MỤC LỤC

MỤC TÊN ĐỂ MỤC TRANG

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG MỘT 1

CHIỀU

I.1. Khái niệm 1

I.2. Sơ đồ khối tổng quát của hệ truyền động 1

I.3. Một số phương pháp đánh giá độ ổn định và chất 2 lượng của hệ thống

I.3.1. Các thông số đánh giá độ ổn định 2

I.3.2. Các chỉ tiêu chất lượng 3

I.4. Mô hình toán học của động cơ một chiều 4

I.4.1. Mô hình toán học ở chế độ xác lập của động cơ một 5 chiều kích từ độc lập

I.4.2. Mô hình toán học ở chế độ quá độ động cơ một 5

chiều kích từ độc lập

I.5. Mô hình toán học của bộ biến đổi 8

I.6. Hàm truyền của bộ biến đổi 10

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN 11

II.1. Giới thiệu bộ điều khiển kinh điển PID 11

II.1.1. Các luật điều khiển

a.Luật điều khiển tỉ lệ (P) 11 b.Luật điều khiển tích phân (I)

c.Luật điều khiển vi phân (D)

d.Luật điều khiển tỉ lệ - tích phân (PI)

12 e. Luật điều khiển tỉ lệ - vi phân (PD)

f. Luật điều khiển tỉ lệ - vi phân – tích phân (PID) 13

II.1.2. Các bộ điều khiển

13 a.Bộ điều khiển tỉ lệ (P)

b. Bộ điều khiển tích phân - tỉ lệ (PI) 15

c. Bộ điều khiển tỉ lệ - tích phân – vi phân (PID) 16

II.1.3. Chọn bộ điều khiển và đặt thông số cho bộ điều 18 khiển

II.2. Bộ điều khiển mờ 21

II.2.1 Cấu trúc của bộ điều khiển mờ

21 a. Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ

b. Phân loại bộ điều khiển mờ 22

II.2.2. Các bước tổng hợp một bộ điều khiển mờ 22

II.3. Nguyên lý điều khiển mờ 24

II.4. Các bộ điều khiển mờ 27

II.4.1. Phương pháp tổng hợp kinh điển 27

II.4.2 Bộ điều khiển mờ tĩnh 28

II.4.3. Bộ điều khiển mờ động 29

II.4.3.1 Bộ điều khiển theo luật I 29

II.4.3.2. Bộ điều khiển theo luật PD 29

II.4.3.3. Bộ điều khiển theo luật PI 30

II.4.3.4. Bộ điều khiển theo luật PID 30

II.5. Bộ điều khiển mờ lai 32

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ HỆ TUỲ ĐỘNG 35

III.1. Ứng dụng của hệ tuỳ động vị trí 35

III.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống tuỳ động 35 vị trí

III.2.1. Cấu tạo 35

III.2.2. Nguyên lý làm việc 37

III.3. So sánh hệ thống tuỳ động vị trí với hệ thống điều 37 tốc

III.4. Phân loại hệ thống tuỳ động vị trí 38

III.4.1. Hệ thống tuỳ động vị trí kiểu mô phỏng 38

III.4.2 Hệ thống tuỳ động vị trí kiểu số 39

III.4.2.1. Hệ thống tuỳ động vị trí kiểu pha số 39

III.4.2.2 Hệ thống tuỳ động điều khiển xung số 40

III.4.3. Hệ thống tuỳ động điều khiển kiểu mã số 41

III.5. Tổng quan về cần cẩu tháp 42

III.5.1. Công dụng của cần cẩu tháp 42

III.5.2. Phân loại cần cẩu tháp

42 a. Phân loại theo chức năng di chuyển

b. Phân loại theo cách bốc dỡ hàng

c. Phân loại theo sức nâng của cần cẩu 43 d. Phân loại theo cơ cấu truyền lực

III.5.3. Đặc điểm và chế độ làm việc của cần cẩu tháp 43

III.5.4. Các chuyển động cơ bản của cần cẩu tháp a. Chuyển động của cơ cấu nâng hạ

b. Chuyển động của xe con trên cần 44 c. Chuyển động quay của cần

d. Quá trình làm việc của cần cẩu tháp trong

một chu kỳ bốc dỡ hàng

III.5.5. Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ cần cẩu tháp 46

a.Trường hợp khi cho trước phụ tải tĩnh G, lực cản 47

FC, chuyển động tịnh tiến với vận tốc v

b.Trường hợp khi biết tang trống quay có mômen

MT, vận tốc góc ωT, hộp tốc độ có hiệu suất η, tỉ 48 số truyền i, động cơ có tốc độ ωĐ

III.5.6. Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động nâng hạ 48

của cần cẩu tháp

CHƯƠNG IV TỔNG HỢP VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 49

IV.1. Xây dựng hàm truyền của các khâu trong hệ thống 50

điều khiển

IV.1.1. Hàm truyền của động cơ điện 50

IV.1.2. Bộ chỉnh lưu bán dẫn Thyristor 56

IV.1.3. Hàm truyền của máy phát tốc 58

IV.1.4. Hàm truyền của thiết bị đo điện 58

IV.1.5. Tổng hợp hệ điều khiển Ri, Rω, Rφ

58 a. Tổng hợp bộ điều khiển dòng địên Ri

b. Tổng hợp bộ điều khiển tốc độ Rω 60 c. Tổng hợp mạch vòng vị trí 62

IV.2. Mô phỏng hệ thống truyền động cần cẩu tháp với

67 bộ điều khiển kinh điển PID

IV.2.1. Tính toán các thông số hệ điều khiển vị trí đối với

67

động cơ một chiều kích từ độc lập

IV.2.2. Xây dựng sơ đồ mô phỏng bằng MATLAB

69

SIMULINK

IV.3. Tổng hợp hệ thống với bộ điều khiển PID kết hợp

74 với bộ điều khiển mờ

IV.3.1. Mờ hoá 74

IV.3.2. Luật điều khiển và hợp thành 76

IV.3.3. Giải mờ 77

IV.4. Mô phỏng hệ thống điều khiển vị trí khi có bộ điều

77 khiển mờ

Kết luận và kiến nghị 83

1. Kết luận 84

2. Kiến nghị 85

Tài liệu tham khảo 86

Ngày nay, tự động hóa đang được các nhà máy quan tâm đặc biệt và được ứng dụng trong nhiều máy công cụ, trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đã đem lại những hiệu quả nhất định. Để sản xuất được nhiều sản phẩm, thì việc nâng cao chất lượng và tăng khả năng tự động hóa ngày càng được lưu tâm của các doanh nghiệp, trong đó nếu hệ truyền động điện được nâng cao chất lượng cùng với công nghệ sản xuất mới sẽ tạo được nhiều sản phẩm có chất lượng.

Hệ truyền động điện được nâng cao chất lượng sẽ làm giảm tiêu hao điện năng và giảm giá thành sản phẩm, ngoài ra còn góp phần làm gọn nhẹ và giảm sức lao động.Do đó một yêu cầu cấp thiết được đặt ra là làm thế nào để nâng cao được chất lượng của hệ thống.Với mục tiêu trên luận văn này sẽ đi nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng điều khiển mờ kết hợp với bộ điều khiển kinh điển PID để nâng cao chất lượng của hệ thống sử dụng cho hệ tùy động.

Bản luận văn có cấu trúc gồm các phần như sau: Chương I: Tổng quan về hệ truyền động điện một chiều Chương II: Giới thiệu các bộ điều khiển.

Chương III: Tổng quan về hệ tùy động

Chương IV: Tổng hợp và mô phỏng hệ thống điều khiển.

Tôi xin chân thành ảcm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS.Nguyễn Thanh Hà –người đã hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.

Tôi xin chân thành ảcm ơn các thầ y cô giáoở Khoa điện – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đã đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn.

Tôi xin chân thành ảcm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Công Nghiệp

Thái Nguyên, Khoa Sau Đại Học đã tạo những điều ki ện thuận lợi nhất cho tôi hoànthành khóa học.

Do thời gian và trình độ có hạn nên bản luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến chỉ bảo của thầy cô, ý kiến đóng góp của bạn bè, đồng nghiệp để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 02 năm 2009