Đang tải... (xem toàn văn)
1. Mô hình thí nghiệm sử dụng DSP TMS320LF2407A. 2. Hệ thống là một phương tiện nghiên cứu và thử nghiệm các thuật toán về điều khiển động cơ. 3. Thông qua mô hình này phát triển các phương pháp khác về điều khiển động cơ. 4. Mô hình thí nghiệm trong lĩnh vực điều khiển chất lượng cao. 5. Ứng dụng trong việc thiết kế và chế tạo bộ biến tần công nghiệp.
Chuyên đề điều khiển động cơ dùng DSP TMS320LF2407A ĐIỀU KHIỂN BỀN VỮNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ DÙNG DSP Đề tài: KS. Trần Công Binh ĐHBK TpHCM, tháng 10/ 2004 Đề tài NCKH eBook for You Giới thiệu về điều khiển tốc độ động cơ KĐB stator Cuộn dây pha A i sa u sa i ra i sc u sc i sb u sb Cuộn dây pha C Cuộn dây pha B rotor i rc i rb stator Trục chuẩn stator Cuộn dây pha A i sa u sa i ra i sc u sc i sb u sb Cuộn dây pha C Cuộn dây pha B rotor i rc i rb stator Trục chuẩn eBook for You s s ' r ' r r s rs s u L 11 T 1 i T 1 T 1 dt di s s ' r ' r r s rs s u L 11 T 1 i T 1 T 1 dt di ' r ' r r s r ' r T 1 i T 1 dt d ' r ' r r s r m ' r T 1 i T L dt d s ' rs ' r r 2 m e ii L L p 2 3 M Te MM J p dt d Phửụng trỡnh cuỷa ủoọng cụ KẹB trong heọ toùa ủoọ stator vụựi: s s s R L T r r r R L T rs 2 m LL L 1 eBook for You Chuyển sang hệ tọa độ từ thông rotor (hệ tọa độ dq) Điều khiển động cơ 3 pha j i s Cuộn dây pha A Cuộn dây pha B Cuộn dây pha C 0 i s d jq i sd i sq s s Trục từ thông rotor Trục rotor j i s 0 i s d jq i sd i sq s DC == 3~ AC Vdc M 3~ a b c Biến tần Đcơ KĐB 2= 3 i sa i sb i s i s i sd i sq góc s s j e Hệ tọa độ Hệ tọa độ dq Nguồn DC Nguồn AC 3 pha Điều khiển eBook for You Hồi tiếp điều chỉnh Bộ điều khiển IMC M t – F Mô hình Mô hình ngược Bộ Lọc IMC + – + BBĐ Bộ ước lượng từ thông – + Động cơ r r 1 P ˆ P ˆ r s sq sd u u c b a u u u s s s u u b a i i e e r ˆ s sq sd u u r ˆ Điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình nội (IMC) Thuật toán điều khiển: Thầy Trònh Hoàng Hơn đã mô phỏng trên Matlab (LVCH) Thầy Dương Hoài Nghóa hướng dẫn Mô hình ngược Động cơ Mô hình thuận Đá pứn g Đặt eBook for You Thuật toán điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình nội IMC Mô phỏng trên Malab: Khối lượng xử lý của thuật toán điều khiển giảm đi đáng kể Chất lượng đáp ứng danh đònh của hệ thống rất tốt Thuật toán không phụ thuộc nhiều vào thông số của động cơ Xử lý trong hệ tọa độ dq eBook for You Khối lượng xử lý của thuật toán điều khiển giảm đi đáng kể Chất lượng đáp ứng danh đònh của hệ thống rất tốt Thuật toán không phụ thuộc nhiều vào thông số của động cơ Phương pháp xử lý trong hệ tọa hệ độ từ thông rotor Thay đổi thời gian đáp ứng qua thông số của bộ lọc IMC Không phụ thuộc nhiều vào Momen tải ƯU ĐIỂM CỦA THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN IMC: Hệ thống bền vững với sai số của thông số mô hình Không ảnh hưởng do thay đổi trạng thái làm việc Không cần nhận dạng thông số mô hình trực tuyến Đáp ứng ổn đònh và bền vững với sai lệch của mô hình Thời gian đáp ứng của các đại lượng điều khiển nhanh Triệt nhiễu hồi tiếp nhờ bộ lọc IMC – lọc thông thấp eBook for You Mô phỏng gián đoạn hệ thống điều khiển trên Malab: Nhưng cần phải mô phỏng mô hình gián đoạn - tín hiệu số - DSP Bộ lọc IMC eBook for You Kết quả mô phỏng mô hình gián đoạn trên Malab: Thuật toán điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình nội IMC 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 2 4 M T M e (Nm) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 0.5 1 Fi r (Wb) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 50 100 time (s) W (rad/s) toc do dat toc do dap ung tu thong dat tu thong dap ung momen tai momen dien Tần số lấy mẫu 5Khz eBook for You Kết quả mô phỏng mô hình gián đoạn trên Malab: Đáp ứng tốc độ động cơ với thuật toán điều khiển IMC 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 20 40 60 80 100 120 time (s) W (rad/s) toc do dat toc do dap ung 3T Hệ thống ổn đònh nội khi chu kỳ lấy mẫu nhỏ hơn 1ms, vậy cần dùng bộ điều khiển có tốc độ xử lý nhanh (>1Khz) Thời gian khởi động eBook for You [...]... DSP TMS320LF2407A được thiết kế chuyên dụng cho điều khiển động cơ KĐB 3 pha (tốc độ xử lý 40MIPS – single cycle) Hệ điều khiển tốc độ động cơ KĐB 3 pha dùng DSP AC Input Bridge Rectifier Nghòch lưu 3 pha Power Factor Correction Inverter Motor &Load eBook for You Nguồn AC Chỉnh lưu Điều khiển từ PC SCI Transceive r Input Control DSP TMS320LF2407A Digital Signal Processor Bộ điều khiển DSP Điều khiển. .. Giao diện thu thập dữ liệu và điều khiển viết bằng VB6 eBook for You Điều khiển thay đổi tốc độ động cơ từ máy tính Đáp ứng của hệ thống điều khiển: Đáp ứng từ thông rotor của động cơ 5 3 Đặt Thời gian đáp ứng nhanh 2 Đáp ứng 1 0 0 0.5 1 1.5 2 eBook for You 4 Đáp ứng của hệ thống điều khiển: Đáp ứng tốc độ động Sai xác lập số cơ nhỏ Đáp ứng ổn đònh 1400 Thời gian khởi động nhanh 900 Đặt Đáp ứng 400... You 1900 Đánh giá chất lượng điều khiển của hệ thống Đáp ứng của hệ thống: sai số tốc độ 1% Thời gian đáp ứng: nhanh (< 1s) Tính bền vững của hệ thống: ít ảnh hưởng do thông số động cơ thay đổi & do nhiễu tác động ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG Điều khiển thay đổi tốc độ động cơ dễ dàng Điều khiển ổn đònh tốc độ – nâng cao chất lượng sản phẩm Tiết kiệm năng lượng điện Giảm cơ cấu cơ khí - giảm tiếng ồn eBook... S7 S2 S4 S6 Mạch snubber Lập trình DSP điều khiển và truyền thông PWM tần số 5Khz ADC 10 bit cho hai dòng điện Ia và Ib, VR chỉnh tốc độ QEP đọc tốc độ động cơ từ Encoder SCI giao tiếp máy tính (điều khiển và thu thập dữ liệu) I/O giao tiếp ngoại vi Timer và INT hỗ trợ Lập trình DSP tính toán thuật toán điều khiển Chuẩn hóa các biến và phương trình cho DSP fix-point isd (k 1) 1 a1mTsamp... thống: không thay đổi nhiều khi tải thay đổi Hướng phát triển và ứng dụng Mô hình thí nghiệm sử dụng DSP TMS320LF2407A Thông qua mô hình này phát triển các phương pháp khác về điều khiển động cơ Mô hình thí nghiệm trong lónh vực điều khiển chất lượng cao Ứng dụng trong việc thiết kế và chế tạo bộ biến tần công nghiệp eBook for You Hệ thống là một phương tiện nghiên cứu và thử nghiệm các thuật toán về điều. .. max I max s max I max I max Lập trình DSP tính toán Chu kỳ lấy mẫu tính toán: 200us (5Khz) Lập trình bằng C hay Assembly trên Code Composer eBook for You LẬP TRÌNH TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU KHIỂN DÙNG DSP eBook for You Giao diện lập trình bằng Code Composer Studio LẬP TRÌNH THU THẬP DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ PC Lập trình bằng Visual Basic 6.0 Cài đặt thông số điều khiển và thông số mô hình từ máy tính Thu... DSP TMS320LF2407A hỗ trợ điều khiển động cơ KĐB Bộ VSI Fault Protection PDPINT Three phase Inverter Driver Circuits PWM Genrator Current Sensors ADC Modul Motor Speed Sensor Capture/ QEP DSP Motor Controller SCI/ SPI Digital IO Comm Serial Other Logic Control Logic eBook for You Power Stage eBook for You Bộ biến đổi điện áp VSI – Voltage Source Inverter Chỉnh lưu Nghòch lưu Bộ nghòch lưu điện áp - Cầu... gián đoạn trên Malab: Thuật toán điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình nội IMC dong dien pha A dong dien pha B 5A-peak 5 0 -5 -10 0 0.5 1 1.5 2 200 0 A B 3 dien ap pha A dien ap pha B 220V-peak U U (Volt) 2.5 -200 0 0.5 1 1.5 time (s) 2 2.5 3 eBook for You A B I I (Ampere) 10 eBook for You Phương pháp điều rộng xung nguồn áp cho biến tần Tần số điện áp là 50Hz, vì vậy tần số điều rộng xung phải đủ lớn (>2Khz)... PWM 2 bộ QEP (Quadrature Encoder Capture/ QEP DSP Motor Controller Motor Controller DSP SCI/ SPI SCI/ SPI Digital IO Comm Serial CommOther Serial Logic Digital IO Other Logic Control Logic Pulse) 2 bộ Capture 16 kênh ADC 10 bit Cổng giao tiếp SCI, SPI I/O giao tiếp ngoại vi Control Logic eBook for You Power Stage Đặc điểm DSP TMS320LF2407A eBook for You KIT eZdsp TMS320LF2407 3.3V DSP TMS320LF2407A... tiếp dòng điện DSP TMS320LF2407A hỗ trợ điều khiển động cơ KĐB Power Stage Three phase Inverter Fault Protection PDPINT Driver Fault Current Driver Circuits ProtectionSensors Circuits Motor Three phase Inverter Speed Current Sensor Sensors PWM Genrator PDPINT ADC Modul PWM Genrator ADC Modul Capture/ QEP Motor Tốc độ xử lý 40 MIPS Pipeline 4-level-deep Bus dữ liệu 16 bit (fixpoint) Bộ nhân 16 x . Chuyên đề điều khiển động cơ dùng DSP TMS320LF2407A ĐIỀU KHIỂN BỀN VỮNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ DÙNG DSP Đề tài: KS. Trần Công Binh ĐHBK TpHCM, tháng 10/ 2004 Đề tài NCKH eBook. 1ms, vậy cần dùng bộ điều khiển có tốc độ xử lý nhanh (>1Khz) Thời gian khởi động eBook for You Kết quả mô phỏng mô hình gián đoạn trên Malab: Thuật toán điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình. r r 1 P ˆ P ˆ r s sq sd u u c b a u u u s s s u u b a i i e e r ˆ s sq sd u u r ˆ Điều khiển động cơ KĐB dùng mô hình nội (IMC) Thuật toán điều khiển: Thầy Trònh Hoàng Hơn đã mô phỏng trên Matlab (LVCH) Thầy Dương Hoài Nghóa hướng dẫn Mô hình ngược Động cơ Mô