1. THÔNG BÁO TUYỂN ADMIN DIỄN ĐÀN 2013
    Tìm kiếm nhà trọ - Ở ghép
    THÔNG BÁO BÁN ÁO SPKT.NET CHO THÀNH VIÊN DIỄN ĐÀN


    HÃY TÌM KIẾM Ở ĐÂY TRƯỚC KHI ĐẶT CÂU HỎI
    {xen:phrase loading}

Thí nghiệm điều khiển động cơ một chiều (HOCDELAM GROUP)

Thảo luận trong 'Điều khiển tự động ô tô' bắt đầu bởi hoangleanh87, 10 Tháng năm 2010.

  1. hoangleanh87 New Member

    Số bài viết: 244
    Đã được thích: 5
    Điểm thành tích: 0
    Động cơ một chiều (DC motor) là một trong những cơ cấp chấp hành thông dụng, dùng để chuyển năng lượng điện (được cấp cho động cơ từ nguồn điện) thành năng lượng cơ (các chuyển động của cơ cấu gắn với động cơ). Ví dụ, động cơ DC dùng xoay cánh quạt để tạo ra gió làm mát căn phòng hoặc làm mát board mạch máy tính hoặc có thể dùng giúp các robot di chuyển (như Robocon, robot di động, ...). Vì lý do này, động cơ DC được nhiều sách, tạp chí, tài liệu đề cập và kỹ sư, nhà nghiên cứu quan tâm nhằm nâng cao hiệu suất, tăng chất lượng điều khiển động cơ. Đồng thời hầu hết các ngành học của các trường kỹ thuật đều đưa bài toán "mô phỏng, thiết kế bộ điều khiển động cơ DC" thành một bài toán quan trọng trong chương trình học. Hiện tại, ở các Đại học tại Việt nam, việc đào tạo điều khiển động cơ DC đã được phổ biến tuy nhiên có những bất cập như sau:

    * Việc đào tạo vẫn chưa gắn liền với thực hành hoặc rất hạn chế (do giá thành bộ thí nghiệm cao, số học viên, sinh viên đông), gây khó hiểu, căng thẳng và mệt mỏi cho người học.

    * Khi muốn làm thực nghiệm, người học gặp khó khăn trong việc nắm bắt một khối lượng lớn kiến thức từ thiết kế bộ điều khiển, lập trình vi điều khiển, kiến thức về giao tiếp máy tính, thu thập và xử lý tín hiệu, ...

    * Tài liệu, giáo trình viết mang nặng tính lý thuyết thiếu video demo, sơ đồ phần cứng thực tế minh họa.

    * Chưa có bộ thí nghiệm động cơ DC có chuẩn chung cho sinh viên, kỹ sư ngành kỹ thuật.

    * Hầu hết các thí nghiệm đều chỉ dừng lại ở điều khiển PID vị trí hoặc vận tốc động cơ DC. Mà thiếu vòng điều khiển dòng điện. Trong khi điều khiển dòng điện là một yếu tố quan trọng giúp động cơ DC giữ được tính năng hoạt động khi có nhiễu về tải (là tải gắn trên trục động cơ) thay đổi.

    Bộ thí nghiệm điều khiển động cơ bao gồm phần cứng và phần mềm do Hocdelam Group đề xuất sẽ giúp bạn giải quyết các khó khăn, vướng mắc nêu trên.


    Trong 4 năm qua (2006-2010), Hocdelam Group đã thực hiện nhiều nghiên cứu và báo cáo khoa học liên quan trực tiếp đến động cơ DC như: Điều khiển bền vững động cơ DC, Ước lượng vận tốc động cơ DC dựa trên mô hình toán động cơ (không dùng Encoder hoặc Tachometer), Phương pháp đo dòng trực tiếp nhằm tạo ra cảm giác lái từ lực tạo ra từ động cơ DC, Gải pháp hệ thống thí nghiệm động cơ DC giá thành thấp cho đào tạo kỹ thuật, và nhiều thí nghiệm thực tế liên quan. Hocdelam Group đề xuất giải pháp bao gồm phần cứng và phần mềm sử dụng cho đào tạo bài toán điều khiển động cơ DC phù hợp với các trường Đại học, Cao đẳng và Dạy nghề cũng như các Phòng thí nghiệm tại các Trường, Viện, Doanh nghiệp như sau:

    1. Thực hiện hệ thống điều khiển động cơ DC

    Sau khi thực hiện xong đề tài, học viên có thể nắm kiến thức cơ bản và trọng yếu về hệ thống cơ điện tử cơ bản (xem thêm phần 1.1 Lý thuyết), nắm được các thành phần, phần cứng cơ bản của hệ thống vàxây dựng được bộ thí nghiệm (xem phần 1.2 Thực hành). Và xâu dựng được thuật toán điều khiển, với giao diện trực quan như bên dưới:

    [IMG]

    1.1 Lý thuyết (Học và nắm kiến thưc này trong 6 tiếng)

    Thường để điều khiển động cơ DC theo thuật toán PID phổ thông, ta cần trang bị kiến thức sau:

    * Cảm biến (encoder, cảm biến dòng điện) và cơ cấu chấp hành (động cơ DC)
    * Card thu thập dữ liệu và điều khiển qua máy tính (ví dụ: Hocdelam USB 9001, Hocdelam USB 9009)
    * Lý thuyết điều khiển PID
    * Xử lý tín hiệu xung từ cảm biến để tính vị trí hoặc tốc độ, gia tốc động cơ
    * Thu thập tín hiệu analog, tín hiệu số vào máy tính
    * Điện tử căn bản
    * Phương pháp thiết kế và thực hiện một bộ thí nghiệm PID, bộ thí nghiệm bền vững, bộ thí nghiệm Fuzzy cho động cơ DC
    * Đo lường và phân tích và trình bày kết quả thí nghiệm

    Xem chi tiết đề cương thí nghiệm động cơ DC do Hocdelam Group đề xuất và đào tạo.

    1.1.1 Sơ đồ điều khiển có một vòng điều khiển (điều khiển vận tốc hoặc vị trí)

    Trong sơ đồ này, vị trí hoặc vận tốc của động cơ DC được điều khiển bởi một vòng điều khiển kín. Người dùng sử dụng giao diện người dùng để xác lập vị trí hoặc vận tốc mong muốn, Encoder sẽ đọc tín giá trị vị trí hoặc vận tốc hiện tại của động cơ và so sánh với tín hiệu mong muốn mà người sử dụng đã nhập vào, sau đó thuật toán điều khiển PID trên máy tính sẽ xuất tín hiệu PWM và truyền tín hiệu này tới Motor Driver, Motor Driver xuất tín hiệu điện áp phù hợp tới động cơ DC để quay động cơ tới vị trí hoặc theo vận tốc đã đặt. Cứ như vậy sai lệch giữa tín hiệu đặt và tín hiệu vị trí hoặc vận tốc tại thời điểm hiện tại được tính toán, chừng nào còn sai lệch thì động cơ DC sẽ tiếp tục được cấp điện áp điều khiển cho tới khi sai lệch bằng không. Nhờ vậy, vị trí hoặc vận tốc của động cơ DC đạt được bằng chính xác giá trị mà người dùng mong muốn.

    [IMG]

    1.1.2 Sơ đồ điều khiển có hai vòng điều khiển (điều khiển vận tốc/vị trí và điều khiển lực)

    Tương tự như sơ đồ trên vị trí hoặc vận tốc của động cơ DC sẽ được điều khiển chính xác. Điểm khác biệt duy nhất ở đây là có vòng điều khiển thứ hai - vòng điều khiển dòng điện của động cơ. Trong vòng điều khiển này, dòng điện của động cơ DC được đo và gửi tới máy tính (thông qua card Hocdelam USB 9001), từ dòng này, thuật toán điều khiển dòng (được xây dựng thêm vào trong máy tính) sẽ xuất tín hiệu điều khiển dòng của động cơ DC. Do dòng điện trong động cơ tỷ lệ (theo một hàm với Kt (hệ số lực), và hiệu suất của động cơ), nên mô-men của động cơ sẽ được điều khiển theo một giá trị mong muốn. Nhờ vậy động cơ sẽ đồng thời tạo ra một lực chính xác với lực mà người dùng mong muốn ở một tốc độ hoặc vị trí mong muốn.

    [IMG]

    Khóa học liên quan Lý thuyết động cơ DC và lý thuyết điều khiển PID (Dành cho đối tượng muốn nắm chắc kiến thức về động cơ DC) gồm:

    * LabVIEW001: LabVIEW căn bản
    * LabVIEW002: Mô phỏng động cơ DC
    * LabVIEW003: Điều khiển PID
  2. hoangleanh87 New Member

    Số bài viết: 244
    Đã được thích: 5
    Điểm thành tích: 0

Chia sẻ trang này