LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN, chương 1 docx

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Chương 1:
Khái niệm và phân loại hệ điều chỉnh
tự động truyền động điện
Mục tiêu cơ bản của hệ điều chỉnh tự động truyền động
điện là phải bảo đảm giá trò yêu cầu của các đại lượng điều
chỉnh mà không phụ thuộc vào tác động của các đại lượng nhiễu
lên hệ điều chỉnh.
Hệ thống điều chỉnh tự động truyền động điện có cấu trúc chung
được trình bày trên hình 2.1 gồm:
động cơ truyền động
M quay máy sản xuất M
x
và thiết bò biến
đổi năng lượng
BĐ (được gọi là phần lực); các thiết bò đo lường
ĐL các bộ điều chỉnh R (được gọi là phần điều khiển).
Tín hiệu điều khiển hệ thống được gọi là tín hiệu đặt
THĐ và
ngoài ra còn các tín hiệu nhiễu loạn
NL tác động lên hệ thống.
Hình 2.1 Cấu trúc chung của hệ điều chỉnh tự động truyền động
điện
Động cơ truyền động thường dùng động cơ điện một chiều,
xoay chiều không đồng bộ, xoay chiều đồng bộ và các loại động
cơ bước.
Các động cơ điện được cấp năng lượng từ các bộ biến đổi
BĐ,
ngày nay các bộ biến đổi thường dùng là các bộ chỉnh lưu
thyristor, các bộ biến tần thyristor, bộ băm xung điện áp

tranzitor và thyristor, v.v
NL
BĐ M M
X
ĐL
THĐ
R
Các bộ biến đổi ở đây có hai chức năng: thứ nhất là biến đổi
năng lượng điện từ dạng này sang dạng khác thích ứng với động
cơ truyền động; thứ hai mang thông tin điều khiển để điều khiển
các tham số đầu ra bộ biến đổi (như công suất, điện áp, dòng
điện, tần số).
Tín hiệu điều khiển được lấy ra từ bộ điều chỉnh
R. Các bộ điều
chỉnh
R nhận tín hiệu thông báo các sai lệch về trạng thái làm
việc của truyền động thông qua so sánh giữa tín hiệu đặt
THĐ
và tín hiệu đo lường các đại lượng của truyền động.
Tín hiệu sai lệch này qua bộ điều chỉnh được khuếch đại và tạo
hàm chức năng điều khiển sao cho đảm bảo chất lượng động và
tónh của hệ thống truyền động.
Trong thực tế các đại lượng điều chỉnh của truyền động là
momen quay, tốc độ, vò trí.
Để đảm bảo chất lượng của hệ, thường có nhiều mạch vòng
điều chỉnh như điều chỉnh điện áp, dòng điện, tốc độ, từ thông ,
tần số, công suất, momen, v.v
Việc phân loại hệ điều chỉnh tự động truyền động điện tùy
thuộc vào mục đích. Nếu như quan tâm đến động cơ truyền động
thì ta có truyền động động cơ một chiều, truyền động động cơ

xoay chiều, v.v
Nếu quan tâm đến tín hiệu điều chỉnh ta có bộ điều chỉnh tương
tự (analog), bộ điều chỉnh số (digital) hoặc bộ điều chỉnh lai
tương tự và số.
Mặt khác quan tâm đến cấu trúc hoặc thuật điều khiển ta có
truyền động điều chỉnh thích nghi, truyền động điều chỉnh
vector v.v
Khi xét nhiệm vụ chung của hệ thống ta có thể phân ra 3
loại:
- Hệ điều chỉnh tự động truyền động điện điều chỉnh duy trì
theo lượng đặt trước không đổi. Ví dụ duy trì tốc độ không đổi,
duy trì momen không đổi hoặc duy trì công suất không đổi.
- Hệ điều chỉnh tùy động (hệ bám) là hệ điều chỉnh vò trí
trong đó cần điều khiển truyền động theo lượng đặt trước biến
thiên tùy ý, chúng ta thường gặp ở truyền động quay anten,
rada, các cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, v.v
- Hệ điều khiển chương trình: thực chất là hệ điều khiển vò
trí nhưng đại lượng điều khiển lại tuân theo chương trình đặt
trước. Thông thường đại lượng đại lượng điều khiển ở đây là các
quỹ đạo chuyển động trong không gian phức tạp cho nên cấu
trúc của nó thường gồm nhiều trục.
Chương trình điều khiển ở đây được mã hóa ghi vào bìa, băng
từ, đóa từ, v.v
Chúng ta thường gặp hệ điều khiển chương trình ở các trung tâm
gia công cắt gọt kim loại, các dây chuyền sản xuất có robot. Hệ
điều khiển chương trình có cấu trúc phức tạp nhất.
Thông thường nó cần thỏa mãn yêu cầu của hai hệ truyền đông
trên và dùng điều khiển số có máy tính điện tử CNC (Computer
Numeric Cotrol).
2.2 Những phần tử tự động trong hệ điều chỉnh tự động truyền

động điện
Những phần tử trong hệ truyền động điện bao gồm:
- Khuếch đại thuật toán (KĐTT)
- Các bộ điều chỉnh
- Thiết bò đo lường
- Bộ biến đổi D/A, A/D
Ở đây chỉ trình bày về 2 phần tử quan trọng là phần tử
điều chỉnh và đo lường.