Bài giảng Điều khiển số máy điện: Chương 7 - TS. Nguyễn Thanh Sơn

Bài giảng Điều khiển số máy điện: Chương 7 Điều khiển số động cơ điện một chiều cung cấp cho người học những kiến thức như: Mô hình động cơ điện một chiều; Hàm truyền gần đúng của động cơ điện một chiều; Xây dựng hàm truyền gần đúng của động cơ điện một chiều trong phòng thí nghiệm; Điều khiển số động cơ điện một chiều sử dụng vi điều khiển và máy tính cá nhân;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

năng dễ điều khiển và dải điều khiển rộng.

hóa cũng như phương pháp điều khiển số

động cơ điện một chiều

1

Chương 7 Điều khiển số động cơ điện

một chiều

7.1 Mô hình động cơ điện một chiều

Mô hình động cơ điện một chiều bao gồm

mạch điện phần ứng và roto của động cơ

như trên hình 7.1

2

1

Trang 2

Quan hệ giữa mômen trên trục động cơ và

dòng điện phần ứng được xác định qua hằng

số mômen như sau:

Sức điện động quan hệ với vận tốc quay như

Trang 3

một chiều

Theo định luật Kirchhoff ta có phương trình sau:



  

di

L Ri U Kdt

5

Trang 4

Biến đổi Laplace phương trình (7.5) ta có:

Biến đổi Laplace phương trình (7.7) ta có:

giữa tốc độ đầu ra và điện áp đầu vào của động

cơ như sau:

Trang 5

động cơ điện một chiều Đây là một khâu bậc

Trang 7

 Theo Ziegler-Nichols hàm truyền của một hệ

thống có thể được xây dựng qua đáp ứng vòng

hở của hệ thống đó

hở của hệ thống có dạng như trên hình 7.3 Khi

đó hàm truyền gần đúng có dạng như phương

Trang 8

Trang 9

Lời giải: Các lệnh Matlab sau đây được dùng để

Trang 11

Kết quả sau khi chạy chương trình:

Transfer function:

0.1 exp(-0.1*s) * -

Sau đó Ziegler-Nichols đề xuất phương pháp để

xác định hệ số cho các bộ điều khiển như trên

bảng 7.1

22

21

Trang 12

7.3 Xây dựng hàm truyền gần đúng của động

cơ điện một chiều trong phòng thí nghiệm

Động cơ một chiều của hãng Lab-Volt (Model

8211 DC Motor/Generator):

24

23

24

Trang 13

một chiều

26

25

Trang 14

Quy trình xây dựng hàm truyền cho động cơ bao

7.3.1 Hệ thống truyền động xung áp mạch

đơn-động cơ điện một chiều

28

27

28

Trang 18

7.3.3 Xây dựng hàm truyền của động cơ theo

phương pháp Ziegler-Nichols

máy phát tốc có đầu ra là 1 V ứng với tốc độ là

500 vòng phút Do đó điện áp đầu ra máy phát

Trang 20

D

T K

p

D

T K

Trang 21

Bộ điều khiển tỷ lệ-tích phân-vi phân (PID):

41

1

1,2 1,2 0,27

3,153 1,468 0,07

p

D

T K

một chiều

7.4 Điều khiển số động cơ điện một chiều sử

dụng vi điều khiển và máy tính cá nhân

Nhắc lại biến đổi z của hàm truyền bộ điều khiển

PID có dạng như sau:

42

 

1 1

p d p

p i

Trang 22

Giả thiết chu kỳ lấy mẫu T=0,01 giây, ta có các

hệ số của bộ điều khiển PID như sau:

43

một chiều

Thay các hệ số a,b và c vào phương trình (7.12)

Trang 23

46

(7.17)(7.18)(7.19)

45

Trang 24

Phương trình (7.18) có thể được viết lại như sau:

48

(7.22)(7.23)(7.29)

47

48

Trang 25

Đầu ra của bộ điều khiển PID ở dạng phương

trình sai phân có dạng như sau:

50

49

Trang 26

51

một chiều

Trang 27

53 00 5 10 15 20 25 30 35 40

100 200 300 400 500 600 700 800

Thực nghiệm 1: Tốc độ động cơ

bám theo quỹ đạo tốc độ tham

chiếu khi có tải (Tốc độ tham

chiếu thay đổi từ 0 đến 600

vòng/phút)

một chiều

54

Thực nghiệm 2: Tốc độ động cơ

ổn định tại tốc độ tham chiếu khi

tải thay đổi liên tục (tốc độ tham

chiếu cố định tại 372 vòng/phút)

0 5 10 15 20 25 30 0

100 200 300 400 500 600 700

53

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	1,66 MB