Đang tải... (xem toàn văn)
Bộ điều khiển dòng theo phương pháp Deadbeat. Bộ điều khiển tốc độ theo phương pháp gán điểm cực
1 Sơ đồ mô tả cấu trúc: 1.1 Từ hệ phương trình mô tả động điện chiều: Trong : Ta xây dựng sơ đồ khối động điện chiều sau: Hình 1.1 Sơ đồ khối động điện chiều từ thông không đổi 1.2 Cấu trúc mạch vòng điều chỉnh tốc độ: 1.2.1 Mạch vòng dòng: Hình 1.2 Sơ đồ mạch vòng điều chỉnh dòng điện phần ứng Trong đó: K bđ + pTbđ : Hàm truyền chỉnh lưu T u= Lu Ru : số thời gian điện từ mạch phần ứng Ru = Rb + Rk + Rud + Rs Lu = Lb + Lk + Lud K i = Rs : điện trở sensor Ti = Rs C : số thời gian sensor dòng điện 1.2.2 Mạch vòng tốc độ: Hình 1.3 Cấu trúc mạch vòng điều chỉnh tốc độ Thiết kế điều khiển dòng theo phương pháp Dead-Beat Ta có sơ đồ hình 2.1 cấu trúc để tổng hợp điều khiển số: Hình 2.1 Sơ đồ mạch vòng dòng điện thu gọn Trong đó: hàm truyền đối tượng điều khiển Chọn biến đổi có hàm truyền: - Sử dụng Matlab để tìm hàm truyền đối tượng điều khiển: G1= tf([1],[8.4e-3 0.55]); G2=tf(1,[0.0005 1]); Gs1=G1*G2; Chuyển đối tượng sang miền thời gian gián đoạn với chu kì trích mẫu , ta dùng lệnh C2d: Gz=c2d(Gs1,0.0002,'zoh') - Ta hàm truyền đối tượng điều khiển miền Z: Trong đó: b1 = 0.004167, b2 = 0.003631 a0 = 1, a1 = 1,657, a2 = 0,6616 - Với 128,23 Ta có hàm truyền điều khiển tính theo công thức: => Thiết kế điều khiển tốc độ theo phương pháp gán điểm cực Ta có : Chọn - Dùng matlab để tìm hàm truyền đối tượng điều khiển tốc độ theo cấu trúc hình 1.3 Lập trình m-file : G1= tf([1],[8.4e-3 0.55]); G2=tf(1,[0.0122 0]); G3=1.52; G4=9,44; Gh=G1*G2*G3; G5=feedback(Gh,G4); G6=tf(1,[0.0006 1]); Gsw=G5*G6; Gz=c2d(Gsw,0.002,'zoh') Chu kì trích mẫu : (s) - Ta hàm truyền đối tượng điều khiển tốc độ miền Z : Như ta có: b0 = 0; b1 = 0.01588 ; b2 = 0.03234; b3 = 0.003056; a0 = ; a1 = -1,434; a2 = 0,9272; a3 = 0,0313 Thiết kế điều chỉnh PI: Ta có: Để hệ ổn định GW (z) phải có đa thức đặc tính: có tất nghiệm thuộc vòng tròn đơn vị Ta xét đa thức đặc tính: = (a0+ r0b0)z3 + (a1 + p1a0 + r0b1 + r1b0)z2 + (a2 + p1a1 + r1b1 + r0b2)z + (a2p1 + b2r1) Giả sử điểm cực đối tượng chủ đạo z1, z2, z3 ta có: N(z) = (z- z1) (z- z2) (z- z3) = z3 - (z1 + z2 + z3)z2 + (z1z2 + z1z3+ z2z3)z - z1z2z3 Cân hệ số ta có hệ phương trình: Đặt z1+z2 = m1; z1.z2 = m2 Ta có hệ phương trình sau: A.X=B = Chọn p1=-1; z1= 0.9393+0.0195i; z2= 0.9393-0.0195i => m1 = z1 + z2 = 1,408; m2 = z1.z2=1.0035 Giải hệ Matlab: b0 = ; b1 = 0.01588; b2 = 0.03234 ; a0=1 ; a1= -1.434; a2= 0.9272; p1 = -1; m1=1.408; m2=1.0035; A=[b1 b0 1;b2 b1 -m1;0 b2 m2] B=[-m1-a1-a0*p1;m2-a2-p1*a1;-a2*p1] X = A\B Ta được: r0 = 2,1941 r1 = -2,0849 z3 = 0,9912 Vậy hàm truyền điều khiển tốc độ là: Mô Simulink Cấu trúc mô mạch vòng dòng tốc độ sau: Hình 3.1 Cấu trúc mô khâu điều chỉnh dòng khâu điều chỉnh tốc độ Kết mô phỏng: Hình 3.2 Kết mô khâu điều chỉnh dòng với thời gian khác Hình 3.3 Kết mô khâu điều chỉnh tốc độ Kết luận: - Như điều chỉnh dòng tốc độ tổng hợp phương pháp DeadBeat gán điểm cực cho tín hiệu bám theo tín hiệu đặt - Bộ điều chỉnh dòng phương pháp Dead- Beat có thời gian ổn định ngắn nên phương pháp đưa hợp lí - Bộ điều chỉnh tốc độ phương pháp gán điểm cực có thời gian ổn định dài, phương pháp đưa chưa hợp lí