Trư
Trư
ờ
ờ
ng
ng
Đ
Đ
ạ
ạ
i
i
H
H
ọ
ọ
c
c
Sư
Sư
Ph
Ph
ạ
ạ
m
m
K
K
ỹ
ỹ
Thu

Í
Í
CH MAI
CH MAI
TpHCM, 19/12/2008
MỤC ĐÍCH
•Tìm hiểu phương pháp điều khiển định hướng
trường.
• Ước lượng từ thông rotor dùng mạng neural để
sử dụng trong điều khiển định hướng trường.
•Xây dựng hệ thống điều khiển PI mờ để điều
khiển từ thông, momen, và tốc độ động cơ.
NỘI DUNG
1. Tổng quan
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
3. Điềukhiển định hướng trường
4. Giớithiệumạng truyềnthẳng nhiềulớp
5. Ướclượng từ thông rotor sử dụng mạng neural
6. Điềukhiển định hướng trường kếthợpmạng
neural và bộđiềukhiểnPI mờ
7. Kếtluận
1. Tổng quan
• Động cơ không đồng bộ được sử dụng nhiều
trong sản xuất và đời sống.
• Có nhiềuphương pháp điềukhiển:
Điềukhiểnvôhướng
Điềuchế vector không gian
Điềukhiển định hướng trường
Điềukhiển thông minh
Điều khiển định hướng trường

s
s
s
s
s
s
j
dt
d
iR0
dt
d
iRu
ψω−
ψ
+=
ψ
+=
(1)
(2)
(3)
(4)
r
f
r
m
f
s
f
r

d
iR
j
dt
d
iRu
+=
+=
++=
++=
ψ
ψ
ψω
ψ
ψω
ψ
0
(5)
(6)
(7)
(8)
Trên hệ tọa độ stator Trên hệ tọa độ từ thông rotor
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
2.3. Mô hình động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ stator
αβαα
α
σ
ωψ
σ
σ

⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−=
ββαβ
β
σ
ψ
σ
σ
ωψ
σ
σ
σ
σ
σ
s
s
r
r
rs
rs
s
u
LT
i
TTdt
di

i
Tdt
d
−−=
/
r
r
/
rs
r
/
r
T
i
Tdt
d
βαβ
β
ψ−ωψ+=
ψ
11
(9)
(10)
(11)
(12)
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
2.4. Mô hình động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ từ
thông rotor
()
()

rqrd
r
sqssd
rS
sd
T
i
Tdt
d
T
i
Tdt
d
u
LT
i
TT
i
dt
di
u
LT
ii
TTdt
di
ψψωω
ψ
ψωωψ
ψ
σ

⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−−=
+
−
+
−
++
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−=
(13)
(14)
(15)
(16)
3. Điềukhiển định hướng trường
Biến đổi Laplace phương trình (15) và dựavào
phương trình momen điện từ,tađược:

khiểntừ thông rotor.
Phương trình (18): sử dụng dòng i
sq
là đạilượng điều
khiển momen quay.
•Từ thông rotor
• Momen điệntừ
3. Điềukhiển định hướng trường
Xuất phát từ ý tưởng đó, cần ghép hai khốirờirạc
trên qua mạng tính áp MTU
s
j
e
υ
s
υ
sd
u
sq
u
α
s
u
β
s
u
u
t
v
t

nguồnáp
3. Điềukhiển định hướng trường
Từđó, xây dựng sơđồnguyên lý điềukhiển định
hướng trường hoàn chỉnh
ĐCVTKG
CTĐu
Umc
s
j
e
υ
s
υ
sd
u
sq
u
α
s
u
β
s
u
u
t
v
t
w
t
3

j
e
υ
−
α
s
i
β
s
i
su
i
sv
i
k
*
ω
ω
ω
*
r
ω
s
ω
Khâu tích
phân
'*
rd
ψ
*

η
−
=
+
T
w
w
J
J
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=∇
δ
δ
: Gradient củaJ
4. Giớithiệumạng truyềnthẳng nhiềulớp
Gradient củaJ được tính như sau:
[]
)(.)()( kxkykd
w
y
y
J
w
J
J

−
+
=
+
η
W(k)W(K+1)
weigh
W tối ưu
Jmin
w
J
δ
δ
w
J
w
δ
δ
η
−=Δ
J
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
5.1.Dữ liệuhuấnluyện
Dữ liệuhuấnluyện là dòng và áp stator trên
hệ tọa độ từ thông rotor.
Số mẫu là 4000 mẫu, chu kỳ lấymẫu là 1ms.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-500
0
500

0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Dữ liệu ngõ ra cần học
ψr(k)
Từ thông thật của động cơ
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
5.2.Chọn cấutrúcmạng
1 lớp ngõ vào: u
sd
(k), u
sd
(k-1), u
sq
(k), u
sq
(k-1),
i
sd
(k), i
sd
(k-1), i
sq
(k), i
sq
(k-1), ψ

m
= 0.113 (H)
• Momen tảiM
T
= 3.5 (N)
Thông số củabộ PWM
•Biênđộ sóng mang A = 300 (V)
•Tầnsố sóng mang F = 1800Hz
• ĐiệnápDC cungcấpchobộ nghịch lưu Udc = 220*sqrt(2)
Tham số động cơ
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
5.3. Kếtquảướclượng từ thông
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Từ thông
ướclượng

trùng vớithamsố
động cơ.
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Tốc độ động cơ
ở chếđộdanh
định
Có ANN
Không có ANN
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
Trong hệ thống vòng

0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Có ANN
Không có
ANN
5. Ướclượng từ thông sử dụng mạng neural
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0