TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
CÂN BẰNG CHO PENDUBOT
SVTH:
Khoá:
Ngành:
GVHD:
MSSV: 18151055
TRỊNH XUÂN CHINH
LÊ DIỆP THUỲ DƯƠNG
MSSV: 18151061
2018
Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hoá
TS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG HẢI
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
CÂN BẰNG CHO PENDUBOT
SVTH:
Khoá:
Ngành:
GVHD:
TRỊNH XUÂN CHINH
MSSV: 18151055
LÊ DIỆP THUỲ DƯƠNG
MSSV: 18151061
2018
Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hoá
TS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG HẢI
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm sinh viên đã nhận được sự giúp đỡ của Quý
Thầy/Cô và các bạn, nhờ vậy đề tài đã hoàn thành đúng thời gian quy định. Những kiến
thức và kinh nghiệm chúng em đã tích luỹ được trong quá trình làm đồ án này là vô cùng
quý báu. Nhóm sinh viên đã trao dồi khả năng làm việc nhóm, phân quản lý công việc và
quản lý thời gian. Và hơn hết, những kỹ năng cứng lẫn kỹ năng mềm này chính là hành
trang để chúng em có thêm động lực để vững bước trong quãng đường sự nghiệp trong
tương lai.
Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS. Nguyễn Văn Đông Hải, người đã
tận tình hướng dẫn, định hướng nghiên cứu, hỗ trợ các trang thiết bị, cùng vốn kiến thức
chuyên môn để nhóm sinh viên có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian.
Nhóm xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy/Cô Khoa Đào tạo
Chất lượng cao và Khoa Điện – Điện tử đã cung cấp những kiến thức nền cơ bản.
Nhóm sinh viên xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi về vật
chất cũng như tinh thần để nhóm sinh viên sớm hoàn thành đồ án này. Rất cảm ơn gia đình
đã luôn bên cạnh và ủng hộ chúng em khi gặp phải các rào cản tinh thần khi thử nghiệm
thất bại trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Tuy đã cố gắng hết sức, luận văn này vẫn còn nhiều thiếu sót, nhóm sinh viên rất
mong nhận được sự góp ý từ Quý Thầy/Cô để đề tài được hoàn thiện hơn.
Tp Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 08 năm 2022
Sinh viên thực hiện
.
Trịnh Xuân Chinh
Lê Diệp Thuỳ Dương
v
TÓM TẮT
Với sự phát triển của công nghiệp, các nhóm ngành thuộc về kỹ thuật như Công
nghệ thông tin, Cơ – Điện tử, Điện – Điện tử, Điều khiển tự động ... đã và đang đạt được
nhiều thành tựu mới. Việc đơn giản hoá các mô hình điều khiển tự động thực tế rất c
...
...
ơn vị thời gian
lấy mẫu:
????????(????)
????(????????+1 ) − ????(???????? )
≈
????????
∆????
(54)
Phương trình cân bằng điện áp và các bước triển khai được trình bày như ở
(55)→(59)
????(???????? ) = ????(???????? ) × ???????? +
????????(????)
× ???????? + ???????? × ????(???????? )
∆????
⇔ ????(???????? ) = ????(???????? ) × ???????? +
????(????????+1 ) − ????(???????? )
× ???????? + ???????? × ????(???????? )
∆????
⇔ ∆???? × ????(???????? )
= ????(???????? ) × ???????? × ∆???? + [????(????????+1 ) − ????(???????? )] × ????????
(55)
(56)
(57)
+ ???????? × ????(???????? ) × ∆????
⇔ ∆???? × ????(???????? )
= ????(???????? ) × ???????? × ∆???? + ????(????????+1 ) × ???????? − ????(???????? ) × ????????
(58)
+ ???????? × ????(???????? ) × ∆????
⇔ ????(????????+1 ) =
???????? − ???????? × ∆????
???????? × ∆????
∆????
× ????(???????? ) −
× ????(???????? ) +
× ????(???????? )
????????
????????
????????
(59)
78
Phương trình cân bằng momen được trình bày và triển khai theo như các biểu thức:
????(???????? ) × ???????? =
????????(???????? )
× ???????? + ????(???????? ) × ???????? + ???????? × ????????????(????)
????????
⇔ ????(???????? ) × ???????? =
(60)
????(????????+1 ) − ????(???????? )
× ???????? + ????(???????? ) × ???????? + ???????? × ????????????(????)
∆????
⇔ ∆???? × ????(???????? ) × ????????
= [????(????????+1 ) − ????(???????? )] × ???????? + ∆???? × ????(???????? ) × ????????
(61)
(62)
+ ∆???? × ???????? × ????????????(????)
⇔ ∆???? × ????(???????? ) × ????????
= ????(????????+1 ) × ???????? − ????(???????? ) × ???????? + ∆???? × ????(???????? ) × ????????
(63)
+ ∆???? × ???????? × ????????????(????)
⇔ ????(????????+1 ) =
???????? − ???????? × ∆????
???????? × ∆????
???????? × ∆????
????(???????? ) +
????(???????? ) −
????????????(????)
????????
????????
????????
(64)
Đặt:
????1 =
???????? − ???????? × ∆????
????????
????2 =
???????? × ∆????
????????
????3 =
∆????
????????
????1 =
???????? × ∆????
????????
????2 =
???????? − ???????? × ∆????
????????
????3 = −
???????? × ∆????
????????
Phương trình (59) và (64) được viết gọn thành:
????(????????+1 ) = ????1 × ????(???????? ) − ????2 × ????(???????? ) + ????3 × ????(???????? )
(65)
????(????????+1 ) = ????1 × ????(???????? ) − ????2 × ????(???????? ) + ????3 × ????????????(????(???????? ))
(66)
Trong đó:
▪
▪
????(????????+1 ) là dòng điện qua động cơ DC tại thời điểm ????????+1
????(???????? ) là dòng điện qua động cơ DC tại thời điểm ????????
▪
????(????????+1 ) là tốc độ góc của trục động cơ tại thời điểm ????????+1
▪
????(???????? ) là tốc độ góc của trục động cơ tại thời điểm ????????
????(???????? ) là điện áp cấp cho động cơ tại thời điểm ????????
▪
79
▪
????????????(????(???????? )) là dấu của tốc độ góc của trục động cơ DC tại thời điểm ????????
▪
∆???? là thời gian lấy mẫu
Viết (65)(66) về dạng ma trận, thu được kết quả như sau:
????(2)
????(1)
????(3)
????(2)
????(4) = ????(3)
…
…
[????(????????+1 )] [????(???????? )
????(1)
????(2)
????(3)
…
????(???????? )
????(1)
????1
????(2)
????(3) × [????2 ]
????3
…
????(???????? )]
(67)
????(1)
????(2)
????(3)
????(2)
????(4) = ????(3)
…
…
[????(????????+1 )] [????(???????? )
????(1)
????(1)
????(3)
…
????(???????? )
????????????(????(1))
????1
????????????(????(2))
????????????(????(3)) × [????2 ]
????3
…
????(???????? ) ]
(68)
Từ biểu thức ma trận (67)(68), thiết lập chương trình nhận dạng bằng công cụ
MATLAB/Simulink và dùng vi điều khiển để thu thập số liệu đo được từ động cơ. Tính
toán ????1 , ????2 , ????3 , ????1 , ????2 , ????3 và thay vào công thức (67)(68) để xác định các thông số
???????? , ???????? , ???????? , ???????? , ???????? , ???????? của động cơ DC.
∆????
???????? =
????3
|???????? | = ???????? =
????3 ????2
????1 ????3
???????? = −
????2
????3
???????? =
(1 − ????1 )
????3
???????? = −
????2 ∆????
????3 ????1
???????? =
????2 (????2 − 1)
????3 ????1
80
