Hiện nay, tự động hoá đang được các nhà máy quan tâm đặc biệt và đượcưnga dụng hầu hết trong các máy công cụ, trong lĩnh vực sản xuất xi măng, cán thép, hệ thống thang máy, máy nâng, hệ thống điều khiển rađa, máy chép hình, người máy Việc dừng chính xác hay đồng tốc của hai truck cán đó là điều rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm, tới hiệu quả công việc. Đểđạt được điều này thì trong hệ thống đưa thêm mạch vòng vị trí, khi đó hệ thống được gọi chung là hệ tuỳ động vị trí (hay hệ bám.
94 trang |
Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1264 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu tổng hợp bộ điều chỉnh lai sử dụng trong hệ thống tuỳ động, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi tự làm và nghiên cứu,
trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo nhƣ đã nêu trong phần tài liệu
tham khảo.
Tác giả luận văn
Hoàng Anh Tuấn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
MỞ ĐẦU
Hiện nay, tự động hoá đang đƣợc các nhà máy quan tâm đặc biệt và đƣợc
ƣnga dụng hầu hết trong các máy công cụ, trong lĩnh vực sản xuất xi măng, cán
thép, hệ thống thang máy, máy nâng, hệ thống điều khiển rađa, máy chép hình,
ngƣời máy…Việc dừng chính xác hay đồng tốc của hai truck cán đó là điều rất quan
trọng, nó ảnh hƣởng trực tiếp tới chất lƣợng sản phẩm, tới hiệu quả công việc. Để
đạt đƣợc điều này thì trong hệ thống đƣa thêm mạch vòng vị trí, khi đó hệ thống
đƣợc gọi chung là hệ tuỳ động vị trí (hay hệ bám. Để nâng cao chất lƣợng thì mới
dừng lại ở các mạch vòng phản hồi nên chất lƣợng chƣa cao đồng thời còn có nhiều
nhƣợc điểm vì nó ảnh hƣởng đên tính liên tục của hệ thống dẫn đên lƣợng đầu ra
cũng dễ bị thay đổi. Do đó một vấn đề đặt ra là làm nhƣ thế nào để nâng cao chất
lƣợng của hệ thống. Trên cơ sở đó thì trong luận văn này sẽ đi tìm hiểu, nghiên cứu
và ứng dụng phƣơng pháp điều khiển mờ vào và kết hợp với bộ điều chỉnh truyền
thống gọi là bộ điều khiển để nâng cao chất lƣợng của hệ thống.
Điều khiển mờ hiện đang giữ vai trò quan trọng trong các hệ thống điều
khiển hiện đại, vì nó đảm bảo tính khả thi của hệ thống, đồng thời lại thực hiện tốt
các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ nhƣ độ chính xác cao, độ tác động nhanh, tính bền vững
và ổn định tốt, dễ thiết kế và thay đổi…Khác với kỹ thuật điều khiển truyền thống
thông thƣờng là hoàn toàn dựa vào độ chính xác tuyệt đối của thông tin mà trong
nhiều ứng dụng không cần thiết hoặc không thể có đƣợc, hệ điều khiển lôgic mờ
đƣợc áp dụng hiệu quả nhất trong các quá trình chƣa xác định rõ hay không thể đo
đạc chính xác đƣợc, trong các quá trình điều khiển ở điều kiện thiếu thông tin.
Chính khả năng này của điều khiển mờ đã giúp giải quyết thành công các bài toán
phức tạp, các bài toán mà trƣớc đây không giải đƣợc.
Sau hơn 2 năm học tập tại trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên, tôi đã đƣợc đào tạo và tiếp thu đƣợc những kiến thức hiện đại và tiên tiến
nhất trong lĩnh vực tự động hoá. Trƣớc khi tốt nghiệp cao học, tôi nhận đƣợc đề tài:
“Nghiên cứu tổng hợp bộ điều chỉnh lai sử dụng trong hệ thống tuỳ động”
Nội dung của bản luận văn đƣợc đƣa chia làm 4 chƣơng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chương I: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
Chương II: Đo kiểm tín hiệu vị trí.
Chương III: Thiết kế ứng dụng bộ diều khiển thông thường.
Chương IV: Thiết kế bộ điều khiển mờ lai.
Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS. TS Nguyễn Nhƣ
Hiển - ngƣời đã hƣớng dẫn tận tình và giúp tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin trân thành cảm ơn các thầy cô ở Khoa Điện – Trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn
thành luận văn.
Tôi xin trân thành cảm ơn Khoa sau Đại học, xin trân thành cảm ơn Ban
giám hiệu Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo những điều kiện thuận lợi
nhất về mọi mặt để tôi hoàn thành khoá học.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 4 năm 2008
Ngƣời thực hiện
Hoàng Anh Tuấn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
M ỤC L ỤC
MỤC TÊN ĐỀ MỤC TRANG
CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1
I.1. Ứng dụng của hệ thống tuỳ động vị trí 1
I.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống tuỳ động vị trí. 1
I.3. So sánh hệ thống tuỳ động vị trí với hệ thống điều tốc 3
I.4. Phân loại hệ thống tuỳ động vị trí 4
I.4.1. Hệ thống tuỳ động kiểu mô phỏng 4
I.4.2. Hệ thống tuỳ động kiểu số 5
I.4.3. Hệ thống tuỳ động điều khiển kiểu mã số 7
CHƢƠNG 2 ĐO KIỂM TÍN HIỆU VỊ TRÍ 9
II.1. Sensin 9
II.2. Bộ biến áp quay 14
II.3. Bộ đồng bộ cảm ứng 16
II.4. Đĩa mã quang điện 19
II.4.1. Đĩa mã kiểu gia số. 19
II.4.2. Đĩa mã kiểu trị tuyệt đối 21
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THÔNG
THƢỜNG
23
III.1. Tổng quan về thiết bị nâng 23
III.1.1. Công dụng 23
III.1.2. Phân loại 23
III.1.3. Các chế độ làm việc của TBN 29
III.1.4.
Các yêu cầu cơ bản về hệ truyền động điện của thiết bị
nâng
29
III.2. Phân tích sai số trạng thái ổn định 30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
III.2.1. Sai số đo kiểm 31
III.2.2. Sai số nguyên lý 31
III.2.2.1. Tín hiệu vào điển hình 32
III.2.2.2. Sai số nguyên lý của hệ thống loại I 33
III.2.2.3. Sai số nguyên lý hệ thống loại II 35
III.2.2.4. Nhân tố phẩm chất của trạng thái ổn định 36
III.2.2.5. Sai số nhiễu 37
III.3 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển máy nâng 40
III.3.1. Hàm truyền của động cơ điện 42
III.3.2. Bộ chỉnh lƣu bán dẫn Thyristor 47
III.3.3. Hàm truyền của máy phát tốc 48
III.3.4. Hàm truyền của thiết bị đo dòng điện 49
III.4. Tổng hợp hệ điều khiển RI, R, R 49
III.4.1. Tổng hợp bộ điều khiển dòng điện RI 49
III.4.2. Tổng hợp bộ điều khiển tốc độ R 51
III.4.3. Tổng hợp mạch vòng vị trí 53
III.5. Tính phi tuyến của bộ điều khiển vị trí 55
III.6. Tính toán các thông số và mô phỏng hệ tuỳ động vị trí
khi sử dụng bộ điều khiển PID
57
III.6.1.
Tính toán các thông số hệ tuỳ động vị trí đối với động
cơ điện một chiều kích từ độc lập
57
III.6.2.
Mô phỏng hệ điều khiển vị trí sử dụng bộ điều khiển
PID
61
CHƢƠNG
IV
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI 65
IV.1 Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ 66
IV.2. Nguyên lý điều khiển mờ 68
IV.3. Những nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ 68
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
IV.4. Các bộ điều khiển mờ 74
IV.4.1. Phƣơng pháp tổng hợp kinh điển 74
IV.4.2. Bộ điều khiển mờ tĩnh 75
IV.4.3. Bộ điều khiển mờ động 75
IV.5.
Tổng hợp hệ thống với bộ điều khiển mờ lai cho mạch
vòng vị trí
78
IV.5.1. Mờ hóa 78
IV.5. 2. Luật điều khiển và luật hợp thành 80
IV.5.3. Giải mờ 81
IV.6. Mô phỏng hệ tuỳ động vị trí khi có bộ điều khiển mờ 81
Kết luận và kiến nghị 86
Tài liệu tham khảo 88
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I.1. Ứng dụng của hệ thống tuỳ động vị trí
Hệ thống tuỳ động vị trí được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế. Nhiệm vụ cơ
bản của nó chính là thực hiện sự bám sát chính xác cơ cấu chấp hành đối với chỉ
lệnh vị trí (lượng cho trước), đại lượng điều khiển (lượng đầu ra) thường là vị trí
không gian của phụ tải, tức lượng cho trước thay đổi theo máy, hệ thống có thể làm
cho đại lượng điều khiển bám sát và khôi phục đối tượng điều khiển một cách chính
xác không có nhầm lẫn. Ví dụ điều khiển cơ cấu ép trục cán trong quá trình cán kim
loại, phải làm cho khe hở giữa hai trục cán có thể tiến hành tự điều chỉnh; điều
khiển quỹ tích gia công của máy cắt điều khiển số và điều khiển bám của máy cắt
mô phỏng hình; cơ cấu nâng hạ có thể làm cho dừng chính xác ở những vị trí mong
muốn; cơ cấu lái tự động tàu thuyền có thể làm cho góc lệch của lá chân vịt đặt ở
đuôi tàu thuyền phỏng đúng theo góc quay của bánh lái (vô lăng) đặt ở buồng lái
điều khiển tàu thuyền đi đúng tuyến đường đã vạch ra; cơ cấu điều khiển anten rađa
của cụm súng pháo hay kính viễn vọng điện tử nhằm đúng mục tiêu; điều khiển
động tác của người máy. Những ví dụ trên đây đều là những ứng dụng cụ thể về hệ
thống điều khiển tuỳ động vị trí.
Chỉ lệnh vị trí (cơ cấu cho trước) trong hệ thống tuỳ động vị trí cũng như đại
lượng điều khiển là vị trí (hay đại lượng điện đại diện cho vị trí), đương nhiên có
thể là chuyển vị góc, chuyển vị dài. Vì thế hệ thống tuỳ động buộc phải là hệ thống
phản hồi vị trí. Hệ thống tuỳ động vị trí là một hệ thống tuỳ động nghĩa hẹp, về
nghĩa rộng mà nói, lượng đầu ra của hệ thống tuỳ động không nhất thiết phải là vị
trí, mà có thể là các đại lượng khác, chẳng hạn như hệ thống điều tốc hai mạch vòng
kín tốc độ quay và dòng điện là một hệ thống tuỳ động; máy làm giấy, máy dệt
nhiều trục sử dụng nhiều động cơ có thể coi là hệ thống tuỳ động đồng tốc…Hệ
thống tuỳ động nói chung cũng còn gọi là hệ thống bám.
I.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống tuỳ động vị trí
a. Cấu tạo:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
Sau đây sẽ thông qua một ví dụ đơn giản để nói rõ về cấu tạo, nguyên lý làm
việc của hệ thống tuỳ động vị trí. Đây là một hệ thống vị trí kiểu chiết áp dùng để
bám đuổi anten rađa.
Hệ thống này gồm những bộ phận chính sau:
+ Bộ đo kiểm vị trí: Do chiết áp RP1 và RP2 tạo thành bộ đo kiểm vị trí
(góc), trong đó trục quay của RP1 nối thông với bánh điều khiển làm góc cho trước,
trục quay của chiết áp RP2 thông qua cơ cấu nối thông với bộ phận phụ tải làm phản
hồi góc quay, 2 bộ chiết áp đều được cấp điện nhờ nguồn điện một chiều Us, như
vậy có thể chuyển tham số vị trí trực tiếp thành đại lượng điện ở đầu ra.
+ Bộ khuếch đại so sánh điện áp: Do bộ khuếch đại OA1, OA2 tạo thành,
trong đó bộ khuếch đại OA1 chỉ làm nhiệm vụ đảo pha, còn bộ khuếch đại OA2 có
tác dụng so sánh và khuếch đại điện áp. Tín hiệu đầu ra làm tín hiệu điều khiển bộ
khuếch đại công suất kế tiếp, đồng thời có khả năng nhận biết cực tính điện áp.
+ Bộ khuếch đại công suất đảo chiều: Để dẫn động động cơ chấp hành của hệ
thống tuỳ động chỉ có khuếch đại điện áp là chưa đủ, còn phải khuếch đại công suất,
R1 R2
-
+
-
+
Bộ
KĐCS
điều
Khiển
được
Vô lăng Anten rada
Bộ giảm
tốc
MS
R0
R0
R1
Uct
Ud
đ
OA1
OA2
U
*
U
Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuỳ động vị trí kiểu chiết áp
RP1 RP2
+
-
n
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
công suất khuếch đại do Thyristor hoặc do bóng bán dẫn công suất lớn tạo thành
mạch điện chỉnh lưu, điện áp do nó đưa ra mới đủ khởi động động cơ SM.
+ Cơ cấu chấp hành: Động cơ bám SM để dẫn động cơ cấu chấp hành mang
phụ tải (dàn anten rađa), giữa động cơ và phụ tải còn phải phối hợp ăn ý với bộ
giảm tốc.
Bốn bộ phận trên đây không thể thiếu để tạo nên hệ thống điều khiển tuỳ
động vị trí. Song chỉ có linh kiện hoặc thiết bị cụ thể là có thể khác nhau, ví dụ có
thể dùng các bộ đo kiểm vị trí khác nhau, dùng động cơ bám khác nhau (một chiều
hay xoay chiều)…
b.Nguyên lý làm việc
Từ hình 1-1 ta có thể thấy, lúc vị trí trục quay hai chiết áp RP1 và RP2 là như
nhau, góc cho trước đ và góc phản hồi bằng nhau, vì vậy độ lệch góc = đ -
= 0, điện áp ra của chiết áp U
*
= U, điện áp đầu ra bộ khuếch đại điện áp Uct =0,
điện áp đầu ra của bộ khuếch đại công suất đảo chiều Ud = 0, tốc độ quay của động
cơ điện n = 0, hệ thống ở trạng thái tĩnh. Khi quay bánh điều khiển, làm cho góc cho
trước tăng lên, > 0, thì U
*
> U, Uct > 0, Ud > 0, tốc độ quay của động cơ n > 0,
qua bộ giảm tốc làm anten rađa quay, anten thông qua cơ cấu làm quay trục chiết áp
RP2 khiến cho cũng tăng lên. Chỉ cần < đ thì động cơ luôn luôn quay theo
chiều để ra đa thu hẹp độ lệch, chỉ có lúc đ = , độ lệch = 0, Uct = 0, Ud = 0 hệ
thống mới ngừng quay rồi ở vào trạng thái ổn định mới ( trạng thái xác lập).
Nếu góc cho trước đ giảm xuống, thì chiều chuyển động của hệ thống sẽ
ngược lại với trường hợp trên. Rõ ràng là hệ thống này hoàn toàn có thể thực hiện
được yêu cầu đại lượng điều khiển bám đuổi chính xác đại lượng cho trước đ.
I. 3. So sánh hệ thống tuỳ động vị trí với hệ thống điều tốc
Thông qua phân tích ở trên dễ dàng nhận ra những chỗ khác nhau và giống
nhau giữa hệ thống tuỳ động vị trí (hệ thống tuỳ động) và hệ thống điều tốc. Cả hai
đều là hệ thống phản hồi, tức là thông qua việc so sánh lượng đầu ra của hệ thống
với lượng cho trước tạo dựng mạch vòng kín điều khiển, vì vậy nguyên lý của hai
hệ thống này là giống nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
Đại lượng cho trước của hệ thống điều tốc là hằng số, dù cho tình trạng nhiễu
động như thế nào, đều mong muốn đại lượng đầu ra không thay đổi, vì thế chất
lượng chống nhiễu của hệ thống luôn tỏ ra quan trọng nhất. Còn hệ thống tuỳ động
thì chỉ lệnh vị trí là thường xuyên thay đổi, là đại lượng “thay đổi tuỳ cơ”, yêu cầu
lượng ra bám đuổi chính xác theo sự biến hoá của lượng cho trước, tính nhanh nhạy,
tính linh hoạt, tính chính xác thích nghi đầu ra trở thành đặc trưng chủ yếu của hệ
thống tuỳ động. Hay nói cách khác chất lượng bám đuổi là chỉ tiêu chủ yếu của hệ
thống này.
Từ hình 1-1 ta có thể thấy, hệ thống tuỳ động có thể xây dựng trên cơ sở hệ
thống điều tốc cài thêm mạch vòng vị trí, mạch vòng vị trí là đặc trưng cấu trúc chủ
yếu của hệ thống tuỳ động. Vì vậy hệ thống tuỳ động thường phức tạp hơn hệ thống
điều tốc.
I.4. Phân loại hệ thống tuỳ động vị trí
Theo đà phát triển của khoa học kỹ thuật đã xuất hiện rất nhiều loại hình hệ
thống tuỳ động. Bởi vì đặc trưng cơ bản của hệ thống tuỳ động vị trí thể hiện ở
mạch vòng vị trí, thể hiện ở tín hiệu cho trước của vị trí và tín hiệu phản hồi vị trí
cùng với các mặt so sánh tổng hợp của hai tín hiệu này. Vì vậy có thể căn cứ vào
đặc trưng đó để phân nó ra thành hai loại chính đó là hệ thống tuỳ động mô phỏng
và hệ thống tuỳ động kiểu số.
I.4.1. Hệ thống tuỳ động kiểu mô phỏng
Hình 1-1 là một ví dụ về hệ thống tuỳ động vị trí mô phỏng chuyển vị góc,
các loại tham số trong hệ thống này đều là đại lượng mô phỏng thay đổi liên tục, bộ
đo kiểm vị trí của nó có thể dùng bộ chiết áp, máy tự chỉnh góc, bộ biến áp quay, bộ
cảm ứng đồng bộ. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống tuỳ động vị trí kiểu mô phỏng điển
hình còn được thể hiện trên hình 1-2, thông thường trên cơ sở của hệ thống điều tốc
còn bổ xung thêm một mạch vòng vị trí, nguyên lý làm việc của nó giống như hình
1-2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5
Máy cắt theo khuôn dùng cách áp tựa khuôn mẫu đưa ra chỉ lệnh vị trí là một
ví dụ thực tiễn ứng dụng hệ thống tuỳ động vị trí kiểu mô phỏng.
I.4.2. Hệ thống tuỳ động kiểu số
I.4.2.1. Hệ thống tuỳ động kiểu pha số
Hệ thống điều khiển góc pha số như hình 1-3, đây là một loại hệ thống tuỳ
động dùng rộng rãi trong máy công cụ điều khiển số, về thực chất nó là một hệ
thống điều khiển phản hồi của mạch vòng kín góc pha ( hay còn gọi là mạch vòng
kín khoá pha). Mạch vòng vị trí của nó gồm có ba bộ phận là mã số vị trí góc pha
cho trước, mã số vị trí góc pha phản hồi và mã số so sánh góc pha, tức là ba bộ
phận gồm các chữ số cho trước, bộ đo kiểm vị trí và bộ nhận dạng góc pha như
trong hình 1-3.
Nhiệm vụ của bộ mã số cho trước biến thành xung số, sau đó lại qua mã số
góc pha biến đổi (D/A), nếu xuất hiện một lệnh phát xung thì nó sẽ đưa ra một
đương lượng xung vượt trước hoặc chậm sau góc pha cho trước đ của điện áp
sóng chữ nhật, đại lượng xung tương đương này có thể băm ra rất nhỏ để giữ cho
hệ thống có độ chính xác rất cao. Một loạt xung xuất hiện sẽ làm góc pha trước của
điện áp dịch chuyển theo một tốc độ nào đó trước hoặc chậm, tốc độ của nó phụ
thuộc vào tần số xung.
Vị trí
cho
trước
Vị trí
bộ điều
tiết
Bộ điều
khiển tốc
độ
Khuếch
đại công
suất
Vị trí
đo kiểm
Phụ
tải
Bộ giảm
tốc
SM CKT
Hình 1-2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuỳ động kiểu mô phỏng
đ
-
+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
Bộ phận đo kiểm vị trí sinh ra phản hồi góc pha, chức năng của nó là biến
đổi chuyển vị của bàn máy thành chuyển vị góc pha của điện áp có xung chữ
nhật cùng với tần số xung chữ nhật cho trước, có thể dùng bộ đồng bộ cảm ứng để
thực hiện sự chuyển đổi chuyển vị – góc pha, độ chính xác của nó có thể đạt tới
0.001m, vì thế góc pha của nó có thể phản ánh chính xác vị trí thực tế của máy.
Chức năng chủ yếu của bộ diện pha là so sánh góc pha cho trước đ với góc
pha phản hồi , đổi độ lệch của chúng = đ - thành điện áp mô phỏng, cực
tính của điện áp mô phỏng này phải phù hợp với cực tính của sai số góc pha.
Lượng đầu ra của bộ nhận diện pha sau khi biến đổi sẽ trở thành đại lượng cho
trước của bộ điều tốc, sau khi phóng đại công suất động cơ điều khiển và bàn thao
tác của máy sẽ dịch chuyển theo hướng loại bỏ sai số, vì vậy làm cho luôn bám
sát đ, tức là làm cho bàn máy thao tác tuân theo chỉ lệnh của yêu cầu chuyển động.
Bộ nhận diện có thể làm thành dạng số, như vậy độ chính xác của hệ thống
có thể đạt tới mức cao hơn. Lúc mạch vòng kín góc pha làm việc, vị trí của cơ cấu
chấp hành chịu sự điều khiển của tín hiệu cho trước, góc pha của tín hiệu phản hồi
bị khoanh lại trong một phạm vi góc pha nhất định của tín hiệu cho trước, vì thế hệ
thống này còn được đặt tên là hệ thống tuỳ động điều khiển mạch vòng khoá pha.
Dù cho hệ thống tuỳ động số kiểu góc pha này trên thực tế làm việc theo cách so
sánh, nhưng vì sử dụng tần số cao (tần số được sử dụng của bộ nhận dạng đều lớn
hơn 1000Hz, chu kỳ nhỏ hơn 1ms) tính nhanh nhậy của nó không thua kém hệ
thống mô phỏng nói chung.
Bàn máy
Số liệu
cho trước
Bộ nhận
diện pha
Bộ điều
khiển tốc
độ
Hình 1-3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuỳ động điều khiển góc pha kiểu số
D
A
đ
Động cơ
chấp
hành
Vị trí đo kiểm
(Bộ đồng bộ cảm ứng)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
I.4.2.2. Hệ thống tuỳ động điều khiển xung số
Trong hệ thống tuỳ động điều khiển tham số, tín hiệu cho trước là chỉ lệnh
xung D
*, với chức năng cực lưới phát ra xung số D, chúng có thể lần lượt đi vào đầu
phép cộng hoặc phép trừ của thuật toán đảo chiều. Sau khi tính toán sẽ tính được độ
lệch của xung D = D*- D + Do, trong đó Do là hằng số nhằm khắc phục ảnh hưởng
của độ lệch kim chỉ 0 trong bộ khuếch đại tới bộ thuật toán. Tín hiệu sai lệch này
khi qua chuyển đổi mô phỏng trở thành tín hiệu cho trước của bộ điều tốc, lại qua
bộ khuếch đại công suất, làm cho động cơ và bàn thao tác của máy chuyển động
theo hướng loại bỏ sai số. Nhờ độ chính xác của cảm biến quang trở rất cao nên hệ
thống này có thể đạt được độ chính xác điều khiển rất cao.
I.4.3. Hệ thống tuỳ động điều khiển kiểu mã số
Số liệu
cho trước
Bộ thuật
toán đảo
chiều
Bộ điều
khiển tốc
độ
Hình 1-5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuỳ động điều khiển mã số
D
A
D
Động cơ
chấp
hành
Bàn máy
Vị trí đo kiểm
(Đĩa mã quang điện)
D
*
Số liệu
cho trước
Bộ thuật
toán đảo
chiều
Bộ điều
khiển tốc
độ
Hình 1-4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuỳ động điều khiển xung số
D
A
D
Động cơ
chấp
hành
Bàn máy
Vị trí đo kiểm
(Cảm biến quang trở)
D
*
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
Trong hệ thống này, lượng cho trước thường là tín hiệu mã số nhị phân. Linh
kiện đo kiểm là đĩa mã số quang điện hay bộ phát xung phản hồi kiểu số khác, dựa
vào mạch điện chuyển đổi nhận được tín hiệu mã số nhị phân, gắn kết lại tạo thành
bộ chuyển đổi “góc- số” hoặc bộ chuyển đổi “chuyển vị – số”. Tín hiệu đầu ra và tín
hiệu mã số của nó đồng thời nhập vào máy tính tiến hành so sánh và xác định sai số,
theo một quy luật chuyển đổi nhất định ( như chuyển đổi PID), tạo nên tín hiệu hiệu
chỉnh kiểu số, sau đó lại chuyển đổi số thành tín hiệu điện áp, lấy đó làm giá trị cho
trước của bộ điều tốc. Lúc sử dụng máy tính điều khiển, quy luật điều khiển của hệ
thống có thể được thay đổi dễ dàng thông qua thay đổi phần mềm, nhờ vậy độ linh
hoạt của phương pháp điều khiển được tăng lên rất nhiều.
Dù cho hệ thống tuỳ động là kiểu mô phỏng hay kiểu số thì cấu trúc mạch
vòng kín của chúng cũng có thể có nhiều dạng khác nhau. Ngoài những dạng này
hay dùng của hệ thống ba mạch vòng vị trí, tốc độ, dòng điện còn có thể sử dụng
những phương pháp khác: Hoặc là chỉ có mạch vòng vị trí, mạch vòng tốc độ mà
không có mạch vòng dòng điện; hoặc là chỉ có mạch vòng vị trí, mạ