Xem mẫu
LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi :- Ban giám hiệu trường Đại học Hàng hải.
- Các thầy, cô trong Khoa Điện – Điện tử trường ĐHHH Việt Nam.
- Viện đàotạo sau đại học trường ĐHHH Việt Nam.
Em tên là Nguyễn Thị Hồng Ngân, học viên lớp tự động hóa khóa 20132015/ đợt 2. Em được nhận đề tài luận văn:
“Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều”.
Em xin cam đoan rằng: Các nội dung của luận văn này do em tự nghiên cứu
và trình bày dưới sự hướng dẫn của thầy PGS. TS. Trần Anh Dũng, những phần
tham khảo sẽ được trích dẫn rõ ràng , không sao chép từ nghiên cứu của người
khác. Nếu có bất kì sự gian dối nào trong nội dung của luận văn, em xin chụi trách
nhiệm trước Khoa, Nhà trường và pháp luật.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hải phòng, ngày
tháng
năm 2015
Người viết cam đoan
KS. Nguyễn Thị Hồng Ngân
i
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu chuyên ngành Tự động hóa - Khoa sau
đại học - Trường Đại học Hàng hải, được sự dạy dỗ và hướng dẫn nhiệt tình của
các thầy cô đến nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Trong quá trình làm
luận văn, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực không ngừng của bản thân trong điều kiện
vừa học tập, vừa công tác, tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các thầy cô
giáo, các anh chị và các bạn đồng nghiệp.
Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS. Trần Anh
Dũngngười đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa sau đại học và các thầy cô
giáo trong khoa Điện-Điện tử, Ban giám hiệu- Trường Đại học Hàng hải đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất để giúp tôi hoàn thành luận văn.
Song với thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không thể tránh
khỏi những khiếm khuyết, rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, các bạn
đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả
KS. Nguyễn Thị Hồng Ngân
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................vi
Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điện áp phần ứng
thay đổi ....................................................................................................................vi
Sơ đồ thay thế động cơ điện một chiều kích từ độc lập ........................................vii
Mô hình toán động cơ điện một chiều kích từ độc lập............................................vii
Xây dựng hệ con đánh dấu mô hình động cơ điện một chiều................................vii
Mô hình toán động cơ điện một chiều trên Simulnk...............................................vii
Đặc tính tốc độ động cơ.........................................................................................vii
Xây dựng các biến vào ra của bộ điều khiển...........................................................vii
Tạo hàm liên thuộc cho các biến vào/ra.................................................................vii
Xây dựng luật điều khiển mờ..................................................................................vii
View Rules cho phép kiểm tra lại kêt quả luật mờ đã xây dựng.............................vii
Mô hình hệ thống trên Simulink.............................................................................vii
Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển..........................................................................vii
Hình dạng IC L298N...............................................................................................vii
Nối song song hai mạch cầu H của L298N............................................................vii
Sơ đồ nguyên lý mạch công suất............................................................................vii
Mô hình của encoder tương đối..............................................................................vii
Hai kênh A và B lệch pha trong encoder................................................................vii
Mô hình động cơ điện một chiều xây dựng trên imulink........................................vii
Đặc tính của động cơ điện một chiều......................................................................vii
Điều khiển động cơ điện 1 chiều dùng bộ điều khiển mờ khi thay đổi tốc độ và khi
nhận tải....................................................................................................................vii
Đặc tính tốc độ khi có tải của động cơ điện 1 chiều..............................................vii
iii
Đặc tính quá chỉnh..................................................................................................vii
MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu .........................................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................................................3
4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ...............................................4
1.1. Các khái niệm cơ bản của điều khiển mờ..........................................................................................4
1.2. Cấu trúc bộ điều khiển mờ.............................................................................................................10
1.3. Tổng hợp bộ điều khiển mờ............................................................................................................21
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU.....................................................................................................................24
2.1. Tổng quan về động cơ điện một chiều............................................................................................24
2.2. Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.....................................................................................31
2.3. Mô phỏng bộ điều khiển và hệ thống trên Matlab.........................................................................38
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ HỆ THỐNG..............................45
3.1. Thiết kế, xây dựng mạch công suất ................................................................................................45
Hình 3.2. Sơ đồ khối mạch cấp nguồn....................................................................46
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 5VDC.................................................................................47
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 24VDC..............................................47
Hình 3.5. Hình dạng IC L298N...............................................................................48
Hình 3.6. Nối song song hai mạch cầu H của L298N.............................................48
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý mạch công suất............................................................................................50
Hình 3.11. Mô hình của encoder tương đối.............................................................51
Hình 3.12. Hai kênh A và B lệch pha trong encoder...............................................52
3.2. Đề xuất lưu đồ thuật toán xây dựng bộ điều khiển mờ..................................................................53
3.3. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên miền thời gian thực....................................................................57
3.4. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên Matlab điều khiển động cơ điện 1 chiều....................................58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................64
iv
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................65
v
nguon tai.lieu . vn
Kính gửi :- Ban giám hiệu trường Đại học Hàng hải.
- Các thầy, cô trong Khoa Điện – Điện tử trường ĐHHH Việt Nam.
- Viện đàotạo sau đại học trường ĐHHH Việt Nam.
Em tên là Nguyễn Thị Hồng Ngân, học viên lớp tự động hóa khóa 20132015/ đợt 2. Em được nhận đề tài luận văn:
“Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển mờ cho động cơ điện một chiều”.
Em xin cam đoan rằng: Các nội dung của luận văn này do em tự nghiên cứu
và trình bày dưới sự hướng dẫn của thầy PGS. TS. Trần Anh Dũng, những phần
tham khảo sẽ được trích dẫn rõ ràng , không sao chép từ nghiên cứu của người
khác. Nếu có bất kì sự gian dối nào trong nội dung của luận văn, em xin chụi trách
nhiệm trước Khoa, Nhà trường và pháp luật.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hải phòng, ngày
tháng
năm 2015
Người viết cam đoan
KS. Nguyễn Thị Hồng Ngân
i
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu chuyên ngành Tự động hóa - Khoa sau
đại học - Trường Đại học Hàng hải, được sự dạy dỗ và hướng dẫn nhiệt tình của
các thầy cô đến nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Trong quá trình làm
luận văn, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực không ngừng của bản thân trong điều kiện
vừa học tập, vừa công tác, tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các thầy cô
giáo, các anh chị và các bạn đồng nghiệp.
Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS. Trần Anh
Dũngngười đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa sau đại học và các thầy cô
giáo trong khoa Điện-Điện tử, Ban giám hiệu- Trường Đại học Hàng hải đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất để giúp tôi hoàn thành luận văn.
Song với thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không thể tránh
khỏi những khiếm khuyết, rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, các bạn
đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả
KS. Nguyễn Thị Hồng Ngân
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................vi
Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điện áp phần ứng
thay đổi ....................................................................................................................vi
Sơ đồ thay thế động cơ điện một chiều kích từ độc lập ........................................vii
Mô hình toán động cơ điện một chiều kích từ độc lập............................................vii
Xây dựng hệ con đánh dấu mô hình động cơ điện một chiều................................vii
Mô hình toán động cơ điện một chiều trên Simulnk...............................................vii
Đặc tính tốc độ động cơ.........................................................................................vii
Xây dựng các biến vào ra của bộ điều khiển...........................................................vii
Tạo hàm liên thuộc cho các biến vào/ra.................................................................vii
Xây dựng luật điều khiển mờ..................................................................................vii
View Rules cho phép kiểm tra lại kêt quả luật mờ đã xây dựng.............................vii
Mô hình hệ thống trên Simulink.............................................................................vii
Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển..........................................................................vii
Hình dạng IC L298N...............................................................................................vii
Nối song song hai mạch cầu H của L298N............................................................vii
Sơ đồ nguyên lý mạch công suất............................................................................vii
Mô hình của encoder tương đối..............................................................................vii
Hai kênh A và B lệch pha trong encoder................................................................vii
Mô hình động cơ điện một chiều xây dựng trên imulink........................................vii
Đặc tính của động cơ điện một chiều......................................................................vii
Điều khiển động cơ điện 1 chiều dùng bộ điều khiển mờ khi thay đổi tốc độ và khi
nhận tải....................................................................................................................vii
Đặc tính tốc độ khi có tải của động cơ điện 1 chiều..............................................vii
iii
Đặc tính quá chỉnh..................................................................................................vii
MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu .........................................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................................................3
4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ...............................................4
1.1. Các khái niệm cơ bản của điều khiển mờ..........................................................................................4
1.2. Cấu trúc bộ điều khiển mờ.............................................................................................................10
1.3. Tổng hợp bộ điều khiển mờ............................................................................................................21
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU.....................................................................................................................24
2.1. Tổng quan về động cơ điện một chiều............................................................................................24
2.2. Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.....................................................................................31
2.3. Mô phỏng bộ điều khiển và hệ thống trên Matlab.........................................................................38
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ HỆ THỐNG..............................45
3.1. Thiết kế, xây dựng mạch công suất ................................................................................................45
Hình 3.2. Sơ đồ khối mạch cấp nguồn....................................................................46
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 5VDC.................................................................................47
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn 24VDC..............................................47
Hình 3.5. Hình dạng IC L298N...............................................................................48
Hình 3.6. Nối song song hai mạch cầu H của L298N.............................................48
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý mạch công suất............................................................................................50
Hình 3.11. Mô hình của encoder tương đối.............................................................51
Hình 3.12. Hai kênh A và B lệch pha trong encoder...............................................52
3.2. Đề xuất lưu đồ thuật toán xây dựng bộ điều khiển mờ..................................................................53
3.3. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên miền thời gian thực....................................................................57
3.4. Xây dựng bộ điều khiển mờ trên Matlab điều khiển động cơ điện 1 chiều....................................58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................64
iv
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................65
v