TUYỂN TẬP HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ BA VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VCCA – 2015

HỘI TỰ ĐỘNG HÓA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
CHƯƠNG TRÌNH C.03/11-15
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỈNH THÁI NGUYÊN
----------------------------

TUYỂN TẬP
HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ BA
VỀ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

VCCA – 2015
Thành phố Thái Nguyên, ngày 28-29 tháng 11 năm 2015
(ISBN: 978-604-913-429-6)

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN & CÔNG NGHỆ


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015

Cơ quan bảo trợ:
• Bộ Khoa học và Công nghệ
• Bộ Công thương
• Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam
• Ủy ban nhân dân Thành phố Thái Nguyên.

Cơ quan đồng tổ chức:
• Hội Tự động hóa Việt Nam
• Đại học Thái Nguyên
• Chương trình KHCN KC.03
• Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Thái Nguyên

• Viện Công nghệ Thông tin VAST
• Đại học Bách khoa Hà Nội.

Chủ tịch:
TS. Nguyễn Quân

Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

Ban tổ chức:
Đồng Trưởng ban
PGS.TS. Tạ Cao Minh

Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam

GS. TS. Đặng Kim Vui

Giám đốc Đại học Thái Nguyên

PGS. TS. Nguyễn Chỉ Sáng Chủ nhiệm Chương trình KHCN KC.03
PGS. TS. Thái Quang Vinh

Viện trưởng Viện CNTT - Viện HLKHCN Việt Nam

Các thành viên:
TS. Dương Nguyên Bình

Hội Tự động hoá Việt Nam

PGS. TS. Lại Khắc Lãi

Trưởng ban Ban Khoa học Công nghệ & Môi trường, Đại học Thái Nguyên

PGS. TS. Trần Xuân Minh

Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Kỹ thuật CN, Đại học Thái Nguyên

TS. Đỗ Trung Hải

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên

TS. Vũ Đức Thái

Phó Hiệu trưởng Trường Đại học CNTT & TT, Đại học Thái Nguyên

TS. Trần Trọng Minh

Đại học Bách khoa Hà Nội

TS. Nguyễn Quang Địch

Đại học Bách khoa Hà Nội

VCCA-2015

I-1


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015
Ban Thư ký
Trưởng ban:

ThS. Trịnh Đình Đề

Hội Tự động hóa Việt Nam

Phó Trưởng ban:
TS. Đoàn Đức Hải

Phó Trưởng ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Đại học Thái Nguyên

Uỷ viên:
TS. Đinh Văn Hiến

Hội Tự động hóa Việt Nam

ThS Nguyễn Thái Hưng

Hội Tự động hóa Việt Nam

ThS Nguyễn Như Thắng

Ủy viên BCH Hội Tự động hóa Việt Nam

KS Phạm Anh Tuấn

Hội Tự động hóa Việt Nam

CN Dương Tố Vân

Chánh Văn phòng Hội Tự động hóa Việt Nam

Ban chương trình:
Trưởng ban:
PGS. TSKH. Phạm Thượng Cát

Tổng Biên tập Tạp chí Tin học và Điều khiển học

Phó Trưởng ban:
PGS. TS. Nguyễn Hữu Công

Phó Giám đốc Đại học Thái Nguyên

GS. TSKH. Nguyễn Công Định

Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự

PGS. TS. Bùi Quốc Khánh

Chương trình KHCN KC.03

GS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang Đại học Bách khoa Hà Nội
Uỷ viên:
PGS. TS. Nguyễn Hồng Anh

Đại học Quy Nhơn

PGS. TS. Hồ Phạm Huy Ánh

Đại học Bách khoa Thành phố HCM

TS. Trương Đình Châu

Đại học Bách khoa Thành phố HCM

PGS. TS. Nguyễn Tăng Cường

Học viện Kỹ thuật quân sự

PGS. TS. Lê Anh Dũng

Học viện Kỹ thuật quân sự

PGS. TS. Lê Bá Dũng

Viện CNTT- Viện HLKHCN Việt Nam

PGS. TS. Bùi Thế Dũng

Viện Vật lý - Viện HLKHCN Việt Nam

PGS. TS. Phạm Trung Dũng

Học viện Kỹ thuật quân sự

PGS. TS. Tô Văn Dực

Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự

PGS. TS. Lê Văn Doanh

Đại học Bách khoa Hà Nội

TS. Nguyễn Anh Duy

Đại học Đà Nẵng

TS. Đặng Xuân Hoài

Viện Khoa học Công nghệ Tàu thủy

GS. TS. Đào Văn Hiệp

Học viện Kỹ thuật quân sự

PGS. TS. Nguyễn Quang Hoan

Học viện Công nghệ BCVT

VCCA-2015

I-2


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015
GS. TSKH. Thân Ngọc Hoàn

Đại học dân lập Hải Phòng

PGS. TS. Huỳnh Thái Hoàng

Đại học Bách khoa Thành phố HCM

TS. Nguyễn Quang Hải

Viện trưởng Viện KTQS Hải quân

PGS. TS. Nguyễn Như Hiển

Đại học Thái Nguyên

TS. Phạm Văn Hiền

Đại học Đà Nẵng

TS. Ngô Quang Hiếu

Đại học Cần Thơ

TS. Trần Thanh Hùng

Đại học Cần Thơ

GS. TSKH. Nguyễn Văn Khang

Đại học Bách khoa Hà Nội

PGS. TSKH. Trần Hoài Linh

Đại học Bách khoa Hà Nội

GS. TS. Lê Hùng Lân

Viện Ứng dụng công nghệ, Bộ KHCN

PGS. TS. Nguyễn Ngọc Lâm

Phân viện VIETLINA Thành phố HCM

PGS. TS. Nguyễn Văn Liễn

Đại học Bách khoa Hà Nội

TS Phạm Đức Long

Đại học Thái Nguyên

GS. TSKH. Hồ Đắc Lộc

Đại học KTCN Thành phố HCM

TS. Nguyễn Hoàng Mai

Đại học Đà Nẵng

GS. TS. Phan Xuân Minh

Đại học Bách khoa Hà Nội

PGS. TS. Tạ Cao Minh

Đại học Bách khoa Hà Nội

PGS. TS. Dương Hoài Nghĩa

Đại học Bách khoa Thành phố HCM

PGS. TS. Nguyễn Văn Nhờ

Đại học Bách khoa Thành phố HCM

PGS. TS. Nguyễn Chí Ngôn

Đại học Cần Thơ

GS. TS. Nguyễn Doãn Phước

Đại học Bách khoa Hà Nội

GS. TSKH. Vũ Ngọc Phát

Viện Toán - Viện HLKHCN Việt Nam

PGS. TS. Lê Hoài Quốc

Ban Quản lý Khu CNC, Thành phố HCM

PGS. TS. Nguyễn Chỉ Sáng

Viện Nghiên cứu Cơ khí

PGS. TS. Phạm Ngọc Tiệp

Viện KHCN Hàng hải, Đại học Hàng hải Hải Phòng

PGS. TS. Lê Tòng

Đại học Giao thông vận tải

TS. Nguyễn Thế Truyện

Viện Nghiên cứu ĐTTHTĐH, Bộ Công thương

PGS. TS. Trần Đức Thuận

Viện KH và CN Quân sự

PGS. TS. Đặng Ngọc Thanh

Học viện Kỹ thuật quân sự

TS. Phạm Minh Tuấn

Viện CNVT - Viện HLKHCN Việt Nam

PGS. TS. Nguyễn Tân Tiến

Đại học Bách khoa thành phố HCM

TS. Võ Như Tiến

Đại học Đà Nẵng

PGS. TS. Trần Xuân Tùy

Đại học Đà Nẵng

TS. Võ Minh Trí

Đại học Cần Thơ

PGS. TS. Đào Hoa Việt

Học viện Kỹ thuật quân sự

PGS. TS. Đoàn Quang Vinh

Đại học Đà Nẵng

PGS. TS. Thái Quang Vinh

Viện CNTT - Viện HLKHCN Việt Nam

PGS. TS. Trần Quang Vinh

Đại học Quốc gia Hà Nội

GS. TS. Phạm Thị Ngọc Yến

Đại học Bách khoa Hà Nội

VCCA-2015

I-3


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015
Subreviewers:

TS. Nguyễn Duy Cương

Đại học Thái Nguyên

TS. Nguyễn Vũ Quỳnh

Đại học Lạc Hồng

TS. Đặng Danh Hoằng

Đại học Thái Nguyên

TS. Nguyễn Quang Hoàng

Đại học Bách khoa Hà Nội

PGS. TS. Đỗ Quốc Quang

Chương trình KC.03

TS. Nguyễn Thanh Hải

Đại học Giao thông vận tải

TS. Nguyễn Phong Điền

Đại học Bách khoa Hà Nội

TS. Nguyễn Hiếu Minh

Học viện Kỹ thuật quân sự

TS. Vũ Hỏa Tiễn

Học viện Kỹ thuật quân sự

TS. Vũ Ngọc Tuấn

Học viện Kỹ thuật quân sự

VCCA-2015

I-4


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015

Message from General Chair

TS. Nguyễn Quân
Chủ tịch Hội nghị
Kính thưa: - Các vị khách quý,
- Các vị đại biểu,

- Các nhà khoa học, các thầy cô giáo và các doanh nhân,
Thưa: Các em sinh viên, các nghiên cứu sinh quý mến.
Trong lĩnh vực Công nghệ cao, Tự động hóa là một ngành mũi nhọn đảm bảo thực
hiện Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước.
Máy móc, thiết bị tiên tiến không những đảm bảo tăng trưởng sản phẩm quốc nội
(GDP), nâng cao năng suất lao động và giá trị gia tăng cho hàng hóa Việt Nam, nâng cao
sức cạnh tranh của Việt Nam trong bối cảnh hội nhập quốc tế sâu rộng, mà còn cải thiện
môi trường sống, góp phần làm cho xã hội văn minh tiến bộ.
Nhằm tập hợp trí tuệ của các nhà khoa học, phối hợp với các nhà doanh nghiệp đưa
giá trị của khoa học Tự động hóa vào cuộc sống, Hội nghị Toàn quốc về Điều khiển và
Tự động hóa (VCCA) được tổ chức định kỳ 2 năm 1 lần. Năm nay, Hội nghị VCCA-2015
được tổ chức tại Đại học Thái Nguyên từ ngày 28-29/11/2015.
Với 129 báo cáo khoa học (trong số 239 báo cáo gửi đến hội nghị) đã được duyệt và
sẽ trình bày, cùng với các tham luận của các nhà quản lý doanh nghiệp sẽ làm nổi bật mối
quan hệ chặt chẽ trong ngành Tự động hóa giữa lý thuyết và ứng dụng, đồng thời làm rõ
sự gắn kết giữa các ngành công nghệ cao với nhau và với sản xuất kinh doanh phục vụ
phát triển kinh tế, xã hội.
VCCA-2015

I-5


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2015

Thay mặt các đơn vị đồng tổ chức là Hội Tự động hóa Việt Nam và Đại học Thái
Nguyên, tôi nhiệt liệt hoan nghênh và cảm ơn các nhà khoa học trong lĩnh vực tự động
hóa và các lĩnh vực liên quan đã lao động nghiêm túc, tạo ra những công trình giá trị
trong các báo cáo khoa học của mình. Tôi cũng đánh giá cao các nhà quản lý, các doanh
nghiệp đã hỗ trợ, tạo điều kiện để các sản phẩm khoa học tự động hóa trở thành hiện thực.
Tôi hy vọng trong Hội nghị, những ý kiến của các đại biểu sẽ làm sâu sắc thêm giá trị

của các công trình khoa học và chỉ ra cách thức hợp tác để làm rõ giá trị của Tự động hóa
trong quốc kế dân sinh, cùng với các ngành khác thúc đẩy nhanh sự phát triển của đất nước.
Chúc Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hóa VCCA-2015 thành công!

VCCA-2015

I-6


TABLE OF CONTENTS OF VCCA -2015
Content

Page
1

Một số ứng dụng của điều khiển học trong mô hình hóa và điều khiển cây trồng
Pham Thuong Cat
Tiểu ban: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

2

Optimal Receding Horizon Control for a Quadrotor (Điều khiển tối ưu từng đoạn hệ quadrotor)
Doan Phuoc Nguyen, Việt Thắng Lại and Đăng Trường Bùi

7

Design a predictive PID with infinite horizon for adaptive control of gearing systems
Hà Lê Thị Thu and Phước Nguyễn Doãn

13

Nghiên cứu ứng dụng luật điều khiển thích nghi mờ trượt trong hệ bám sát vị trí điện thủy lực
Nguyễn Thanh Tiên, Nguyễn Công Định and Nguyễn Trọng Thanh

21

Sloshing suppression control of rectangle liquid container transfer using Hybrid Shape Approach
Quy Thinh Dao, Minh Duc Duong and Van Nam Dinh

27

Bàn về hệ thống tuyến tính có cấu trúc và bài toán loại bỏ nhiễu
Trong Hieu Do
Tiểu ban: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ Y SINH

35

Một giải pháp phát hiện sớm tình trạng đột quỵ của người cao tuổi
Nguyễn Chí Ngôn and Phạm Minh Hiền
Ứng dụng wavelet loại bỏ ảnh hưởng của nhịp thở trong tín hiệu ECG nhằm nâng cao chất lượng nhận dạng tín
hiệu ECG

40

Linh Trần Hoài, Thảo Nguyễn Đức and Nhượng Đinh Văn
Phân tích khả năng chẩn đoán các bệnh tim mạch bằng ảnh pha thông qua mô hình tín hiệu điện tim nhân tạo

46

Trí Tiếp Vương, Văn Thuận Phạm and Xuân Năng Phạm

Cây quyết định trong trích chọn đặc tính gen cho phân loại ung thư sử dụng dữ liệu biểu hiện gen DNA
Microarray

51

Trung Dũng Phạm, Thúy Hằng Đặng and Hoai Linh Tran
Applying spectral analysis method in measurement of biomedical signals for the cancer diagnostic instrument

56

Đoàn Văn Long and Cao Xuân Hữu
Tiểu ban: RÔ BÓT DI ĐỘNG, XE TỰ HÀNH I
61

Điều khiển cân bằng xe hai bánh tự cân bằng sử dụng thuật toán giảm bậc mô hình
Nguyễn Hữu Công and Vũ Ngọc Kiên

70

Điều khiển thời gian thực robot hai bánh tự cân bằng sử dụng bộ điều khiển PID mờ tự chỉnh
Khanh Nguyễn Văn and Hùng Trần Thanh

78

Điều khiển thích nghi bền vững cho robot hai bánh tự cân bằng
Gia Định and Nguyễn Duy Cương

87

Điều khiển robot bầy đàn tránh vật cản và tìm kiếm mục tiêu

Thị Thúy Nga Lê and Hùng Lân Lê
Trajectory Tracking Control for Four Wheeled Omnidirectional Mobile Robots Using Dynamic Surface Control
Algorithm
Tiến Ngô Mạnh Tiến, Minh Phan Xuân, Giáp Đặng Thái, Thủy Đinh
Vương Huy and Hải Lê Xuân
Mô hình hóa và điều khiển rô bốt di động non-holonomic có trượt ngang

94

, Hoàng
103

Tinh Nguyen Van, Cat Pham Thuong and Tuan Pham Minh
Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ ĐIỆN
Khảo sát các đặc tính động lực học ô tô điện sử dụng công cụ mô phỏng ADVISOR
Quang Bui Dang and Minh C. Ta

109


Content

Page
117

Mô hình hóa ô tô điện bằng phương pháp EMR với mô hình mở rộng của tương tác bánh xe – mặt đường
Dũng Nguyễn, Huy Nguyễn Bảo, Thành Võ Duy and Minh C. Ta

123

Design of Hardware-in-the-loop Model for Electric Vehicles
Thành Võ Duy, Thịnh Đào Quý, Bảo Huy Nguyễn and Minh C. Ta

130

Design of driving interface device for electric vehicle
Thành Võ Duy, Trang Trần Thị Minh and Minh C. Ta
Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh
Huy Nguyễn Bảo, Dũng Nguyễn, Hân Đỗ Văn and Minh C. Ta

cửu

chìm

(IPMSM)

cho

ô

tô

điện

A New Enhanced-Phase-Shift Modulation Strategy of Semi-Dual-Active-Bridge Converter for EV Application

136
144

Duy Dinh Nguyen, Goro Fujita and Minh C. Ta

Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Cấu trúc điều khiển quá trình trao đổi công suất hữu công của thiết bị kho điện sử dụng siêu tụ tích hợp trong hệ
thống điện ốc đảo nguồn phát hỗn hợp gió – diesel

152

Phạm Tuấn Anh and Nguyễn Phùng Quang
A Joint Active Filter and Passive Filter Strategy for Current Harmonic Cancellation and Power Factor
Enhancement in Three-phase Power Networks

160

Minh Hoang Hac Le, Kim Anh Nguyen and Viet Hung Ngo
Áp dụng thuật toán mô phỏng luyện kim cho bài toán tái cấu trúc lưới điện có xét đến ảnh hưởng của nguồn điện
phân tán

167

Nguyen Tung Linh and Pham Thuong Cat
176

Thiết kế điều khiển tách kênh trong hệ thống truyền động điện có sáu bậc tự do
Như Hiển Nguyễn, Xuân Minh Trần, Danh Hoằng Đặng, Quốc Tuấn Dương and Duy Hưng Vũ
Tiểu ban: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT I
Khảo sát và phân phối lại nhiệt tiêu hao trên các IGBT trong biến tần ba bậc bằng phương pháp điều khiển trực
tiếp mô-men lực

185

Huynh Anh Duy Nguyen and Chi Ngon Nguyen

192

Control of four-switch buck-boost converter based solar PV emulator using feedback linearization
Vu Trung Tran, Hoang Phuong Vu and Trong Minh Tran
Thực nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao có khả năng trao đổi công suất hai chiều

197

Huy
Phương pháp điều chế NLM (Nearest Level Modulation) và thuật toán cân bằng năng lượng cho bộ biến đổi đa
mức cấu trúc module

204

Hùng Cường Trần, Văn Tiến Nguyễn, Việt Phương Phạm and Trọng Minh Trần
Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
210

Explicit model predictive control of permanent-magnet synchronous motors fed by matrix converter
Vu Trung Tran and Phung Quang Nguyen

217

Permanent magnet BLDC Motor designs with skewing for torque ripple and cogging torque reduction
Bui Minh Dinh
Designing adaptive current controller for two axial flux permanent magnet synchronous motors connected by one
shaft

222

Như Hiển Nguyễn, Xuân Minh Trần and Quốc Tuấn Dương
Radial force calculation of Switched reluctance motor 5,5kW with skewed slot stator and rotor structure

229

Dinh Hai Linh
Tiểu ban: ỨNG DỤNG TRONG AN NINH QUỐC PHÕNG I
khiển - ổn
định độ cao tên lửa đối hải trong điều kiện có sóng, gió tác động khi bay thấp trên mặt biển
Nguyễn Văn Chung, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Chí Sỹ and Hoàng Ngọc Ánh

232


Content
Tổng hợp bộ điều khiển thích nghi tham chiếu mô hình cho thiết bị bay có tốc độ thay đổi

Page
238

Trần Đức Thuận, Phạm Quang Hiếu and Nguyễn Văn Lâm
Tổng hợp luật điều khiển từ xa theo phương pháp dẫn hai điểm cho TLPK trên cơ sở lý thuyết điều khiển tối ưu
và vi phân các tham số động hình học

244

Nguyễn Vĩ Thuận and Vũ Hỏa Tiễn
Research design and manufacture complete system drives a versatile price for 12.7 mm and 14.5 mm gun
automatically bind the target image

251

Van Hung Nguyen, Văn Xuất Nguyễn and Chí Thành Nguyễn
Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT I
Ứng dụng thuật giải di truyền trong bài toán động học ngược robot chuỗi và song song

257

Hoàng Nguyễn Quang and Vương Vũ Đức
Mechanical parameter variation-robust decoupling control system of robot joint

264

Mạnh Tiến Nguyễn
Kinematic Analysis for Working Space of the Rotopod Mechanism

271

Thanh Nguyen Minh, Quoc Le Hoai and Trung Nguyen Trong
Control of a biologically inspired manipulator actuated by pneumatic artificial muscles

277

Pham Thuc Anh Nguyen
282
Nguyễn Quang Hoàng and Nguyễn Văn Quyền
Tiểu ban: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÖNG
Nghiên cứu và thiết kế ứng dụng hệ thống truyền thông giữa HPS-FPGA trên nền SoC

288

Đỗ Văn Cần, Nguyễn Phùng Quang and Đoàn Quang Vinh
Giải pháp đo bám tần số tín hiệu dải rộng với độ chính xác cao và tài nguyên tối ưu trên công nghệ FPGA

295

Nghia Tran Van
Nghiên cứu, thiết kế bộ đảo tần lên và đảo tần xuống cho các hệ thống vô tuyến cấu hình mềm hiệu quả tài
nguyên trên công nghệ FPGA

301

Nghia Tran Van
Cấu hình mạng nơron tế bào CNN giải phương trình Navier-Stock trên nền tảng chip FPGA

311

Vũ Đức Thái, Phạm Thượng Cát and Bùi Văn Tùng
Nghiên cứu xây dựng thuật toán nội suy đường tròn trên nền SoC

317

Đỗ Văn Cần, Đoàn Quang Vinh and Nguyễn Phùng Quang
Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN TRÊN CƠ SỞ XỬ LÝ ẢNH VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG
Phát triển thuật toán xử lý ảnh để phát hiện và đếm tôm giống

323

Quoc Bao Truong, Chanh Nghiem Nguyen, Minh Kha Nguyen, Hoang Giang Huynh and Minh Tri Vo
Giải pháp đọc chỉ số công tơ từ ảnh số

329

Ngoc Son Le and Hoai Linh Tran
Điều khiển thiết bị bằng cử chỉ tay với Leap Motion và LabVIEW

325

Hồng Duy Khanh Lương, Thành Long Nguyễn, Mướt Nguyễn Văn and Tăng Khả Duy Nguyễn
The method of monitoring and controling enviroment parameters based on cloud computing via WIMAX
wireless network

332

Minh Pham Ngoc, Phương Nguyễn Tiến, Vinh Thai Quang, Hoàn Huỳnh Đức and Thập Phạm Hồng
The research and development a solution of weighing car station management integrated RFID technology via
internet

338

Minh Pham Ngoc, Chinh Dang Manh, Hoàn Huỳnh Đức and Long Nguyễn Thành
Tiểu ban: TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
Điều khiển máy trộn nhựa composite dùng MCU-MSP430

343


Content

Page

Hùng Danh Nguyễn Lê, Minh Trường Nguyễn and Chí Ngôn Nguyễn
The decoupling multivariable control for the paper drying section

348

Quyên Trần Kim, Vinh Đoàn Quang and Trường Lê Khắc
Online Calculation of Time Varying Gain to Stabilize the Bilateral Teleoperation System

358

Minh Duc Duong and Quy Thinh Dao
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị tự động dán kẹo sáo

364

Ha Pham and Bình Thanh
Một giải pháp bảo mật cho giao thức Modbus TCP, phòng chống tấn công vào hệ thống SCADA sử dụng giao
thức này

369

Nguyễn Văn Xuân, Nguyễn Tăng Cường, Hoàng Đức Trọng and Vũ Đức Tân
Tiểu ban: MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT II
Một phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu kết cấu robot song song dạng treo kích thước lớn, truyền động bằng dây
cáp

378

Đình Quân Nguyễn

Thiết kế luật điều khiển thích nghi cho hệ tích hợp rô bốt di động - pan tilt - camera để tiếp cận mục tiêu

388

Nguyễn Văn Tính, Cat Pham Thuong, Tuan Pham Minh and Chung Nguyen Dang
Tìm hiểu phương thức giao tiếp giữa cánh tay robot mitsubishi rv -2aj và máy tính thông qua thiết bị haptic

397

Tri Vo Minh, Khanh Le Cong, Khuu Huu Nghia and Son Le Hoang
Applying forced dynamic control in speed controller for drive system with flexible joint

406

Trần Văn Thân and Lê Trung Hòa
Tiểu ban: ĐIỀU KHIỂN HỆ PHI TUYẾN
Điều khiển thích nghi bền vững cần trục tháp với tham số thay đổi

412

Le Anh Tuan and Pham Van Trieu
Điều khiển phi tuyến ổ bi từ chủ động

420

Đức Nguyễn Trung, Lâm Nguyễn Tùng, Khánh Phan Phú, Huy Nguyễn Danh and Địch Nguyễn Quang
Thiết kế bộ điều khiển tuyến tính hóa chính xác từng phần cho hệ TRMS

427

Đinh Văn Nghiệp, Nguyễn Như Hiển and Nguyễn Doãn Phước
Thiết kế hệ điều khiển phi tuyến theo nguyên lý phẳng cho cơ cấu nâng bằng từ trường trong ổ từ

433

Huy Nguyen Danh and Minh Tran Trong
Tiểu ban: RÔ BỐT DI ĐỘNG, XE TỰ HÀNH II
Identification of the parameters in mathematical model of a quadrotor

440

Dũng Nguyễn Đình, Tuấn Đỗ Quốc and Uông Phạm Hữu
Light Source Detection using Multirobot Systems with Particle Swarm Optimization Approach

448

Anh Quý Hoàng and Minh Triển Phạm
An Efficient Low-Speed Airfoil Design Optimization Process Using Multi-Fidelity Analysis for UAV Flying
Wing

456

Building a multi-tasks controller based on embedded computer for autonomous mobile robot

462

Tăng Quốc Nam, Phạm Thế Hùng and Nguyễn Bá Đại
Tiểu ban: ỨNG DỤNG KHÁC I
Evaluation of Real Time Kinematic Positioning with Low-Cost, Single-Frequency GPS/GLONASS Receivers

468

Nhut Thanh Tran, Chanh Nghiem Nguyen, Thanh Hung Tran and Nguyễn Chí Ngôn
Processing dynamic of internal combustion engine CFR using for testing of octane number

473

Nguyễn Phú Quốc, Phan Văn Hiền and Bùi Quốc Khánh
Xây dựng hệ thống định vị tích hợp chặt GPS/INS ứng dụng trong môi trường đô thị
Nguyen Hoang Duy, Dang Anh Tung, Nguyen Vinh Hao and Vu Ngoc Hai

480


NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ
Nhà A16, số 18, đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
ĐT: Phòng Quản lý tổng hợp: 04.22149041; Phòng Phát hành: 04.22149040
Phòng Biên tập: 04.37917148
Fax: 04.37910147 – Email: ; www.vap.ac.vn
____________________________________

TUYỂN TẬP CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC LẦN THỨ 3 VỀ ĐIỀU KHIỂN
VÀ TỰ ĐỘNG HÓA VCCA -2015
Chịu trách nhiệm xuất bản
Giám đốc
TRẦN VĂN SẮC
Tổng biên tập
GS.TSKH. NGUYỄN KHOA SƠN

Biên tập:
Lê Phi Loan
Trình bày kỹ thuật: Nguyễn Thế Vịnh
Hoàng Thị Hồng Hạnh
Nguyễn Thị Phượng
Trình bày bìa:
Nguyễn Tuấn Anh

______________________________________________________________
In 400 CD, khổ A4 tại Đại học Thái Nguyên, Thành Phố Thái Nguyên.
Mã số sách tiêu chuẩn quốc tế - ISBN: 978-604-913-429-6
Giấy đăng ký kế hoạch xuất bản số:
3415-2015/CXBIPH/0138/KHTNVCNVN
Quyết định xuất bản số: 45/QĐ-KHTNCN
ngày 16 /11/2015;
In xong và nộp lưu chiểu 11/2015


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

Thực nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao có
khả năng trao đổi công suất hai chiều
Experimental Implementation of bidirection, high frequency link DC-AC-AC
Inverter Design
Bùi Văn Huy(1) , Nguyễn Văn Liễn(2), Trần Trọng Minh(2), Vũ Hoàng Phương(2), Trần
Đình Thoại(2)
(1)
Trường Đại học Thành Đô, (2) Trường ĐHBK Hà Nội

e-Mail:
Tóm tắt
Bài báo trình bày các kết quả thực nghiệm bộ biến đổi
DC-AC-AC với khâu trung gian tần số cao, có khả
năng trao đổi công suất hai chiều. Cấu trúc của bộ
DC-AC-AC được xây dựng trên nền tảng bộ biến đổi
ma trận (matrix converter) một pha. Toàn bộ cấu trúc
thực nghiệm bộ biến đổi, các mẫu xung điều chế, tổng
hợp bộ điều khiển đều được đưa ra phân tích cụ thể.
Trong bài báo này đề xuất phương án điều chế sử
dụng hai kêch phát xung đồng bộ nhằm phù hợp với
tài nguyên phần cứng của bộ điều khiển. Các kết quả
thực nghiệm bộ nghịch lưu DC-AC-AC đã chứng
minh tính đúng đắn của phương pháp điều chế và
phương án chuyển mạch này.
Từ khóa: Biến tần ma trận một pha; bộ biến đổi
AC/AC trực tiếp ; IGBT

Abstract:
This paper introduces a new method for Experimental
Implementation of bidirection, high frequency link
DC-AC-AC Inverter Design. The structure of the DCAC-AC is built on single phase matrix converter. The
Experimental Implementation structure, pulse patterns
is given specific analysis. In this paper, the new
modulation method, using two synchronized pulse
generator signals to match the hardware resources of
the controller, is also given. The experimental results
DC-AC -AC has proved the correctness of the method
of modulation and switching schemes.
Keywords: Sinusoidal Pulse Width Modulation

(SPWM); (IGBT); Single-Phase Matrix Converter
(SPMC); Direct AC-AC Converters

Ký hiệu
Ký hiệu
iL

Đơn vị
A

Udc

V

I_HF

A

U_HF

V

Chữ viết tắt
VCCA 2015

Ý nghĩa
Dòng điện chạy qua cuộn
cảm
Điện áp một chiều phía
DC

Dòng điện phía sơ cấp
máy biến áp tần số cao
Điện áp sơ cấp máy biến
áp tấn số cao

HF
PWM

High frequency
Pulse-width modulation

1. Phần mở đầu
Nguyên lý điều chế và cấu trúc của bộ biến đổi
DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao đã được
nhóm tác giả trình bày trong tài liệu[1]. Như đã trình
bày trong [1], bộ biến đổi DC/AC/AC với khâu trung
gian tần số cao sẽ làm giảm kích thước máy biến áp,
đơn giản hóa mạch vòng điều chỉnh điện áp, tăng
cường đặc tính động học toàn hệ thống. Cấu trúc bộ
biến đổi như hình H. 1 (mạch lực đã được giới thiệu ở
một số tài liệu như[2], [5]) đảm bảo hoàn toàn các yêu
cầu về truyền công suất hai chiều với hiệu quả cao,
điều khiển được hệ số công suất do khâu AC-AC sử
dụng cấu trúc biến tần trực tiếp kiểu ma trận. Nhờ có
máy biến áp tần số cao làm cho kích thước bộ biến
đổi trở lên nhỏ gọn và đảm bảo khả năng cách ly làm
việc an toàn cho hệ thống.
Trong bài báo này, tác giả trình bày mô hình thực
nghiệm bộ nghịch lưu DC/AC/AC với khâu trung
gian tần số cao. Những vấn đề về điều chế và chuyển

mạch tác giả kế thừa các kết quả mà trong [1] đã trình
bày. Thuật toán điều chế được thực hiện trên Kit vi xử
lý tín hiệu số DSP TMS320F2812 của hãng Texas
Instrument, thuật toán chuyển mạch được thực hiện
trên CPLD EPM3064ALC44-10 của hãng Altera.
Trong quá trình thực hiện thực nghiệm, một số thuật
toán điều chế đã trình bày trong[1] đã được thay đổi
để có thể cài đặt trên vi xử lý DSP TMS 320F2812.

2. Nguyên lý điều chế và thuật toán
chuyển mạch
+Udc
V1

S1b

S3b

S1

S3

V3
HF

S1a

S3a

iL

L

A
Uf
C

um(t)

B
V2

R

S2a

S4a

S2

S4

S2b

S4b

V4

-Udc

H. 1

Sơ đồ cấu trúc của hệ DC/AC/AC

197


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015
Về mặt cấu trúc bộ biến đổi DC/AC/AC như H. 1, ta
có thể thấy gồm ba khối chính: khối biến đổi DC/AC,
khối máy biến áp xung và khối AC/AC.
Khối DC/AC có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều
thành dạng điện áp xoay chiều kiểu xung chữ nhật.
Các cặp van (V1,V4) và (V2,V3) được điều khiển
đóng mở tần số fs, duty cycle 50% như hình H. 2. Để
tránh sự trùng dẫn hai van trên cùng một nhánh van
thì cần phải có một thời gian trễ  nhằm đảm bảo van
đã khóa lại chắc chắn trước khi van kia mở ra. Thời
gian trễ deadtime thêm vào tùy thuộc vào thông số kĩ
thuật của van, đối với IGBT sử dụng trong mô hình
thực nghiệm thì chọn deadtime khoảng 2 s là đảm
bảo[8].
1

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

xung răng cưa được phát đồng bộ với tín hiệu điều
khiển các van V1 V4 phía sơ cấp biến áp. Hai tín
hiệu sóng điều chế m(t) và –m(t) ngược pha nhau
180o, đầu ra so sánh giữa m(t) và –m(t) được tín hiệu

upwm+ và upwm-. Vì tín hiệu u f có dạng xoay chiều biên
độ 1 nên lấy tích u f * u pwm sẽ được xung mở van

S1 và lấy tích u f * u pwm sẽ được xung mở van S4 .
Tín hiệu điều khiển van S3 là đảo của van S1 , tín hiệu
điều khiển van S2 là đảo của van S4 . Đối với khâu
AC-AC thì có hai trạng thái không được phép là (S1,
S3) cùng dẫn và cặp (S4, S2) cũng dẫn vì làm ngắn
mạch hai đầu thứ cấp biến áp. Có 4 trạng thái được
phép là (S1, S2), (S1, S4), (S3, S2) và (S3, S4), trong đó
2 trạng thái (S1, S2) và (S3, S4) là hai trạng thái không
tức là khi đó điện áp uef  0 , dòng điện iL sẽ chảy
qua (S1, S2) hoặc (S3, S4) mà không đi qua cuộn dây
thứ cấp biến áp và không làm ngăn mạch biến áp.
Toàn bộ mẫu xung khi sử dụng hai kênh đồng bộ
được thể hiện như H. 4.

V1 & V4 0
1

t
(a)



điện áp này được đưa qua máy biến áp xung có biên
độ U fm  nU DC được khâu AC-AC chuyển đổi thành
điện áp uef có thành phần hài cơ bản tần số 50Hz.
Nguyên lí điều chế độ rộng xung cho khâu AC-AC
lấy ý tưởng từ điều chế PWM đơn cực cho bộ nghịch

lưu một pha thông thường đã trình bày kỹ trong [1].
Toàn bộ mẫu xung điều chế PWM được thể hiện như
hình H. 3. Trong đó m(t) là sóng điều chế, uc+ và uc- là
hai tín hiệu xung răng cưa.
m(t)

uc-

t
(a)

t

1
(b)

uf

(b)

Như vậy khâu DC/AC tạo ra điện áp u f tần số cao,

uc+

0

1

Xung điều khiển các van phía sơ cấp biến áp

H. 2

 m(t)

m(t)

uc

V2 & V3 0

uf

-1
1

u pwm 

t

(c)
-1
1

u pwm 

t

(d)
-1
1

S1  u f * u pwm 

t

S3  S1
(e)

-1
1

S4  u f * u pwm 

t

S2  S4
-1

(f)

1 1
2 4

 U fm

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1 1
4 2 4

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1
4 2

3
4

3
2

13 1
24 4

1
2

1 3 1 3
4 4 2 2

2
4

3
2

1 3 1
2 4 4

u m (t)

t

(g)

0

 U fm

Mẫu xung điều chế PWM với hai kênh phát đồng bộ

H. 4

Việc xây dựng mẫu xung ở dạng giá trị 1 cho ta
hiểu về ý nghĩa vật lí của các đại lượng điều khiển.
Tuy nhiên để thuận lợi cho việc ứng dụng và cài đặt
bộ điều khiển số dũng vi xử lí, cần quy các tín hiệu về
dạng 0 1 , khi đó các phép lấy tích u f * u pwm và
u f * u pwm chuyển thành phép toán XNOR

-1
1

upwm+
(c)

-1

điều khiển được biểu diễn lại như hình H. 5.

1

upwm-

là

u f  u pwm và u f  u pwm , dạng xung các tín hiệu

t

t

(d)
-1
1
S1=uf*upwm+

t

S2=\S1
(e)

 m(t)

m(t)

uc

1

-1

t
(a)

1

S4=uf*upwmS3=\S4

0.5

t
0

(f)
-1
1 1
2 4

+Uf

(g)

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1 1
4 2 4

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1
4 2

3
4

3
2

13 1
24 4

1
2

1 3 1 3
4 4 2 2

2
4

3
2

1

1 3 1
2 4 4

t

u pwm 

0

1
t

(c)

-Uf

H. 3

uf

(b)

0

um(t)

0

Mẫu xung điều chế PWM cho matrix converter[1]

Nhìn vào hình H. 3, cần phải có 2 kênh phát xung
răng cưa phải được phát đồng bộ với tín hiệu điều
khiển các van phía sơ cấp máy biến áp. Như vậy cần
phải có ba kênh phát đồng bộ với nhau, điều này
không thực hiện được với DSP TMS320F2812 vì
DSP TMS320F2812 chỉ có hai kênh phát đồng bộ.
Giải pháp thực hiện ở đây là chỉ sử dụng một tín hiệu
VCCA 2015

1

u pwm 

t

(d)
0
1

S1  u f  u pwm 

t

S3  S1
(e)

0
1

S4  u f  u pwm 

t

S2  S4
0

(f)

1 1
2 4

 U fm

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1 1
4 2 4

3
4

1
4

1 3 3
2 4 2

1
2

3
2

3 1
4 2

3
4

3
2

13
24

1
4

1
2

1
4

3 1
4 2

3
2

2
4

3
2

1 3 1
2 4 4

u m (t)
(g)

t
0

 U fm

H. 5

Mẫu xung tín hiệu điều khiển quy về 0 1

198


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015
Vấn đề chuyển mạch cho các van của khâu AC/AC
phía sơ cấp máy biến áp, bài báo kế thừa thuật toán
chuyển mạch đã trình bày trong tài liệu[1]. Do điện
áp đầu vào matrix converter là uf(t) được điều khiển

bởi PWM nên có thể biết được chắc chắn lúc nào
dương, âm. Vì vậy ở đây áp dụng điều khiển chuyển
mạch theo điện áp mà không cần đến tín hiệu đo để
xét dấu uf(t). Hình H. 6, H. 7 thể hiện quá trình
chuyển mạch của van S1 và S3.
1
S1 0

t

S3

t

S1a

t

S1b
t
S3a

t

S3b

t

1

2
t1

3

4

t2

5

t3

t4

6

7

t5

Uf(t)>0

t6

8
t7

1
t8

Đồ thị thời gian thể hiện quá trình chuyển mạch
giữa van hai chiều S1 và S3 khi uf(t)>0

H. 6

Với K P là hệ số khuếch đại, K I là hệ số tích phân và
1 là tần số cộng hưởng. Tại tần số cộng hưởng, biên
độ bộ điều khiển rất lớn, càng xa tần số cộng hưởng
biên độ suy giảm rất nhanh do đó loại bỏ được các tín
hiệu khác ngoài tần số cộng hưởng.
3.1. Tổng hợp vòng điều khiển dòng điện

di


us  L. L  uc


dt



i  i  C duc  L. diL  u  R.i
(2)
L
R
s
R


dt
dt



uc  R.iR





Bỏ qua ảnh hưởng của tụ C ta coi iL  iR từ phương
trình (2) ta có (3):
1
di
i
R
(3)
L. L  us  R.iL  Gi ( s )  L 
dt
us 1  L s
R
Từ (3) ta có cấu trúc vòng kín mạch vòng dòng điện
như H. 9.
iL* ( s )

1
S1 0

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

 s (s)

k pi 

us ( s )

kii .s
s 2  12

t

1
R
1 L s
R

iL ( s )

iL ( s )

S3

t

S1a

H. 9

t

S1b

Sơ đồ khối vòng kín mạch vòng dòng điện

t
S3a

Hàm truyền kín mạch vòng dòng điện:

t

S3b

Gi _ k ( s) 

t

1

8
t1

7
t2

6
t3

5

t4

4

3

t5

Uf(t)< 0

t6

2
t7

1

3. Tổng hợp các mạch vòng điều khiển
bộ nghịch lưu DC-AC-AC
Cấu trúc điều khiển bộ nghịch lưu làm việc ở chế độ
độc lập được cho như hình H. 8. Trên hình ta nhận
thấy lượng đặt dòng điện iL* và lượng đặt điện áp uo*
luôn thay đổi (đại lượng hình sin), nếu sử dụng bộ
điều khiển PI thì sẽ luôn tồn tại sai lệch điều chỉnh.
Giải pháp sử dụng bộ điều khiển cộng hưởng PR sẽ
loại bỏ được nhược điểm đó, cho một đáp ứng động
học tốt hơn. Bộ điều khiển cộng hưởng PR có dạng
như (1):
s
GPR ( s )  K P  K I 2

(1)
s  12
iL

V1

V3

S1a

S3a

S1b

S3b

S 2a

S 4a

S 2b

S 4b

L

1: n
C

U DC

V2

V4

S1 , S 2 , S3 , S 4

Chuyể
n
mể
ch


PWM

R

Ri



Ru

 uo



uo*

H. 8

Cấu trúc điều khiển hai mạch vòng của bộ biến đổi
với tải độc lập

VCCA 2015

Gi _ k ( s) 

k pi2 (12   2 )2

(5)

[kii  L(   )]2  2  ( R  k pi ) 2 (12   2 ) 2
2
1

2

Phương thức thiết kế bộ điều khiển cộng hưởng trên
miền tần số, trên cơ sở lựa chọn băng thông
(bandwidth) cho hàm truyền hệ thống kín. Lựa chọn
băng thông bộ điều khiển ib     fb . Thông
thường băng thông được lựa chọn trong khoảng 10 lần
tần số cơ bản và 1/10 lần tần số phát xung, đảm bảo
hệ thống có đáp ứng động học đủ nhanh và ổn định.
Tính hệ số khuếch đại kpi của bộ điều khiển dòng
điện
Cho kii=0, công thức (5) viết lại như sau:
k pi
Gi _ k ( j ) 
(6)

2
( L )  (k pi  R) 2
Nếu tần số ban đầu ib được xác định thì kpi được xác
định như sau để có hệ số suy giảm biên độ là -3dB
1
hay Gi _ k ( jib ) 
. Suy ra:
2

k pi  R  ( Lib )2  2 R 2

S1a ,S1b  S4 a ,S4b

(4)

Biên độ:

t8

Đồ thị thời gian thể hiện quá trình chuyển mạch
giữa van hai chiều S1 và S3 khi uf(t)<0

H. 7

k pi s 2  kii s  k pi 12
iL ( s)
 3
*
iL ( s) Ls  (k pi  R) s 2  (kii  1 L) s  k pi 12  12 R

(7)

Tính hệ số kii của bộ điều khiển dòng điện
Đưa thành phần kii vào biểu thức biên độ (5) và tính
lại:
 2fb  12 

2
2
2
(8)
k 
 ( R  k )  2.( L )  2k  L 
ii

 fb



pi

fb

pi

fb



199

Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015
3.2.Tổng hợp bộ điều khiển điện áp đầu ra
Đáp ứng của mạch vòng dòng điện nhanh hơn rất
nhiều so với mạch vòng điện áp trên tụ lọc đầu ra, nên
có khi hoạt động ổn định có thể coi hàm truyền kín
của mạch vòng dòng điện bằng 1 khi tìm hàm truyền
đối tượng của mạch vòng điện áp.
uo 

1
C

1

 ic dt  C  (iL  iR )dt

(9)

DOI: 10.15625/vap.2015.00029
iL

V1

V3

S1a

S3a

S1b

S3b

1: n




C

U DC
V2

V4

S1 , S2 , S3 , S4

S2a

S4a

S2b

S4b

uo

-

k pu 

kiu .s
s 2  12

iL

1
sC

11

-

Gc ( s )

iR

uo

R

uo

S1a ,S1b  S4 a ,S4b

uo*

L

24V

Mạch đo

15V

Driver HCPL-3120
CPLD EPM3064ALC44-10

Gu ( s )

5V

DSP TMS320F2812

H. 10 Sơ đồ cấu trúc điều khiển mạch vòng điện áp trên tụ

Giao tiếp máy tính

H. 11 Sơ đồ cấu trúc phần cứng mô hình thực nghiệm

Để cho đơn giản có thể coi iR là nhiễu tải trong khi
thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện. Hàm truyền kín của
mạch vòng điện áp như (10)
Gu _ k ( s ) 


uo
C ( s ).G ( s )


uo* 1  C ( s ).G ( s )

(10)

k pu s 2  kiu s  k pu 12
Cs 3  k pu s 2  (kiu  12 C) s  k pu 12

Tính biên độ:
2
kiu2  2  k pu
(12   2 )2

Gu _ k ( s) 

(11)

2
[kiu  C (12   2 )]2  k pu
(12   2 )2

- CPLD EPM3064ALC44-10 của hãng Altera đảm
nhận thuật toán chuyển mạch bốn bước có sơ đồ gán
chân như hình H. 12 và mạch thực như H. 14
- Kit vi xử lý tín hiệu số dùng chip DSP
TMS320F2812 của hãng Texas Instrument có nhiệm
vụ xử lí tín hiệu đo ADC, thực hiện điều chế PWM
(H. 15)
- Mạch đo lường có nhiệm vụ đo dòng điện qua cuộn
cảm và điện áp đầu ra bộ biến đổi, chuẩn hóa tín hiệu

đo để đưa vào vi xử lý (H. 16).

Làm tương tự như mục thiết kế bộ điều khiển dòng
điện để tính các hệ số cho bộ điều khiển.
Tính hệ số khuếch đại của bộ điều khiển điện áp
Cho kiu = 0, phương trình (11)được viết lại:
k pu
Gu _ k ( s ) 
(12)
2
C 2  2  k pu
Nếu tần số ban đầu ib được xác định thì kup được xác
định như sau để có hệ số suy giảm biên độ là -3dB
1
hay Gu _ k ( jib ) 
. Từ đó ta tính được kpu theo
2
(13).

k pu  C 2 .ib 2  C.ib

H. 12 Sơ đồ chân CPLD sau khi gán chân

(13)

Tính hệ số kui của bộ điều khiển dòng điện
Giải phương trình (11) với ẩn kui với kpu đã biết để hệ
số suy giảm biên độ là -3dB, ta được:

kiu 



2
fb

 12 

 fb

.( 2 C2  fb 2  k p2  C. fb ) (14)

4. Kết quả thực nghiệm
Sơ đồ các module phần cứng của mô hình thực
nghiệm được cho như hình H. 11 [7].
Các thành phần chính gồm có:
- Module mạch lực gồm 12 van bán dẫn IGBT
FGA25N120ANTD là loại 1200V/25A (H. 13)
- Biến áp tần số cao(H. 13)
- Driver cho IGBT loại HCPL-3120 được để trên cùng
board với mạch van (H. 13)
VCCA 2015

H. 13 Mạch van tích hợp mạch Driver on Board

Thông số dải đo dòng điện, điện áp mạch đo:
Dải đo AC
Dải đo dòng điện
Nguồn cấp
Điện áp ra các kênh đưa vào

ADC của vi điều khiển

-400 VAC ÷ 400 VAC
-10A ÷ 10A
±15VDC
0÷3 V
200


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

Sau khi tiến hành thực nghiệm và đo đạc các thông số,
các kết quả thực nghiệm được cho như hình H. 17 ÷
H. 22. Kết quả tín hiệu mở van ở các hình H. 17, H.
18, H. 19 cho thấy lập trình chuyển mạch bốn bước
trên CPLD là đúng với phân tích lý thuyết. Dạng điện
áp đầu ra bộ biến đổi ở hình H. 17 có dạng điều chế
đơn cực. Điện áp đầu ra sau lọc và dòng điện qua
cuộn cảm cho trên hình H. 21, H. 22 có dạng sin.

H. 14 Mạch CPLD EPM3064ALU44-10

H. 17 Tín hiệu điều khiển S1a, S1b, S3a, S3b khi uf>0

H. 15

Kit DSP TMS320F2812

H. 18 Tín hiệu điều khiển S1a, S1b, S3a, S3b khi uf<0

H. 16

Mạch đo lường

Thông số thực nghiệm:
Điện áp một chiều đầu vào
Tải điện trở
Lọc thông thấp đầu ra
Tỉ số biến áp cao tần
Tần số đóng cắt phía phía
sơ cấp máy biến áp
Thông số bộ điều khiển
Hệ số Kpu
Hệ số Kiu
Hệ số Kpi
Hệ số Kii
VCCA 2015

UDC = 30V
R = 10 Ohm
L = 0.7mH, C = 10uF
1:1
5kHz

0,1
10
5
400

H. 19

Tín hiệu điều khiển S2a, S2b, S4a, S4b khi uf>0

201


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

mạch và phương pháp điều chế của bộ biến đổi ở chế
độ nghịch lưu độc lập. Cần có những nghiên cứu tiếp
theo để kiểm chứng thuật toán chuyển mạch và
phương pháp điều chế này khi bộ biến đổi làm việc ở
chế độ nối lưới.
Ghi nhận: Tác giả gửi lời cảm ơn Viện Kỹ thuật Điều
khiển tự động hóa- Trường Đại học Bách khoa Hà nội
đã tạo điều kiện cho tác giả có địa điểm nghiên cứu
triển khai thực nghiệm khi thực hiện bài báo này.

H. 20

H. 21

H. 22

Điện áp đầu ra bộ biến đổi

Điện áp ra bộ biến đổi sau lọc

Dòng điện qua cuộn cảm

5. Kết luận
Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm bộ nghịch lưu
DC-AC-AC. Việc sử dụng phương pháp điều chế và
phương án chuyển mạch theo kiểu matrix converter
đã đảm bảo khả năng tạo ra dòng phía xoay chiều có
dạng sin, công suất có thể trao đổi hai chiều giữa phía
AC và DC, đảm bảo khả năng cách ly an toàn. Mạch
logic có thể được thiết kế trên thiết bị CPLD
EPM3064ALU44-10 đã nói lên khả năng ứng dụng
thực tế của phương án điều khiển này. Việc ứng dụng
bộ biến đổi DC-AC-AC trong hệ thống nghịch lưu
cho kết quả tốt đã chứng minh tính đúng đắn của
phương pháp điều chế này. Tuy nhiên, hệ thống thực
nghiệm mới chỉ kiểm nghiệm được thuật toán chuyển
VCCA 2015

Tài liệu tham khảo
[1] Bùi Văn Huy(1) , Nguyễn Văn Liễn(2), Trần
Trọng Minh(2), Vũ Hoàng Phương, Bộ biến đổi
DC-AC-AC qua khâu trung gian tần số cao có
khả năng trao đổi công suất hai chiều , Hội nghị
toàn quốc lần thứ 7 về Cơ Điện tử - VCM-2014,
(trang 136 -142)
[2] Songquan Deng, Hong Mao, Joy Mazumdar,
Issa Batarseh and Kazi Khairul Islam; A New
Control Scheme for High-frequency Link

Inverter Design; Applied Power Electronics
Conference and Exposition, 2003. APEC '03.
Eighteenth Annual IEEE.
[3] E.Koutroulis, J.Chatzakis, K.Kalaitzakis and
N.C.Voulgaris; A bidirectional, sinusoidal,
high-frequency inverter Design; IEE Proc.Electr. Power Appl., Vol. 148, No. 4, July 2001.
[4] EhsanRezapour, Md. Tavakoli Bina, Amin
Hajizadeh, Reactive Power Controller Design
for Single- Phase Grid- Connected Photovoltaic
Systems, International Journal of Emerging
Science and Engineering (IJESE) ISSN: 2319–
6378, Volume-2, Issue-5, March 2014
[5] J. Benskiin', J. Bordonad, A. Gilabert2, G.
Velasco3, “Synthesis and modulation of a single
phase dc/ac converter with high-frequency
isolation in photovoltaic energy applications” Power Electronics Specialist, PESC. 2003 IEEE
34th Annual Conferece on
[6] Z. Idris, M. K. Hamzah, and M. F. Saidon,
“Implementation
of
singlephase
matrix
converter as a direct ac-ac converter with
commutation strategies,” in Conf. Rec. IEEE
PESC 2006, pp. 2240–2246.
[7] Trần Đình Thoại, “Nghiên cứu thiết kế bộ biến
đổi DC/AC/AC với khâu trung gian tần số cao
có khả năng trao đổi công suất hai chiều”, Đồ án
tốt nghiệp Kỹ sư ngành Kỹ thuật Điều khiển và
Tự động hóa, 2015.

[8] 2006 Fairchild Semiconductor Corporation,
“FGA25N120ANTD 1200 V, 25 A NPT Trench
IGBT” Data sheet www.fairchildsemi.com
Bùi Văn Huy Sinh năm 1982. Anh tốt
nghiệp Đại học Bách khoa HN năm
2005, thạc sĩ điều khiển và tự động
hóa 2008. Hiện nay anh là giảng viên
Trường Đại Học Thành Đô và đang là
nghiên cứu sinh tại Bộ môn Tự Động
202


Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2015
Hóa CN, Viện Điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội. Lĩnh vực và hướng nghiên cứu là Nghiên cứu
điều khiển bộ biến đổi điện tử công suất trong các
nguồn điện phân tán, điều khiển hệ thống năng lượng
tái tạo.
Nguyễn Văn Liễn sinh năm 1949, tại Việt Nam.
Công tác tại bộ môn Tự động hóa
công nghiệp, Viện điện, Trường
Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Ông
nhận bằng tiến sỹ năm 1986 tại Đại
học Slovaque, chuyên ngành Điện
tử công suất và truyền động điện.
Hướng nghiên cứu hiện nay là Điều
khiển truyền động điện và Điều khiển điện tử công
suất.
Trần Trọng Minh, sinh năm 1960, tại Việt Nam.
Hiện Công tác tại bộ môn Tự động

hóa
công nghiệp, Viện Điện,
Trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội. Ông nhận bằng Tiến sỹ ngành
Tự động hóa năm 2008 tại Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội. Lĩnh
vực nghiên cứu: Mô hình hóa và
điều khiển các bộ biến đổi bán dẫn

VCCA 2015

DOI: 10.15625/vap.2015.00029

công suất. Nghiên cứu các cấu trúc bộ biến đổi bán
dẫn đáp ứng công suất lớn. Phát triển các ứng dụng
của điện tử công suất trong điều khiển hệ thống điện,
điều khiển hệ thống năng lượng tái tạo. Nghiên cứu
các ứng dụng của điện tử công suất trong các dây
chuyền, thiết bị công nghệ.
Vũ Hoàng Phương sinh năm 1983, tại Việt Nam.
Nhận bằng kỹ sư năm 2006,
Thạc sỹ năm 2008 chuyên
ngành Tự động hóa XNCN –
khoa Điện -ĐHBKHN. Bảo vệ
Tiến sĩ ngành Thiêt bị và hệ
thống điều khiển tự động –
ĐHBKHN năm 2014. Hiện nay
đang công tác tại bộ môn TĐH công nghiệp
ĐHBKHN. Lĩnh vực nghiên cứu: điều khiển điện
tử công suất, ứng dụng điện tử công suất trong lưới

điện thông minh,..
Trần Đình Thoại sinh năm 1992, tốt nghiệp ĐH Bách
Khoa Hà Nội ngành Kĩ thuật Điều khiển và Tự động
hóa vào tháng 6/2015. Từ tháng 9/2013 đến nay, học tập
và nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Điều khiển & Tự động
hóa (ICEA-HUST). Các lĩnh vực nghiên cứu: Điều khiển
điện tử công suất, Điều khiển truyền động điện.

203