Các loại động cơ một chiều

Động cơ một chiều được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực. Các đề tàivề thiết kế bộ điều khiển cho động cơ một chiều cũng được đề cập rất nhiềutrong các sách, báo, tạp chí và trên Internet. Trong nhiều tài liệu, bài toán điềukhiển động cơ điện một chiều thường được dùng để minh họa cho các ví dụthiết kế vì tính đơn giản và khá thiết thực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các loại động cơ một chiều  Các loại động cơ một chiềuĐộng cơ một chiều được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực. Các đề tài vềthiết kế bộ điều khiển cho động cơ một chiều cũng được đề cập rất nhiều trong cácsách, báo, tạp chí và trên Internet. Trong nhiều tài liệu, b ài toán điều khiển động cơđiện một chiều thường được dùng để minh họa cho các ví dụ thiết kế vì tính đ ơngiản và khá thiết thực. Mô hình toán đ ộng cơ điện một chiều khá đơn giản mà lại cóthể minh họa bài toán điều khiển với nhiều mạch vòng.Tài liệu này cũng không nằm ngoài mục đích kể trên. Chúng ta sẽ áp dụng lý thuyếtđiều khiển cơ bản theo từng b ước một thông qua bài toán điều khiển tốc độ động cơmột chiều. Công cụ Matlab/Simulink đ ược sử dụng trong thiết kế vừa giúp chúng tanhanh chóng tìm ra đ ược mô hình cần thiết nhờ các hàm toán học mạnh mẽ củaMatlab vừa minh họa cho các lệnh của Matlab thông qua Control system toolbox.Với mục tiêu là không những có thể giải quyết một cách thấu đáo bài toán điềukhiển tố c độ động cơ một chiều trên không gian trạng thái mà còn thông qua đó làmsáng tỏ thêm phần lý thuyết cơ b ản trong một ứng dụng cụ thể. Chính vì lý do đónên phần phân tích và thiết kế nói chung sẽ được thực hiện nhiều trên nền các lệnhcủa Matlab. Đồng thời phần Simulink cũng được sử dụng một cách thích hợp đểkiểm chứng phần lý thuyết.Do bài toán điều khiển tốc độ động cơ một chiều có thể đ ược mở rộng ra, sử dụngnhiều loại điều khiển khác nhau như PID tương tự, PID số, điều khiển theo phươngpháp đặt cực, quan sát trạng thái, điều khiển tối ưu, LQG... nên không thể hoànthành sớm ngay đ ược tất cả các phần theo mong muốn. Do đó t ài liệu này sẽ đượccập nhật, sửa chữa và bổ sung thường xuyên. Thậm chí cả cấu trúc của tài liệu cũngsẽ đ ược thay đổi cho phù hợp.1. Mô hình hóa và khảo sát các đặc tính của động cơ một chiềuMô hình không gian trạng thái của động cơ một chiềuCác phương trình động học cơ bản- Phương trình cân b ằng điện áp phần ứng (1)- Sức điện động phần ứng (2)- Phương trình chuyển độngTrong đó: là mômen điện từ.. (3) cản của tải.. là mômen tốc độ góc của rotor.. là của động cơ.. là mômen quán tínhMặt khác, do (n tính theo vòng/giây), nên ta có thể viết (1)- Hằng số động cơ (5)Xem [MATSIM01]Tr.291.Hệ phương trình trạng thái không gianTừ các phương trình cơ bản trên ta có thể viết hệ phương trình mô tả không giantrạng thái của động cơ một chiều như sau: (2)Hệ phương trình này có hai biến trạng thái và n. Các tín hiệu vào là điện áp và cản của tảimômen .Giả sử các biến trạng thái và n là đo được, viết lại hệ phương trình trên dưới dạngma trận ta có (3)Hay dưới dạng ngắn gọn (4)Trong đó (5) (6) (7) (8)Biến trạng thái , tín hiệu vào .Các đặc tính vòng hở trong miền thời gianTừ các phương trình (001) hay (002) ta có thể viết lệnh Matlab mô tả không giantrạng thái của động cơ một chiều như sau: 1. 2. Ra = 0.25; 3. La = 0.004; 4. Phi = 0.04; 5. J = 0.012; 6. Km = ...