Luận Văn điều khiển pid động cơ không đồng bộ 3 pha với pic 18f4520 (thuyết minh + code)

LỜI MỞ ĐẦU​
Hiện nay nước ta đang tiến hành quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa với mục tiêu giúp cho đất nước thoát khỏi cảnh nghèo nàn, lạc hậu và phấn đấu cơ bản trở thành một nước công nghiệp vào năm 2020.Ứng dụng những thành tựu của khoa học kĩ thuật trong sản xuất, các ngành kĩ thuật nói chung và ngành điện tử - điều khiển tự động nói riêng đã đóng góp không nhỏ vào quá trình phát triển của đất nước. Lĩnh lực tự động hóa cần được quan tâm và phát triển để nâng cao hiệu quả sản xuất, đây cũng chính là cốt lõi của nền sản xuất hiện đại.
Trong các dây chuyền công nghệ sản xuất trong công nghiệp thì hệ thống truyền động và băng tải là một bộ phận quan trọng và không thể thiếu. Để cung cấp sức kéo cho các hệ thống này thì so với các loại động cơ khác, động cơ điện không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất, từ công suất nhỏ, trung bình đến công suất lớn do có rất nhiều tính năng ưu việt như: kết cấu đơn giản, độ bền cao, giá thành hạ, dễ lắp đặt và bảo trì.
Nhờ sự phát triển của kĩ thuật đã chế tạo được các khóa bán dẫn có công suất lớn nên việc điều khiển các động cơ không đồng bộ ba pha trở nên dễ dàng hơn và các tính năng của động cơ cũng được khai thác tốt hơn. Thêm vào đó là sự phát triển của của kĩ thuật điện tử và lĩnh vực điều khiển tự động hóa, nhiều phương pháp điều khiển đã ra đời và ngày càng hoàn thiện hơn nên việc điều chỉnh moment cũng như ổn định tốc độ động cơ trở nên linh hoạt hơn, đáp ứng được các đòi hỏi của quy trình công nghệ và quá trình sản xuất công nghiệp.
Trong các phương pháp điều khiển vòng kín thì thuật toán điều khiển PID là phương pháp tương đối đơn giản, dễ thiết kế, thực hiện, lại có chất lượng chấp nhận được nên được sử dụng rộng rãi trong điều khiển quá trình và nhiều đối tượng khác nhau.
Xuất phát từ những điều kể trên, trong đồ án này tôi đã ứng dụng thuật toán điều khiển PID trong việc điều khiển và ổn định tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha.
Dù đã rất cố gắng trong khi thực hiện đề tài này, nhưng do kiến thức còn hạn chế, chưa có kinh nghiệm sản xuất thực tế nên không tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp và nhận xét từ phía thầy cô và các bạn, tôi xin chân thành cảm ơn.



MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN1​ 1.1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA.1
1.1.1 Cấu tạo.1
1.1.2 Ứng dụng.2
1.1.3 Các phương pháp điều khiển.3
1.2 CHỈNH LƯU CẦU MỘT PHA.3
1.3 BIẾN TẦN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN.5
1.3.1. Ứng dụng của biến tần 5
1.3.2 Biến tần trực tiếp . 6
1.3.3 Bộ biến tần có khâu trung gian một chiều (biến tần gián tiếp).6
1.3.4 Bộ nghịch lưu áp 3 pha.7
1.3.5 Các phương pháp điều khiển phổ biến.10
1.3.5.1 Phương pháp điều chế sin PWM 10
1.3.5.1.1 Giới thiệu . 10
1.3.5.1.2 Một số công thức tính toán 11
1.3.5.2 Phương pháp điều khiển V/f.12
1.3.5.3 Nghịch lưu 3 pha sixtep.14
1.3.5.3.1 Nghịch lưu sixtep dẫn
1.3.5.3.2 Nghịch lưu sixtep dẫn
1.4 ENCODER.18
1.4.1 Cấu tạo 18
1.4.2 Nguyên lý hoạt động 19
1.5 CẢM BIẾN NHIỆT LM335.19
1.6 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PID .20
1.6.1 Thuật toán PID số.20
1.6.2 Thuật toán PID rời rạc hóa.21
1.6.3 Hiệu chỉnh thông số của bộ điều khiển PID.25
1.6.3.1 Phương pháp thứ nhất.25
1.6.3.2 Phương pháp thứ hai 26
1.7 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH Visual Basic.26
1.7.1 Khái quát về Visual Basic.26
1.7. 2 Giới thiệu về công cụ ActiveX Teechart 28
1.8 VI ĐIỀU KHIỂN_PIC 18f4520.29
1.8.1 Giới thiệu về PIC . 29
1.8.2 Đặc điểm nổi bật ngoại vi 32
1.8.3 Chức năng từng chân.33
CHƯƠNG 2: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 35​ 2.1 NỘI DUNG.35
2.1.1 Yêu cầu đề ra.35
2.1.2 Giải quyết yêu cầu.35
2.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG.36
2.2.1 Khối điều khiển và hiện thị.36
2.2.1.1 Khối nguồn .37
2.2.1.2 Nút nhấn và biến trở.38
2.2.1.3 Encoder . 38
2.2.1.4 Temp sensor.38
2.2.1.5 LCD hiển thị.38
2.2.1.6 Khối Max232 . 38
2.2.1.7 Vi điều khiển 39
2.2.2 Khối công suất.40
2.2.2.1 Bộ chỉnh lưu.41
2.2.2.2 Mạch cách li và mạch lái.41
2.2.2.2.1 Mạch cách li 41
2.2.2.2.2 Mạch lái.43
2.2.2.3 Mạch nghịch lưu 3 pha .44
2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 46
2.4 GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH.48
2.4.1 Chương trình trên PIC18F4520.49
2.4.1.1 Lưu đồ giải thuật chương trình chính . 49
2.4.1.2 Giải thuật chương trình PID.53
2.4.1.3 Lưu đồ giải thuật chương trình ngắt 54
2.4.1.3.1 Ngắt port nối tiếp.55
2.4.1.3.2 Ngắt Timer 2.55
2.4.1.3.3 Ngắt Timer1 và Timer 3 56
2.4.2 Chương trình và giải thuật trên máy tính . 57
2.4.2.1 Sự kiện nút nhấn CONNECT 58
2.4.2.2 Sự kiện Form_Load() 59
2.4.2.3 Sự kiện nút nhấn START.59
2.4.2.4 Sự kiện nút nhấn STOP.60
2.4.2.5 Sự kiện nút nhấn ABOUT.61
2.4.2.6 Sự kiện OnComn() . 61
2.4.2.7 Chương trình con tính thuật toán PID.62
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 63​ 3.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.63
3.2 HẠN CHẾ.63
3.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 63
PHỤ LỤC65​ TÀI LIỆU THAM KHẢO98​