Nhận dạng động cơ điện 1 chiều

[noguchi]

Em có một cái động cơ điện một chiều cũ (đã mất nhãn) và đang cần nhận dạng nó. Hỡi các cao thủ trong diễn đàn, hãy giúp em giải quyết bài toán này.

[HaiAu2005]

Bài toán nhận dạng động cơ một chiều này hơi khó nếu bạn không có thiết bị kiểm tra và đo được các thông số của nó. Về nguyên lý, một động cơ một chiều có thể được biểu diễn bằng mô hình sau:

TL
K1 | 1
ea +-> -------- -> T +/+ -> ---------- |-> wm
- Las+Ra Jms+Bm |
| |
|------------------------------------

Trong đó:
ea = điện áp phần ứng (V)
La = điện cảm phần ứng (H)
Ra = điện trở phần ứng (Ohm)
TL = mô men quay của tải (Nm)
T = mô men quay của động cơ (Nm)
Jm = mô men quán tính của tải (kgm2)
Bm = hệ số ma sát nhớt (N-m/rad/sec)
wm = tốc độ vòng quay của trục động cơ (rad/s)

(Vì không vẽ được hình nên không minh họa được mô tơ, bạn xem trong cuốn "MATLAB và Simulink cho kỹ sư điều khiển tự động" của bác Nguyễn Phùng Quang.

Bạn cần phải đo được điện áp phần ứng, dòng phần ứng, tốc độ trục động cơ... sau đó áp dụng một số thuật toán ước lượng thì sẽ tính được các giá trị thông số của động cơ. Nếu bạn không có thiết bị kiểm tra và đo thì thật khó giải bài toán này.

Bạn có thể theo dõi bài toán này trong mục Động cơ một chiều trên dieukhien.net, chúng tôi sẽ cập nhật thông tin, và sẽ có cả phần nhận dạng động cơ một chiều nữa (tuy nhiên vì thời gian quá eo hẹp nên không thể cập nhật sớm được).

Hy vọng vài gợi ý trên bạn có thể tìm ra giải pháp.

Hải Âu

[choc_ngoay]

Bạn cần phải đo được điện áp phần ứng, dòng phần ứng, tốc độ trục động cơ... sau đó áp dụng một số thuật toán ước lượng thì sẽ tính được các giá trị thông số của động cơ

(tuy nhiên vì thời gian quá eo hẹp nên không thể cập nhật sớm được).

Hy vọng vài gợi ý trên bạn có thể tìm ra giải pháp.

Đúng là "thùng rỗng thường kêu to" => những kẻ kêu to thường là "rỗng", các cụ nói cấm có sai!!!!!
Lại nhớ đến câu nói của ai đó trong Diễn đàn: "Biết thì nói là biết, mà éo biết thì nói là éo biết", giới trẻ ngày nay cũng lắm người thông thái!!!!!
xem hai ông này hỏi - đáp mà chán cho các nhà "Điều khiển học" thông thái của diễn đàn!!!!!!!!

[choc_ngoay]

Đây là bài toán "hơi khó", tôi cũng có "vài gợi ý" và "hy vọng bạn sẽ tìm ra giải pháp":
- B1: Bạn hãy trang bị cho mình một số thiết bị đo sau: điện trở kế, điện cảm kế, "ma sát nhớt" kế. Nhớ là cả kìm, tôvit và "búa" nữa nhé!
- B2: dùng kìm và tôvit mở động cơ ra (chú ý chỉ dùng búa trong trường hợp thật cần thiết)
- B3: Đo các thông số điện trở, điện cảm của cả hai cuộn dây phần ứng và phần cảm. Sau đó dùng "ma sát nhớt" kế đo độ "ma sát nhớt" của trục động cơ.
Như vậy là bạn đã có "chân dung" của động cơ của mình (chú ý là đừng có mà liều lĩnh cấp nguồn cho phần ứng ĐC như anh "chim trời" bảo kẻo nó bốc khói, hoặc là cấp điện áp nhỏ từ từ thôi nhé!). Sau đó nếu bạn cần ĐK nó thì bạn chỉ cần "áp dụng một số thuật toán mô hình hóa và điều khiển" là OK thôi!
Bạn có thể tham khảo ở cuốn "Bách khoa toàn thư về Điều Khiển" của tớ mới dịch nhé (tuy nhiên vì thời gian quá eo hẹp nên tớ chưa mang sang nhà in được).
Chúc vui!
To noguchi: xin lỗi bạn chỉ đùa tý thôi, nếu cái ĐC đấy mà bạn ko cả biết điện áp chuẩn của nó thì quả là bài toán "hơi khó" thật

[duyphi]

Nói cho lắm vào, chưởi bới cho nhiều vào, cuối cùng có khác gì đâu.
Giải pháp hay nè các bác:
1- Đem ra tiệm, nhờ lảo làng phán hộ mấy câu nhờ vào kinh nghiệm của ông thợ.
2- Sau đó đoán điện áp làm việc và cắm điện vào.Tuy nhiên cần chú ý: Lấy đồng hồ ra và theo dõi sau 1, 2,3 phút xem có nóng không. Sau đó nếu sau 15ph mà vẫn hâm hẩm hoặc 20ph mà thấy hâm hẩm thì motor làm việc điện áp tầm tầm gần đó hoặc ở đó.

[alt_shift]

Sao lại phải cần nhiều thiết bị đo vậy nhỉ? Theo kinh nghiệm của tớ thì:
- Mổ cái Motor ra, tìm cách đo tiết diện dây cuộn Field, sẵn trớn đo luôn dây cuộn Amatuer rồi tính ước lượng khả năng dòng mà 2 cuộn này chịu được.
- Xong ráp lại như cũ.
- Cấp điện áp từ nhỏ đến lớn vào cuộn Field, đồng thời đo dòng điện qua nó
--> vùng điện áp làm việc (thường thì là:12v,24v,36, 48, 60, 80, 90,100, 110,120,180,200,220,380, lớn hơn thì không biết) đến đúng khoảng dòng ưốc lượng và để một thời gian đủ dài mà không cháy là ok.
- Còn cuộn Amatuer thì làm sao nhỉ??? Đơn giản quá phải không nào?
Ý quên! Trước khi làm nhớ đo cách điện nhé!

[HaiAu2005]

Bạn noguchi tham khảo thêm bài sau (cũng tương tự như câu hỏi của bạn):
http://www.dieukhien.net/vn/discuss.php?thid=902

Trong đó có cũng đã cho link đến trang sau trình bày thí nghiệm nhận dạng động cơ DC:
http://www.sccs.swarthmore.edu/users...ngin/e58/lab2/

Để làm thí nghiệm và thu được dữ liệu người ta sử dụng một bảng DAQ (data acquisition) của hãng NI. Phương pháp của các tác giả trên sử dụng đồ thị, tìm slopes và từ đó tìm được các thông số của động cơ.

Tôi không sử dụng phương pháp tính toán như trên, tôi đã có trình bày hai phương pháp sau, bạn có thể tham khảo được (mô hình hơi khác, nhưng phương trình bậc nhất giống nhau, cần đo được thông số đầu vào và đầu ra):

1. Phương pháp bình phương nhỏ nhất tìm hệ số K và T của phương trình bậc nhất tại địa chỉ sau:
http://www.dieukhien.net/vn/index.php?arid=1014

2. Phương pháp bình phương nhỏ nhất đệ quy:
http://www.dieukhien.net/vn/index.php?arid=1015

Nếu bạn đo được Ra, La, Rf và Lf thì có thể việc nhận dạng động cơ của bạn sẽ thuận lợi hơn.

Ngoài cách sử dụng mô hình động cơ theo lý thuyết ở trên, bạn có thể sử dụng mô hình toán rời rạc giả thiết mối quan hệ giữa điện áp vào và tốc độ góc quay tuân theo một mô hình toán rời rạc có các tham số cần xác định, ví dụ:

wm(k) = -a1wm(k-1) - a2wm(k-2) + b0ea(k-1) + b1ea(k-2)

trong đó wm là tốc độ quay của trục động cơ (rad/s) và ea là điện áp phần ứng. Sau đó tiến hành thí nghiệm đo được wm và ea rồi sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất hoặc phương pháp bình phương nhỏ nhất đệ quy bạn có thể tìm được các tham số a1, a2, b0 và b1. Khi sử dụng mô hình rời rạc thì bạn có thể lựa chọn một mô hình nào mà bạn thấy phù hợp nhất.

Như trên tôi đã trình bày nếu bạn không có thiết bị thí nghiệm thì quả thực là hơi khó làm.

Chúc bạn thành công.

H.A.

[HaiAu2005]

Ai quan tâm có thể tham khảo phần thông tin mới cập nhật về việc nhận dạng động cơ DC ở địa chỉ sau:

http://www.dieukhien.net/vn/discuss....=902&pagenum=1

Khi làm thí nghiệm cần phải thực hiện sao cho có thể thu được dữ liệu tốt (ít sai số) nếu không có thể kết quả không chính xác.

Phần lý thuyết về động cơ một chiều và thiết kế điều khiển động cơ một chiều đang được cập nhật ở địa chỉ sau:

http://www.dieukhien.net/vn/index.php?tpid=52&catid=94

Hải Âu

PS: Cách thảo luận và thái độ thảo luận của bạn choc_ngoay vô cùng bất lịch sự (trong chủ đề này và trong các chủ đề trước đây). Tôi nghĩ BQL của trang web cũng cần và nên cảnh cáo hoặc có những biện pháp thích hợp đối những thành viên có lời lẽ bất lịch sự như vậy.

[ngdanglong]

Em cũng đang làm đề tài nhận dạng động cơ điện một chiều. Vấn đề của em bây giờ là tạo ra một điện áp kích thích là một tín hiệu ngẫu nhiên đặt vào động cơ. tín hiệu này có thể tạo tạo ra từ máy tính nhưng em chưa biết làm thế nào để đặt được nó vào động cơ. Rất mong sớm nhận được sự hỗ trợ của các anh.
Em xin chân thành cảm ơn

[vvuong.trinh]

Bác HaiAu trả lời chuẩn rồi.
Mô hình SISO tuyến tính có thể chứa thông tin biết trước về cấu trúc, cũng có thể chỉ là một hộp đen.
- Mô hình hộp đen thì có dạng bộ lọc FIR hay IIR như của bác HaiAu, cần kích thích ở đầu vào tín hiệu PRBS với biên độ nhỏ (để không ảnh hưởng tới động cơ), thực hiện tiền xử lý tín hiệu, sau đó sử dụng thuật toán ước lượng tham số (bao gồm cả ước lượng bậc hệ thống), cuối cùng là kiểm chứng mô hình (bằng cách phân tích tính tương quan, tính trắng ...)
- Mô hình có cấu trúc thì cách nhận dạng khá đặc thù (ở đây chỉ cần ước lượng tham số), không có một phương pháp tổng quát