Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Ứng dụng thuật toán bộ lọc Kalman mở rộng trong điều khiển tốc độ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không sử dụng cảm biến bằng công nghệ FPGA

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Ứng dụng thuật toán bộ lọc Kalman mở rộng trong điều khiển tốc độ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không sử dụng cảm biến bằng công nghệ FPGA" nhằm tập trung nghiên cứu thành công giải thuật điều khiển động cơ không sử dụng cảm biến. Nghiên cứu và viết toàn bộ các mã điều khiển bằng ngôn ngữ mô tả phần cứng (VHDL). Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Ứng dụng thuật toán bộ lọc Kalman mở rộng trong điều khiển tốc độ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không sử dụng cảm biến bằng công nghệ FPGA BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÀNG THỊ NGAỨNG DỤNG THUẬT TOÁN BỘ LỌC KALMAN MỞ RỘNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU KHÔNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN BẰNG CÔNG NGHỆ FPGA NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 0 4 6 8 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÀNG THỊ NGAỨNG DỤNG THUẬT TOÁN BỘ LỌC KALMAN MỞ RỘNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘNAM CHÂM VĨNH CỬU KHÔNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN BẰNG CÔNG NGHỆ FPGA NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VŨ QUỲNH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌCI. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Hoàng Thị Nga Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 29/01/1987 Nơi sinh: Hải Dương Quê quán: Thanh Miện – Hải Dương Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: Số 10 Huỳnh Văn Nghệ - Bửu Long – Biên Hòa – Đồng Nai Điện thoại cơ quan: 0613.951.937 Điện thoại DĐ: 0946.483.187 E-mail: hoangthinga87@gmail.comII. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 10 /2009 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Lạc Hồng Ngành học: Điện công nghiệp Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Nghiên cứu thiết kế máy phát điện dùng năng lượng sóng biển. Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Đại học Lạc Hồng Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Vũ QuỳnhIII. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆPĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm12/2009- nay Đại học Lạc Hồng Giáo vụ i LỜI CAM ĐOANTôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bốtrong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM TẠ Chân thành cảm ơn thầy TS. Nguyễn Vũ Quỳnh đã dành thời gian hướng dẫn,chỉnh sửa và tạo điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ban Giám hiệu, quý thầy cô trường Đại học sưphạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã trang bị cho em những kiến thức hữu íchkhi học tập tại trường. Xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè đã đồng hành cùng em trong quá trìnhnghiên cứu. iii TÓM TẮT Luận văn trình bày phương pháp điều khiển thông minh động cơ đồng bộnam châm vĩnh cửu không sử dụng cảm biến bằng công nghệ FPGA. Để làm rõ tínhhiệu quả của mô hình ta thực hiện mô phỏng hệ thống. Phương pháp điều khiểnthông minh này được áp dụng cho việc kiểm soát tốc độ rotor; vị trí từ thông rotorcủa động cơ được ước lượng bằng cách sử dụng bộ lọc Kalman mở rộng. Đầu tiênta xây dựng mô hình toán học của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Thứ hai,điều khiển và thiết kế vector không gian. Thứ ba, để giảm nhiễu và mất ổn định hệthống thì giải pháp điều khiển thông minh được thiết kế để kiểm soát tốc độ củađộng cơ. Thứ tư, phương pháp điều khiển không cảm biến được ứng dụng. Thứnăm, ngôn ngữ mô phỏng phần cứng cho mạch tích hợp tốc độ rất cao (VHDL)được sử dụng để điều khiển tất cả các thành phần nói trên. Thứ sáu, thực hiện môphỏng hệ thống bằng Matlab / Simulink và Modelsim. Cuối cùng, kết quả nổi bậtcủa luận văn đó là ứng dụng điều khiển thông minh để điều khiển tốc độ động cơkhông sử dụng cảm biến. iv ABSTRACT This dissertation presents FPGA-realization of the intelligent controller forsensorlessPermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)drives. To confirmtheeffectivenessoftheproposedarchitectureofsystem,theco-simulationandexperimentworksare demonstrated.Theintelligentcontrol methods areapplied for controlling the rotor velocity; the rotor flux positionofPMSMisestimatedby usingextendedkalmanfilter(EKF). Inthisdissertation,amathematicalmodelofP ...