So sánh hiệu quả các bộ vi điều khiển trong ứng dụng điều chỉnh tốc độ động cơ DC sử dụng giải thuật trượt bậc cao với mặt trượt phi tuyến

Bài viết trình bày nội dung so sánh, phân tích, đánh giá hiệu quả điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều của các bộ vi điều khiển như bo mạch phát triển TMS320F28379D, bo mạch STM32F407, bo mạch phát triển Mega2560.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
So sánh hiệu quả các bộ vi điều khiển trong ứng dụng điều chỉnh tốc độ động cơ DC sử dụng giải thuật trượt bậc cao với mặt trượt phi tuyến TNU Journal of Science and Technology 229(14): 356 - 361COMPARISON OF THE EFFECTIVENESS OF MICROCONTROLLERSIN THE APPLICATION OF DC MOTOR SPEED CONTROLUSING NON-SINGULAR TERMINAL SLIDING MODENguyen Tan No, Mai Nhat Thien*Vinh Long University of Technology Education ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 13/11/2024 In the DC motor control field, the selection of the control hardware plays a crucial role in achieving optimal control performance. This paper presented a Revised: 29/11/2024 comparison, analysis, and evaluation of the DC motor speed control results Published: 30/11/2024 using microcontroller units such as TMS320F28379D launchpad development kit board, STM32F407 discovery kit board, Arduino Mega2560 development board. The studied group based on non-singularKEYWORDS terminal sliding mode control theory, which significantly reduced chatteringMicrocontroller and shortened the response time to compare the classical sliding mode method. The programmed control model designed using MATLAB/NSTM Simulink software. The microcontrollers programmed with high-orderDC motor sliding controller with nonlinear sliding surface used in the experiment atMatlab/Simulink speeds lower than 130 (rad/s) with good response and eliminating oscillationChattering affect effects. However, the TMS320F28379D board has the best response in terms of fast settling time and smallest settling error at the speed of 260 (rad/s). Besides, at this referenced speed, the STM32F407 board also has good response in terms of fast settling time and small settling error. On the contrary, the Mega 2560 board has poor results in terms of settling time and small settling error at the setting speed of 260 (rad/s).SO SÁNH HIỆU QUẢ CÁC BỘ VI ĐIỀU KHIỂN TRONG ỨNG DỤNGĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC SỬ DỤNG GIẢI THUẬT TRƯỢTBẬC CAO VỚI MẶT TRƯỢT PHI TUYẾNNguyễn Tấn Nó, Mai Nhật Thiên*Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 13/11/2024 Trong lĩnh vực điều khiển động cơ điện một chiều, sự lựa chọn phần cứng điều khiển đóng vai trò quan trọng để đạt được hiệu quả điều khiển tối ưu. Ngày hoàn thiện: 29/11/2024 Bài báo trình bày nội dung so sánh, phân tích, đánh giá hiệu quả điều khiển Ngày đăng: 30/11/2024 tốc độ động cơ điện một chiều của các bộ vi điều khiển như bo mạch phát triển TMS320F28379D, bo mạch STM32F407, bo mạch phát triển Mega2560. Nhóm nghiên cứu dựa vào lý thuyết điều khiển trượt bậc cao vớiTỪ KHÓA mặt trượt phi tuyến, nó giúp làm giảm đáng kể hiện tượng dao động và rútVi điều khiển ngắn thời gian đáp ứng so với phương pháp điều khiển trượt cổ điển. Điều khiển lập trình mô hình được thiết kế trên phần mềm MATLAB/ Simulink.Bộ điều khiển NSTM Các bộ vi điều khiển được lập trình với bộ điều khiển trượt bậc cao với mặtĐộng cơ điện một chiều trượt phi tuyến được sử dụng trong thí nghiệm với tốc độ thấp hơn 130Matlab/simulink (rad/s) có đáp ứng tốt và loại bỏ ảnh hưởng dao động. Tuy nhiên, bo mạchẢnh hưởng dao động TMS320F28379D đáp ứng tốt nhất về thời gian xác lập nhanh và sai số xác lập nhỏ nhất tại tốc độ 260 (rad/s). Bên cạnh đó, tại tốc độ này, bo mạch STM32F407 cũng đáp ứng tốt về thời gian xác lập nhanh và sai số xác lập nhỏ. Ngược lại, bo mạch Mega 2560 có kết quả không tốt về thời gian xác lập là sai số xác lập nhỏ tại tốc độ đặt 260 (rad/s).DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11547* Corresponding author. Email: thienmn@vlute.edu.vnhttp://jst.tnu.edu.vn 356 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 229(14): 356 - 3611. Giới thiệu Động cơ điện một chiều (động cơ DC) được sử dụng rộng rãi trong robot và thiết bị điện. Dođó, việc kiểm soát tốc độ của động cơ DC rất quan trọng và đã được nghiên cứu từ những thập kỷtrước. Nhìn chung, các hệ thống động cơ DC có đặc điểm không chắc chắn và phi tuyến dẫn đếnlàm giảm hiệu suất của bộ điều khiển [1]. Có nhiều phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điệnđã được nghiên cứu với các ngoại vi của các bo điều khiển như TMS320F, Mega2560,STM32F4xx, Raspberry pi... Thông qua ứng dụng thuật toán điều khiển PID được sử dụng rộngrãi bởi sự đơn giản, độ tin cậy. Tuy nhiên, quá trình xử lý điều chỉnh là khó khăn cho việc khôngthể điều chỉnh các thông số quy ước thuật toán PID [2]. Để cải thiện hiệu quả các bộ điều khiểnPID, một số phương pháp đề xuất như bộ điều khiển trạng thái mờ (FLC) [3], bộ mạng nơ ronnhân tạo lan truyền ngược (RBF neutral network) [4], điều khiển mô hình dự đoán [5]… Điều khiển trượt (SMC) là phương pháp đã được sử dụng ngày càng nhiều trong các thuật toánước điều khiển hệ thống bất định [6]. SMC có những ưu điểm nổi bật so với các phương pháp khác,chẳng hạn như độ nhạy thấp đối với các tham số hệ thống và khả năng chống nhiễu mạnh. Tuynhiê ...