Xây dựng bộ điều khiển tốc độ cho hệ nhiều động cơ bằng phương pháp điều khiển cuốn chiếu

Bài viết này trình bày kết quả tổng hợp bộ điều khiển cuốn chiếu (backstepping) cho vòng tốc độ của hệ truyền động nhiều động cơ. Các kết quả được khảo sát đánh giá bằng mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink cho thấy bộ điều khiển này đảm bảo được các yêu cầu chất lượng ngay cả khi hệ thống chịu ảnh hưởng của các yếu tố phi tuyến do cấu trúc phần cơ gây ra. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng bộ điều khiển tốc độ cho hệ nhiều động cơ bằng phương pháp điều khiển cuốn chiếu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CHO HỆ NHIỀU ĐỘNG CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CUỐN CHIẾU BUILDING A SPEED CONTROLLER FOR MULTI-MOTOR SYSTEMS BY BACKSTEPPING METHOD Trần Xuân Tình1*, Đặng Tiến Trung2, Lê Văn Sâm1, Nguyễn Ngọc Tuấn3 1 Học viện Phòng không - Không quân, 2Trường Đại học Điện lực, 3Học viện Kỹ thuật quân sự Ngày nhận bài: 19/07/2020, Ngày chấp nhận đăng: 16/03/2021, Phản biện: PGS.TS. Nguyễn Quang Hoan Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả tổng hợp bộ điều khiển cuốn chiếu (backstepping) cho vòng tốc độ của hệ truyền động nhiều động cơ. Các kết quả được khảo sát đánh giá bằng mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink cho thấy bộ điều khiển này đảm bảo được các yêu cầu chất lượng ngay cả khi hệ thống chịu ảnh hưởng của các yếu tố phi tuyến do cấu trúc phần cơ gây ra. Từ khóa: Nhiều động cơ, điều khiển cuốn chiếu, ma sát, đàn hồi. Abstract: The paper presents the results of summarizing the backstepping controller for the speed loops of the multi-motor drive. The results surveyed and evaluated by simulation on Matlab-Simulink software show that the controller ensures the quality requirements in the system under the influence of nonlinear factors as causing the mechanical structure Keywords: Multi-motor drive systems, backstepping controller, elastic, backlash. 1. MỞ ĐẦU liên tục được nghiên cứu phát triển cả trong và ngoài nước, từ đơn giản như Hệ truyền động (HTĐ) nhiều động cơ ứng BĐK PID [3] đến phức tạp như logic mờ dụng trong công nghiệp và quốc phòng [4], mạng nơron [5], điều khiển tối ưu [6], đều là hệ động lực học phi tuyến, chứa và điều khiển bền vững [7]. Tuy nhiên các liên hệ chéo; các mối liên hệ này làm vẫn vẫn cần thêm những nghiên cứu nhằm cho mô hình của đối tượng điều khiển trở làm phong phú thêm các thuật toán điều nên phi tuyến. Trong điều khiển HTĐ vật khiển cho hệ. BĐK điều khiển cuốn chiếu liệu đàn hồi nhiều động cơ, việc kiểm soát mà tác giả đề xuất đã cho chất lượng tốt tốc độ các động cơ là một vấn đề khó. Các ngay cả khi tính đến yếu tố phi tuyền hệ bộ điều khiển (BĐK) tốc độ cho HTĐ này số đàn hồi thay đổi. Số 25 17 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) 2. MÔ HÌNH CƠ HỆ Roll 1 Roll 2 Roll n r n r 1 r 2 r1 F12 r2 F23 Fn1,n rn Inventer 1 Inventer 2 Inventer n Motor 1 Motor 2 Motor n r 1 r 2 r 3 Bộ điều khiển tốc độ f Hình 1. Mô hình hệ truyền động nhiều động cơ Theo [1-2] mô hình toán hệ truyền động hằng số thời gian rôto;  rd : từ thông rôto; một động cơ không đồng bộ trong dây J Lrm isq : dòng stato. KT  : hằng số thời chuyền sản xuất có dạng: ki2 M dm crm  f  k f .us gian của tải; kc  : hệ số đàn hồi; c: ki 2 M dm    1 .k     hệ số đàn hồi; rm : tốc độ định mức của  T KT c r T động cơ; M dm : mômen định mức; ki : hệ    1  M  M  số truyền của hộp số.  r J d s  rd  f  r  d 3 LmTr 2  Md  np (2) 2 (1) 2 Lr  M  3 n Lm  i  d 2 p L rd sq  r Với  isq  L  rd  f  r  Tr 1 r  Md  Ms  Jd  m  y  T  1 3 LmTr 2 . np  rd  f  r   kc r  T  1 Jd 2 Lr Jd Trong đó:  f  k f us : tốc độ đặt do vòng 1 3 LmTr 2 ngoài đưa vào. M ...