Thạc Sĩ Nghiên cứu tổng hợp bộ điều chỉnh lai sử dụng trong hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiề

1- Lý do chọn đề tài

MỞ ĐẦU


Cho đến nay động cơ điện một chiều vẫn được dùng rất phổ biến trong các hệ thống truyền động chất lượng cao với dải công suất từ vài W đến hàng MW, với ưu điểm là tốc độ có thể điều chỉnh trơn trong một phạm vi rộng.
Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều khi điều khiển nhiều mạch vòng có những tính năng tốt ở trạng thái ổn định và trạng thái động, cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, thiết kế cũng rất thuận lợi. Khi kết hợp sử dụng phương pháp điều khiển hiện đại sẽ nhận được một hệ thống có chỉ tiêu chất lượng cao hơn. Do vậy tôi đã lựa chọn đề tài: " Nghiên cứu tổng hợp bộ điều chỉnh lai sử dụng trong hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều khi điều khiển nhiều mạch vòng".

2- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

2.1- Ý nghĩa khoa học

Đề tài nghiên cứu phương pháp thiết kế ứng dụng bộ điều chỉnh hệ thống truyền động và có kết hợp sử dụng phương pháp điều khiển hiện đại để nâng cao chất lượng hệ thống truyền động.
2.2- Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài góp phần xây dựng được một phương pháp thiết kế kỹ thuật hệ thống điều khiển truyền động điện đơn giản hơn, thực dụng hơn. Khi thiết kế tính toán cụ thể các tham số chỉ cần dựa theo các công thức có sẵn và số liệu trong các bảng là có thể xác định được. Do vậy làm cho việc thiết kế được quy chuẩn hoá, giảm nhẹ được rất nhiều công sức.
Đề tài góp phần trong việc nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển khi kết hợp sử dụng bộ điều khiển mờ lai. Nó thích hợp cho hệ thống điều khiển tốc độ thông dụng, hệ thống tuỳ động và cả những hệ thống phản hồi tương tự.

Lời cam đoan

MỤC LỤC

Trang

Danh mục các chữ viết tắt, các kí hiệu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Danh mục các bảng

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - GIƠÍ THIỆU TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1- Hệ thống điều chỉnh tốc độ với hai mạch vòng kín tốc độ quay và 2 dòng điện cùng với đặc tính của nó.
1.1.1- Đặt vấn đề 2

1.1.2 -Cấu tạo hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín tốc độ 3 quay và dòng điện.
1.1.3- Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đường đặc tính tĩnh. 4

1.1.4- Điểm làm việc ở trạng thái ổn định của các biến số và tính toán 7

các tham số ở trạng thái ổn định.

1.2- Chất lượng động của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín. 8

1.2.1- Mô hình toán học trạng thái động. 8

1.2.2- Phân tích quá trình khởi động. 9

1.2.3- Tính năng trạng thái động và tác dụng của hai bộ điều chỉnh. 12

Chương 2 - PHưƠNG PHÁP THIẾT KẾ ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU CHỈNH 17

THÔNG THưỜNG

2.1- Những tư duy cơ bản về phương pháp thiết kế ứng dụng. 17

2.2- Hệ thống điển hình 18

2.2.1- Hệ thống điển hình loại I. 18

2.2.2- Hệ thống điển hình loại II. 19

2.3- Chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống điều khiển. 21

2.3.1- Chỉ tiêu chất lượng bám. 21

2.3.2- Chỉ tiêu tính năng chống nhiễu. 22



2.4- Quan hệ giữa các tham số và chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điển 23

hình loại I.

2.4.1-Quan hệ giữa chỉ tiêu chất lượng bám của hệ thống và tham số K. 24

2.4.2- Quan hệ giữa chỉ tiêu chất lượng chống nhiễu và tham số của hệ 27

thống điển hình loại I.

2.5- Quan hệ giữa các tham số và chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điển 30

hình loại II.

2.5.1- Quan hệ giữa chỉ tiêu chất lượng bám và tham số của hệ thống 32

điển hình loại II.

2.5.2- Quan hệ giữa tính năng chống nhiễu và các tham số của hệ 34

thống điển hình loại II.

2.6- Bộ điều chỉnh dòng điện và điều chỉnh tốc độ quay của hai mạch 36 vòng được thiết kế theo phương pháp ứng dụng.
2.6.1- Thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện 37

2.6.2- Thiết kế bộ điều chỉnh tốc độ quay 43

2.6.3- Tính toán lượng quá điều khiển tốc độ quay khi bộ điều chỉnh 48

tốc độ quay không bão hoà nữa.

2.6.4 - Ví dụ thiết kế 55

2.7- Hạn chế quá điều khiển tốc độ quay - Phản hồi âm vi phân tốc độ 62 quay.
2.7.1- Đặt vấn đề 62

2.7.2- Nguyên lý cơ bản hệ thống điều khiển tốc độ hai mạch vòng kín 62 cài đặt phản hồi âm vi phân tốc độ quay.
2.7.3- Thời gian thôi bão hoà và tốc độ quay thôi bão hoà. 65

2.7.4- Phương pháp thiết kế ứng dụng các tham số phản hồi âm vi 66

phân tốc độ quay.

2.7.5 - Tính năng chống nhiễu của hệ thống điều khiển tốc độ hai 67 mạch vòng kín có cài đặt phản hồi âm vi phân tốc độ quay.
Chương 3 - TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU CHỈNH LAI 71



3.1 - Ứng dụng bộ điều khiển mờ trong mạch vòng tốc độ. 71

3.1.1 - Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ 72

3.1.2 - Nguyên lý điều khiển mờ. 73

3.1.3 - Những nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ. 74

3.2 - Các bộ điều khiển mờ 80

3.2.1 - Bộ bbiều khiển mờ tĩnh. 80

3.2.2 - Bộ điều khiển mờ động. 80

3.3 - Hệ điều khiển mờ lai 82

3.3.1 - Đặt vấn đề 82

3.3.2 - Cơ sở thiết kế bộ điều khiển mờ lai. 83

3.3.3 - Thiết kế bộ điều khiển mờ lai PI 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC