ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN MỀM LABVIEW

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM LABVIEW.
ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG VÀ ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ DC BẰNG THUẬT TOÁN PID

GVHD : TS. Trần Đình Khôi Quốc
GVD : TS. Nguyễn Quốc Định
SVTH :
Phan Thanh Việt


Nội dung thuyết trình
• Điều khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
• Giới thiệu phần mềm Labview và card giao tiếp Arduino
Uno.
• Mô phỏng hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC trên phần
mềm Labview.
• Thiết kế phần cứng và chương trình điều khiển cho hệ
thống điều khiển tốc độ động cơ.
• Kết luận


Điều khiển động cơ điện
một chiều kích từ độc lập
Phương trình đặc tính cơ:
Ru + Ruf

Uu
ω=
−
M dt
2
K Φ ( K Φ)

Điều khiển
điện áp phần ứng
động cơ

Điều khiển
từ thông động cơ

Điều khiển điện trở
mạch phần ứng
động cơ


Giới thiệu về phần mềm
Labview
 Labview là gì?
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation
Engineering Workbench) là một phần mềm máy tính được
phát triển bởi công ty National Instruments vào năm 1986
 Tính năng của Labview là gì?
• Tương thích với bất kỳ hệ điều hành nào
• Kết nối bất kỳ thiết bị,cảm biến, cơ cấu chấp hành nào.
• Điều khiển bất kỳ cơ cấu chấp hành, bất kỳ thiết bị nào.
• Mô phỏng bất kỳ hệ thống vật lý nào.

• Lưu và phân tích dạng dữ liệu theo thời gian thực.
• Thực thi bất kỳ giải thuật/thuật tóan nào


Phương pháp điều chỉnh tốc độ
ĐMđl bằng cách thay đổi
điện áp phần ứng động cơ
U u Ru + Ruf
ω =
−
M
2
K Φ (K Φ )

ω = ω0 − ∆ω


Giới thiệu về phần mềm
Labview
Khác biệt của LabVIEW so với MatLab
 Dễ kiểm soát các công cụ hoặc giao diện người dùng.
 Thiết kế giao diện người dùng thân thiện,nhanh chóng.
 Khó xử cho tính toán lớn, nhưng dễ dàng kết nối với
phần cứng, lấy dữ liệu.


Giới thiệu về phần mềm
Labview
Trong đề tài em chọn LabVIEW thay về MatLab là vì:
Muồn tìm hiểu thêm phần mềm LabVIEW mà trong

chương trình chưa được học
Kết nối phần cứng và thu thập dữ liệu đễ dàng


Giới thiệu về card giao tiếp
Arduino Uno R3
Card Arduino
Uno R3

Thông số card
Vi điều khiển
Điện áp hoạt động
Điện áp đầu vào (đề nghị)
Điện áp đầu vào (giới hạn)
I / O Pins
Đầu ra PWM
Đầu vào Tương tự
Dòng DC mỗi chân
Dòng DC cho chân 3.3V
Flash Memory
Bộ nhớ flash cho Bootloader
SRAM
EEPROM
Tần số dao động thạch anh

ATmega328
5V
7-12V
6-20V
14

6
6
40 mA
50 mA
32 KB
0,5 KB
2 kB
1 KB
16 MHz


Giới thiệu về card giao tiếp
Arduino Uno R3
Giới thiệu về Arduino Uno R3
 Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea, nước Ý. Nó chính thức
được đưa ra giới thiệu vào năm 2005
 Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để
xây dựng các ứng dụng điện tử. Arduino gồm có board
mạch có thể lập trình được ( thường gọi là vi điều khiển )
và các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp IDE dùng để
soạn thảo, biên dịch code và nạp chương cho board.
 Arduino UNO R3 là thế hệ thứ 3 của dòng Arduino


Giới thiệu về card giao tiếp
Arduino Uno R3
Khả năng của card Arduino Uno R3
 Sử lý tín hiệu
 Đọc dữ liệu từ ngõ vào analog hoặc digital
 Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra

 Giao tiếp qua cổng USB,I2C,SPI


Sơ đồ khối động cơ điện một chiều
với bộ điều khiển PID dùng cho
quá trình mô phỏng
Kp=0.3
2

Ki=0.01

Kp=

Lu =

Ru =

J=

Ka=4.8

Ke=

Km =

Kb=


Đồ thị biểu diễn tốc độ với
các thông số PID khác nhau

Thiết kế phần cứng và chương
trình điều khiển cho hệ thống
điều khiển tốc độ động cơ.
Sơ đồ phần cứng
 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 24V

 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực


Đồ thị biểu diễn tốc độ
với các thông số PID khác nhau


Kết luận chung
Kết quả đạt được:
 Mô phỏng và xây dựng thành công hệ thống sử dụng
phần mềm Labview và card giao tiếp Aduino Uno điều
khiển tốc độ động cơ dùng phương pháp PWM.
 Hệ thống được thiết kế đơn giản, hoạt động ổn định,
điều khiển linh hoạt.
 Thực hiện giám sát và điều khiển hoạt động của
động cơ qua phần mềm Labview trên máy tính.
 Lưu trữ dữ liệu quá trình làm việc của động cơ dưới
dạng các tập tin khác nhau, từ đó có thể xem lại và
phân tích quá trình hoạt động của động cơ.


Kết luận chung

Hạn chế của đề tài:
 Do thời gian nghiên cứu và thiết kế có hạn nên
chưa khai thác hết thế mạnh của phần mềm
Labview
 Mô hình còn một số hạn chế như: động cơ công
suất nhỏ, thời gian đáp ứng còn trễ
 Có sai lệch giữa phần thực và mô phỏng


Kết luận chung
Hướng phát triển:
 Điều khiển tốc độ động cơ công suất lớn.
 Tìm hiểu thêm và khai thác triệt để khả năng của
Labview.
 Ứng dụng phần mềm Labview trong quá trình
nghiên cứu thí nghiệm, phục vụ giảng dạy.


EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
QUÝ THẦY CÔ ĐÃ LẮNG NGHE.
KÍNH CHÚC QUÝ THẦY CÔ SỨC KHỎE.