Tweet
(Đỗ Trung Hiếu- Cyberlab JSC.)
Đây là một đề tài mà tôi từng giúp đỡ một bạn Sinh viên năm cuối để làm đồ án tốt nghiệp liên quan đến LabVIEW: Mô phỏng động cơ điện một chiều (không sử dụng Control Design and Simulation Toolkit) và thiết kế bộ điều khiển PID, Mờ và Thích nghi cho động cơ đó.
Ở đây tôi chỉ đưa ra 2 phần: mô phỏng động cơ và bộ điều khiển PID
Đầu tiên là mô phỏng động cơ, tôi có sử dụng mô hình vật lý của động cơ để mô phỏng với đầu vào là Điện áp (Voltage) và Moment quán tính (Torque), đầu ra là Vận tốc và Dòng điện. Tất cả gói gọn trong 1 chương trình con "dc_motor_model (SubVI)"
Các tham số động cơ được nhập ở Cluster "Motor_para", gồm điện trở trong, hằng số điện, moment quán tính của trục động cơ, không có L (tính gần đúng), và dt là đơn vị thời gian mỗi lần tính toán (dt càng nhỏ thì phép mô phỏng càng gần đúng, ở đây tôi đặt dt=1uS)
Tôi cũng thiết lập một chương trình con khác (dc_motor_body(SubVI)) mô phỏng động cơ trong không gian 3 chiều, với vận tốc quay đầu trục đúng bằng vận tốc quay của động cơ được tính toán từ "dc_motor_model(SubVI)"
Thay đổi đầu vào U(điện áp) và T(moment trục) để quan sát thay đổi vận tốc, dòng điện:
Thiết kế hệ điều khiển PID:
Tôi cũng gửi kèm theo file thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển động cơ sử dụng thuật toán PID:
Chương trình gồm 2 vòng lặp For: Vòng lặp tạo tín hiệu đặt vận tốc, và vòng lặp mô phỏng gồm bộ điều khiển PID và mô hình động cơ. Kết quả được xuất ra tín 2 đồ thị vận tốc và dòng điện theo thời gian.
Đây chỉ là 1 ví dụ đơn giản về việc mô phỏng 3D hệ điều khiển động cơ điện 1 chiều dựa trên mô tả vật lý của đối tượng. Thiết nghĩ với các bước tương tự, chúng ta cũng có thể mô phỏng được nhiều hệ thống phức tạp khác, như hệ điều khiển động cơ điện xoay chiều 3 pha, động cơ BLDC, động cơ đồng bộ, cánh tay Robot...
Vấn đề cốt lõi là các bạn phải có phương trình vật lý mô tả động lực học hệ thống, sau đo sử dụng LabVIEW để mô phỏng trong miền thời gian.
Nếu như các bạn đã có mô hình đối tượng trên Matlab, cụ thể là file Mathscript, thì việc mô phỏng trên LabVIEW cũng có thể thực hiện được, tôi sẽ trình bày trong 1 bài riêng.
Việc mô phỏng mô hình 3D trong LabVIEW cũng sẽ được nói chi tiết sau. Mong các bạn chú ý theo dõi.
Chương trình được down tại đây:
dcmotor_model_(3D_and_electromechanical).rar
Chúc các bạn thành công!
Đây là một đề tài mà tôi từng giúp đỡ một bạn Sinh viên năm cuối để làm đồ án tốt nghiệp liên quan đến LabVIEW: Mô phỏng động cơ điện một chiều (không sử dụng Control Design and Simulation Toolkit) và thiết kế bộ điều khiển PID, Mờ và Thích nghi cho động cơ đó.
Ở đây tôi chỉ đưa ra 2 phần: mô phỏng động cơ và bộ điều khiển PID
Đầu tiên là mô phỏng động cơ, tôi có sử dụng mô hình vật lý của động cơ để mô phỏng với đầu vào là Điện áp (Voltage) và Moment quán tính (Torque), đầu ra là Vận tốc và Dòng điện. Tất cả gói gọn trong 1 chương trình con "dc_motor_model (SubVI)"
Các tham số động cơ được nhập ở Cluster "Motor_para", gồm điện trở trong, hằng số điện, moment quán tính của trục động cơ, không có L (tính gần đúng), và dt là đơn vị thời gian mỗi lần tính toán (dt càng nhỏ thì phép mô phỏng càng gần đúng, ở đây tôi đặt dt=1uS)
Tôi cũng thiết lập một chương trình con khác (dc_motor_body(SubVI)) mô phỏng động cơ trong không gian 3 chiều, với vận tốc quay đầu trục đúng bằng vận tốc quay của động cơ được tính toán từ "dc_motor_model(SubVI)"
Thay đổi đầu vào U(điện áp) và T(moment trục) để quan sát thay đổi vận tốc, dòng điện:
Thiết kế hệ điều khiển PID:
Tôi cũng gửi kèm theo file thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển động cơ sử dụng thuật toán PID:
Chương trình gồm 2 vòng lặp For: Vòng lặp tạo tín hiệu đặt vận tốc, và vòng lặp mô phỏng gồm bộ điều khiển PID và mô hình động cơ. Kết quả được xuất ra tín 2 đồ thị vận tốc và dòng điện theo thời gian.
Đây chỉ là 1 ví dụ đơn giản về việc mô phỏng 3D hệ điều khiển động cơ điện 1 chiều dựa trên mô tả vật lý của đối tượng. Thiết nghĩ với các bước tương tự, chúng ta cũng có thể mô phỏng được nhiều hệ thống phức tạp khác, như hệ điều khiển động cơ điện xoay chiều 3 pha, động cơ BLDC, động cơ đồng bộ, cánh tay Robot...
Vấn đề cốt lõi là các bạn phải có phương trình vật lý mô tả động lực học hệ thống, sau đo sử dụng LabVIEW để mô phỏng trong miền thời gian.
Nếu như các bạn đã có mô hình đối tượng trên Matlab, cụ thể là file Mathscript, thì việc mô phỏng trên LabVIEW cũng có thể thực hiện được, tôi sẽ trình bày trong 1 bài riêng.
Việc mô phỏng mô hình 3D trong LabVIEW cũng sẽ được nói chi tiết sau. Mong các bạn chú ý theo dõi.
Chương trình được down tại đây:
dcmotor_model_(3D_and_electromechanical).rar
Chúc các bạn thành công!
