ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ
BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN SỐ
Đề 54: Thiết kế xấp xỉ liên tục khâu điều chỉnh tốc độ động cơ DC servo Harmonic
RHS 17-3006.
Chương 1. Khái quát chung về động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
1.1. Giới thiệu động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
1.1. Mô hình toán của động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
Chương 2. Xây dựng bộ điều khiển động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
2.1. Khảo sát đặc tính động học của động cơ trên miền thời gian thực
2.2. Xây dựng bộ điều khiển số cho động cơ DC servo Harmonic
RHS17-3006
Chương 3. Mô phỏng hệ thống trên Matlab-Simulink
3.1. Sơ đồ mô phỏng
3.2. Kết quả mô phỏng
3.3. Nhận xét và kết luận
Hải phòng ngày 12/4/2012
GVHD SVTH
K.s. NGUYỄN VĂN TIẾN HOÀNG THỊ LOAN
1
Chương 1. Khái quát chung về động cơ DC servo Harmonic
RHS17-3006
1.1. Giới thiệu động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
Hình 1.1: Động cơ RHS 17-3006 trong thực tế
Động cơ RHS 17-3006 là động cơ một chiều do hãng Harmonic của Nhật sản xuất.
Đây là động cơ được thiết kế nhỏ gọn, truyền động chính xác, momen lớn và có
gắn sẵn encoder.
Bảng 1.1: Thông số động cơ RHS 17-3006
Thông số Đơn vị Động cơ RHS17-3006
Công suất đầu ra W 62
Điện áp định mức V 75
Dòng điện định mức A 1.7

Ta có :
- = . + .
= ( -
= Kt.
= Kb.n
Chuyển sang Laplace ta được:
- = . + s - = . + s
s.� = (- ) � = (- )
= . = .
3
= .n = .n
Với = ta có:
= ( - )
� = (- )
= .
= .n
Cấu trúc động cơ như sau:
Hình 1.2: Cấu trúc động cơ RHS 17-3006
4
Chương 2. Xây dựng bộ điều khiển động cơ DC servo Harmonic
RHS17-3006
2.1. Khảo sát đặc tính động học của động cơ trên miền thời gian thực
Mô hình mô phỏng trên Simulink:
Hình 2.1: Mô hình mô phỏng động cơ RHS 17-3006
Với m_file lưu thông số của động cơ như sau:
Ra=4.8%Ohm
Ta=0.0005%sec
Kt=19%Nm/A
Kb=2%V/rpm
Bf=0.31%Nm/rpm

Sampling time: 0.01
7
Hình 2.3b: Kết quả mô phỏng động cơ RHS 17-3006 trên miền số
Nhận thấy thời gian lấy mẫu càng nhỏ hệ gián đoạn càng gần với hệ liên tục.
2.3. Xây dựng bộ điều khiển số cho động cơ DC servo Harmonic RHS17-3006
2.3.1. Thiết kế bộ PID trên miền tương tự cho động cơ DC servo Harmonic
RHS17-3006
Để điều khiển tốc độ động cơ DC servo thông thường ta dùng hệ thống hai vòng
điều chỉnh. Tuy nhiên động cơ DC servo harmonic RHS17-3006 là loại động cơ cỡ
nhỏ nên có thể bỏ qua mạch vòng dòng.
Sử dụng Matlab ta tìm được hàm truyền của hệ:
>>G1=tf(1/Ra,[Ta 1];
>>G1=tf(1/Ra,[Ta 1]);
>>G=tf(1,[J Bf]);
>>Gh=G1*Kt*G;
>>Gk1=feedback(Gh,Kb);
>>Gk=zpk(Gk)
plot(ScopeData.time,ScopeData.signals.values)
plot(ScopeData1.time,ScopeData1.signals.values)
Hàm truyền của động cơ:
G1(s) = =
Để tổng hợp bộ điều khiển tốc độ cho động cơ ta bỏ qua sức từ động cảm ứng. Khi
đó hàm truyền của động cơ như sau:
= =
Có thể coi gần đúng hàm truyền của bộ biến đổi là 1 khâu quán tính bậc nhất PT1:
8
=
Với = 0.0001s, = = 7.5 => =
Từ đó ta có hàm truyền của mạch phần ứng :
G1(s) = . =

J=0.36%kgm2
Mc=22%momen can dinh muc
Ua=75%dien ap dinh muc
Kft=0.032
Tft=0.004
10
Kbd=7.5
Tbd=0.0001
Kr=0.015
Tr=0.0001
G1=tf([1/Ra],[Ta 1]);
G2=tf(1,[J Bf]);
G3=G1*Kt*G2;
Gdc= feedback(G3,Kb);
Gbd=tf(Kbd,[Tbd 1]);
Gr1=tf([Tr 1],[Tr 0]);
Gr=Kr*Gr1;
Gh=Gr*Gbd*Gdc;
Gft=tf(Kft,[Tft 1]);
Gk=feedback(Gh,Gft);
3.2. Kết quả mô phỏng
Hình 3.3a: Đáp ứng trên miền liên tục
11
Hình 3.3b: Đáp ứng trên miền liên tục
Hình 3.4a: Đáp ứng trên miền liên tục
12
Hình 3.4b: Đáp ứng trên miền gián đoạn
Trên đây là các kết quả khi thực hiện mô phỏng bằng Simulink. Dưới đây là kết
quả khi thực hiện với Matlab
>>Gz=c2d(Gk,0.1,’zoh’)