-18-

——-

thông số |— Hình 3.4 - Câu trúc

đôi tượn a diéu khién thich nghi A A , :

W e Bộ điều Đối tượng y tự chỉnh trực tiep

f khiên PID u diéu khién

3.4 Điều chỉnh tự động và lịch trình độ lợi

Trong nhiều trường hợp, có thể biết được sự thay đôi động học

của quá trình theo các điều kiện vận hành Nguồn gốc của sự thay đổi động học có thẻ là tính phi tuyến Có thể thay đổi tham số của bộ điều khiển bằng cách giám sát các điều kiện vận hành của quá trình

Phương pháp này được gọi là lịch trình độ lợi

3.5 Điều khiến mờ thích nghi

Kỹ thuật điều khiển mờ đã được phát triển thêm tính thích nghi

để tạo nên một hệ thống điều khiển trong đó thông số và cấu trúc của

bộ điều khiến thay đổi trong quá trình vận hành, nhằm giữ vững chất

lượng điều khiển của hệ thống khi có sự hiện diện của các yếu tố

bắt định cũng như sự thay đổi thông số trong hệ thống

3.6 Ứng dụng điều khiến thích nghỉ để điều khiển ĐCKĐB

Như đã phân tích trong Chương 2, sự thay đổi hằng số thời gian

rotor T, lam anh hưởng đến tốc độ đồng bộ của động cơ Các bộ điều

khiển và mô hình từ thông được xây dựng trên cơ sở hằng số thời gian T, xác định dẫn đến thông số bộ điều khiển không còn là tối ưu

và kéo dài thời gian quá độ, tựa sai hướng từ thông rotor khi mà

T, bị biến đổi

Xem xét các phương pháp thích nghi được trình bày trong 3.2 và xét về giới hạn phạm vi cần thích nghi theo yêu cầu nghiên cứu (thích

nghi theo T,), đối với hệ thống này chúng ta chỉ cần sử dụng một bộ

-10-

điều khiển thích nghi có khá năng tự chỉnh định thông số theo T, Để

giải quyết vấn để này, một bộ điều khiển PI được thiết kế theo

phương pháp truyền thông có các thông số phụ thuộc vào hằng số

thời gian rotor T; kết hợp với việc quan sát trạng thái có thể đáp ứng

được Trên cơ sở đó đưa đến cấu trúc cho hệ ĐKTN theo hằng số

thời gian rotor như sau:

@ PEO | l—] isa*, — usa Usa Use

TR C|— |“ L Cm ro a fo vụ

a LL — | + 7A

Usee* op /

/ abe

dq ⁄ ®——] f

⁄

ina

V1

(>

Nụ Tr Quan sát |— ( ) )

f

_ƒ

£ w

VU

Hình 3.5 - Cấu trúc tổng thể bộ điều khiển thích nghi hằng số

Đề thực hiện cấu trúc này tác giả thực hiện việc thiết kế các bộ

điều khiển từ thông và tốc độ có thông số hiệu chỉnh được theo tham

số T, Quan sát từ thông rotor và hằng số thời gian rotor để tính toán

lại tốc độ đồng bộ œ, phục vụ cho các khâu chuyển đổi hệ trục tọa độ

CHUONG 4 TONG HOP BO DIEU KHIEN THÍCH NGHI

HANG SO THOI GIAN ROTOR

4.1 Nghiên cứu ứng dụng bộ lọc Kalman mở rộng

4.1.1 Thuật toán lọc Kahnan

-20-

4.1.2 Ung dung loc Kalman quan sat trang thái của ĐCKĐB Theo [5], thuật toán lọc Kalman được xây dựng để ứng dụng quan sát trạng thái ĐCKĐB rotor lồng sóc như sau:

Mô hình gián đoạn của ĐCKĐB trên hệ dq (1.23) được viết lại:

y, = Cx,

Các ma trận trọng số trong (4.5):

o\ T, T, o T o

oT ib ji lve lee 7 l-o T Á= o\T, T, o o 1,

1 0 1 oy

~oL.|0 Of ~ |0 0

0 0 0 0

Đặt t = 1/T,, va xem nhu mot hang sé ngau nhién cé dang:

Trong đó té, j là nhiễu Ôn trắng phân bố chuẩn Gaussian không tương quan với nhiễu đo lường 1, } va c6 phuong sai 1a m6t ma tran

duong cho truée Var(é,) = S,, Mô hình động cơ (4.5) với giả thiết

(4.7) có thê được viết lại thành hệ phi tuyến như sau:

n=l, of Jen

k

Trong đó: