Tất cả PDF Doc/Text Âm thanh Video
Chia sẻ nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều lên facebook!
nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều

06/05/2017 Uploader: AMBN Loại file: doc

Luận văn cao học: Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều. Động cơ điện một chiều được ứng dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực kinh tế và khoa học kĩ thuật như trong luyện kim, trong công nghệ giấy hoặc ở một số hệ thống khác, thường người ta cung cấp điện cho một nhóm động cơ từ một bộ biến đổi có điện áp không đổi, để thay đổi tốc độ động cơ thường người ta thực hiện việc thay đổi từ thông kích từ. Trong các nhà máy cán thép, tàu điện ngầm và các cánh tay Robot. Để thực hiện các nhiệm vụ trong công nghiệp điện tử với độ chính xác cao, lắp ráp trong các dây chuyền sản xuất. Vì vậy hệ thống điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông số động cơ điện một chiều kích từ độc lập đóng vai trò rất quan trọng trong việc nghiên cứu.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 2015


LUẬN VĂN THẠC SĨ


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU


HV NGUYỄN THỊ HỒNG NGÂN - HDKH PGS.TS TRẦN ANH DŨNG

 

 

 

 

1. Tính cấp thiết của đề tài

 

ngày nay khái niệm điều khiển mờ đã không còn xa lạ và trở nên phổ biến với tất cả mọi người. Rất nhiều thiết bị ứng dụng lý thuyết điều khiển mờ trở nên phổ biến và có mặt trong rất nhiếu lĩnh vực công nghiệp cũng như dân dụng: Sản xuất xi măng, sản xuất điện năng, máy giặt, máy ảnh, y học… Nguyên nhân của sự phát triển nhanh chóng của bộ điều khiển mờ dựa trên cơ sở suy luận mờ, cho phép người điều khiển tự động hóa được kinh nghiệm điều khiển của họ cho một quá trình, một thiết bị… tạo ra được những bộ điều khiển làm việc tin cậy thay thế được họ song chất lượng điều khiển vẫn tốt như người điều khiển đã làm được.

 

Trong thực tế, bộ điều khiển mờ có khả năng giải quyết các hệ thống có độ phức tạp cao, độ phi tuyến lớn, sự thay đổi thường xuyên của trạng thái và cấu trúc đối tượng.

 

Sự phát triển mạnh mẽ của điều khiển mờ gắn liền với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật vi xử lý – một cầu nối quan trọng không thể thiếu giữa kết quả nghiên cứu của lý thuyết mờ với ứng dụng trong thực tế.

 

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật chúng ta có thể chứng kiến sự phát triển rầm rộ kể cả về quy mô lẫn trình độ của nền sản xuất hiện đại.

 

Do tính ưu việt của hệ thống điện xoay chiều: Để sản xuất, truyền tải, cả máy phát và động cơ điện xoay chiều đều có cấu tạo đơn giản và công suất lớn, dễ vận hành, máy điện (động cơ điện) Xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Tuy nhiên, động cơ điện một chiều vẫn giữ một vị trí nhất định như trong công nghiệp giao thông vận tải, và nói chung ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng (như trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện). Mặc dù, so với động cơ không đồng bộ để chế tạo động cơ điện một chiều cùng cỡ thì giá thành đắt hơn, do sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp hơn nhưng do những ưu điểm của nó mà máy điện một chiều vẫn không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại.

 

Ưu điểm của động cơ điện một chiều là có thể dùng làm động cơ điện hay máy phát điện trong những điều kiện làm việc khác nhau. Song ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải.

 

Nếu như bản thân động cơ không đồng bộ không thể đáp ứng được hoặc nếu đáp ứng được thì phải chi phí các thiết bị biến đổi đi kèm (như bộ biến tần) Rất đắt tiền thì động cơ điện một chiều không những có thể điều chỉnh rộng và chính xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn.

 

Động cơ điện một chiều được ứng dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực kinh tế và khoa học kĩ thuật như trong luyện kim, trong công nghệ giấy hoặc ở một số hệ thống khác, thường người ta cung cấp điện cho một nhóm động cơ từ một bộ biến đổi có điện áp không đổi, để thay đổi tốc độ động cơ thường người ta thực hiện việc thay đổi từ thông kích từ. Trong các nhà máy cán thép, tàu điện ngầm và các cánh tay Robot. Để thực hiện các nhiệm vụ trong công nghiệp điện tử với độ chính xác cao, lắp ráp trong các dây chuyền sản xuất. Vì vậy hệ thống điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông số động cơ điện một chiều kích từ độc lập đóng vai trò rất quan trọng trong việc nghiên cứu.

 

Bộ điều khiển mờ ra đời trên cơ sở ứng dụng logic mờ, là một bộ điều khiển thông minh, hiện đang đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống điều khiển hiện đại, vì nó đáp ứng tốt các chỉ tiêu kỹ thuật, tính bền vững và ổn định cao, dễ thay đổi, dễ lập trình.

 

Vấn đề đặt ra như thế, hướng nghiên cứu xây dựng đề tài của tác giả ở đây là nghiên cứu ứng dụng hệ mờ để điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông số động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Với hướng nghiên cứu đó, tên đề tài được chọn: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều” làm đề tài cho luận văn Thạc sĩ.

 

2. Mục đích nghiên cứu

 

- Nghiên cứu các bộ điều khiển mờ

 

- Xây dựng mô hình bộ điều khiển mờ điều khiển tốc độ động cơ một chiều

 

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 

* Đối tượng nghiên cứu

 

- Nghiên cứu các bộ điều khiển mờ

 

-Xây dựng và lựa chọn phần cứng mô hình bộ điều khiển mờ

 

-Xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều bằng phần mềm MATLAB

 

-Chế tạo, lắp đặt, kiểm tra, hiệu chỉnh và thử nghiệm

 

* Phạm vi nghiên cứu

 

- Nghiên cứu nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc ứng dụng bộ điều khiển mờ.

 

- Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng động cơ điện một chiều kích từ độc lập trên nền Matlab & Simulink.

 

4. Phương pháp nghiên cứu

 

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu cấu trúc động cơ điện một chiều kích từ độc lập, phân tích và thiết kế các bộ điều khiển mờ, ứng dụng bộ điều khiển mờ.

 

- Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng phần mềm Matlab & Simulink để xây dựng mô hình mô phỏng động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

 

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

 

* Ý nghĩa khoa học Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai quan tâm đến ứng dụng điều khiển mờ trong điều khiển truyền động động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cách thức thiết kế và mô phỏng trên Matlab Simulink.

 

* Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần hoàn thiện một phương pháp điều khiển mới khắc phục được một số nhược điểm của các phương pháp điều khiển kinh điển, nhằm giải quyết vấn đề cấp bách hiện nay là nâng cao chất lượng điều khiển truyền động động cơ điện một chiều.

 

 

 

 

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ

1.1. Những khái niệm cơ bản của điều khiển mờ

1.2 Cấu trúc bộ điều khiển mờ

1.3. Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ

CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

2.1. Tổng quan về động cơ điện một chiều

2.2. Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều

2.3. Mô phỏng bộ điều khiển và hệ thống trên Matlab

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ HỆ THỐNG

3.1. Thiết kế, xây dựng mạch công suất

3.2. Đề xuất lưu đồ thuật toán xây dựng bộ điều khiển mờ

3.3. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên miền thời gian thực

3.4. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên Matlab điều khiển động cơ điện 1 chiều

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Miền xác định và miền tin cậy của tập mờ

1.2 Phép hợp của hai tập mờ có cùng cơ sở

1.3 Hàm liên thuộc của 2 tập mờ không cùng cơ sở

1.4 Phép giao của hai tập mờ

1.5 Giao của hai tập mờ không cùng cơ sở

1.6 Phép bù của một tập mờ

1.7 Nguyên lý điều khiển mờ

1.8 Cấu trúc của bộ điều khiển mờ

1.9 Hàm thuộc biến đầu vào sai lệch tốc độ (speed_err)

1.10 Hàm thuộc biến đầu vào sự thay đổi sai lệch tốc độ speed_err_var

1.11 Hàm thuộc biến đầu ra pwm_var

1.12 Mô hình ma trận luật hợp thành

1.13 Xác định giá trị rõ từ miền này

1.14 Giải mờ theo phương pháp độ cao nguyên lý cận phải

1.15 Giải mờ theo phương pháp độ cao nguyên lý cận trái

1.16 Mô hình thực hiện việc giải mờ

2.1 Cấu tạo stato động cơ điện một chiều

2.2 Cấu tạo roto động cơ điện một chiều

2.3 Cấu tạo cổ góp động cơ điện một chiều

2.4 Cấu tạo chổi than động cơ điện một chiều

2.5 Mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

2.6 Sơ đồ động cơ điện một chiều kích từ độc lập

2.7 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

2.8 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng

2.9 Đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông

2.10 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điện áp phần ứng thay đổi

2.11 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điện áp phần ứng thay đổi

2.12 Sơ đồ nguyên lý của hệ xung áp – động cơ

2.13 Đồ thị đặc tính cơ của hệ xung áp – động cơ

2.14 Sử dụng chip mờ chuyên dụng điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều

2.15 Sơ đồ thay thế động cơ điện một chiều kích từ độc lập

2.16 Mô hình toán động cơ điện một chiều kích từ độc lập

2.17 Xây dựng hệ con đánh dấu mô hình động cơ điện một chiều

2.18 Mô hình toán động cơ điện một chiều trên Simulnk

2.19 Đặc tính tốc độ động cơ

2.20 Đặc tính dòng điện động cơ

2.21 Xây dựng các biến vào ra của bộ điều khiển

2.22 Tạo hàm liên thuộc cho các biến vào/ ra

2.23 Xây dựng luật điều khiển mờ

2.24 View Rules cho phép kiểm tra lại kêt quả luật mờ đã xây dựng

2.25 Kiểm tra lại các luật điều khiển trong View Surface

2.26 Mô hình hệ thống trên Simulink

3.1 Sơ lược hệ thống sử dụng logic mờ điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều

3.2 Sơ đồ khối mạch cấp nguồn

3.3 Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 5VDC

3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 24VDC

3.5 Sơ đồ chân Atmega

3.6 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển

3.7 Hình dạng IC L298N

3.8 Nối song song hai mạch cầu H của L298N

3.9 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất

3.10 Động cơ một chiều thực hiện điều khiển

3.11 Mô hình của encoder tương đối

3.12 Hai kênh A và B lệch pha trong encoder

3.13 Thuật toán thực hiện chương trình chính

3.14 Thuật toán thực hiện việc mờ hóa

3.15 Thuật toán xây dựng ma trận luật hợp thành

3.16 Thuật toán thực hiện giải mờ

3.17 Chương trình điều khiển động cơ điện 1 chiều dùng bộ điều khiển mờ

3.18 Mô hình động cơ điện một chiều xây dựng trên imulink

3.19 Đặc tính của động cơ điện một chiều

3.20 Điều khiển động cơ điện 1 chiều dùng bộ điều khiển mờ khi thay đổi tốc độ và khi nhận tải

3.21 Đặc tính tốc độ khi có tải của động cơ điện 1 chiều

3.22 Đặc tính quá chỉnh

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Vũ Gia Hanh (Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu) (2006). “Máy điện tập 2”. Nhà xuất bản KHKT.

2. Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2004). “Lý thuyết điều khiển mờ”. Nhà xuất bản KHKT.

3. Bùi Quốc Khánh (Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền) (2006). “Truyền Động điện”. Nhà xuất bản KHKT.

4. Nguyễn Phùng Quang (2004). “Matlab dùng cho kĩ sư điều khiển tự động”. Nhà xuất bản KHKT.

Tiếng Anh

5. Carlos Dualibe, M. (2003). ” Design of Analog Fuzzy Logic Controller in CMOS Technologies”. Kluwer Academi Publisher.

6. Pierre Guillemin (1996). ” Fuzzy Logic Applied to Motor Control”. IEEE Transactions On Industry Applications.

 

 

 

 

 

keywords:download,truong dai hoc hang hai viet nam 2015,luan van thac si,nghien cuu xay dung he dieu khien mo cho dong co dien mot chieu,hv nguyen thi hong ngan,pgsts tran anh dung,cao hoc,sy,vn,xd,dh

TT Tên file Ấn hành Tác giả Thông số Tải về Dạng File Giá Down
1 nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều ĐHHH nguyenthihongngan 71trang Download file nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều 692
Khu vực quy định Bản quyền tài liệu và chất lượng tài liệu Khu vực quy định Hướng dẫn download tài liệu trên trang AMBN


Thư Viện Thi Online Hỏi đáp Luật Pháp

nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều

nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều

Hướng dẫn download tài liệu trên trang AMBN