Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở

Tên luận án:

Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở

Ngành:

Không có thông tin trong tài liệu.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở (SRM), một loại động cơ có cấu tạo đơn giản và nhiều ưu điểm nhưng còn tồn tại nhược điểm lớn về mô men đập mạch cao, tiếng ồn và đặc tính phi tuyến phức tạp, gây hạn chế phạm vi ứng dụng. Đề tài hướng đến việc nâng cao chất lượng và hiệu suất làm việc của SRM, đặc biệt trong các ứng dụng như phương tiện xe điện.

Mục đích nghiên cứu là phân tích cấu trúc và các giải thuật điều khiển để đề xuất các giải pháp cải thiện đặc tính làm việc, đồng thời đề xuất các giải thuật điều khiển mới nhằm nâng cao tính ổn định tốc độ cho SRM. Đối tượng nghiên cứu cụ thể là động cơ từ trở 8/6.

Về mặt khoa học, luận án đã nghiên cứu phương pháp mô hình hóa SRM, đề xuất phương pháp nhận dạng mô hình thuận nghịch bằng mạng nơ ron nhân tạo kết hợp học sâu, có xét đến ảnh hưởng của bão hòa mạch từ và hỗ cảm giữa các pha. Luận án cũng xây dựng bộ điều khiển ổn định tốc độ trên mô hình phi tuyến mới, tích hợp bộ quan sát trạng thái dựa trên kỹ thuật Backstepping. Về mặt thực tiễn, các bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông có khả năng thay thế thiết bị đo vật lý, và các bộ điều khiển được đề xuất đã được kiểm chứng qua mô phỏng Matlab, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong thực tế.

Các đóng góp chính của luận án bao gồm: đề xuất phương trình đặc tính từ thông mới có xét đến hỗ cảm và bão hòa mạch từ; xây dựng mô hình phi tuyến cho động cơ từ trở gồm mô hình thuận và mô hình nghịch bằng mạng nơ ron nhân tạo kết hợp học sâu; tổng hợp bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo để điều khiển tốc độ SRM, nhằm giảm thiểu thiết bị đo.

Luận án được cấu trúc thành bốn chương chính. Chương 1 trình bày tổng quan về SRM, bao gồm cấu trúc, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, phương trình toán học và các giải pháp cải thiện. Chương 2 tập trung vào phương trình đặc tính từ thông, đánh giá ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ, đồng thời xây dựng mô hình thuận và nghịch của động cơ bằng mạng nơ ron. Chương 3 phát triển bộ điều khiển Backstepping cho SRM dựa trên mô hình kết hợp phi tuyến và kiểm chứng hiệu quả qua mô phỏng. Chương 4 thiết kế bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo, nhằm giảm phụ thuộc vào cảm biến vật lý và duy trì chất lượng điều khiển.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • Tính cấp thiết của đề tài
  • Mục đích nghiên cứu
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • Phương pháp nghiên cứu của luận án
  • Các đóng góp mới của luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ

  • 1.1 Giới thiệu về động cơ từ trở
    • Cấu trúc động cơ
    • Nguyên lý hoạt động
    • Ưu điểm, hạn chế của động cơ
  • 1.2 Phương trình toán học của động cơ
  • 1.3 Các giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở
    • Giải pháp thay đổi cấu trúc động cơ
    • Giải pháp điều khiển động cơ
  • 1.4 Kết luận chương 1

• Chương 2. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỪ THÔNG CỦA ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA HỖ CẢM VÀ BÃO HÒA MẠCH TỪ

  • 2.1 Tổng quan về phương trình đặc tính từ thông
    • 2.1.1 Đặt vấn đề
    • 2.1.2 Các phương pháp xác định đặc tính từ thông
    • 2.1.3 Đánh giá các công trình liên quan về phương trình đặc tính từ thông
  • 2.2 Phương trình đặc tính từ thông có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ
    • 2.2.1 Đặt vấn đề
    • 2.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha trong động cơ từ trở
    • 2.2.3 Phương trình đặc tính từ thông động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ
  • 2.3 Mô hình thuận của động cơ từ trở
    • 2.3.1 Đặt vấn đề
    • 2.3.1 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình thuận
    • 2.3.2 Thuật toán lan truyền ngược huấn luyện mạng
  • 2.4 Mô hình nghịch của động cơ từ trở
    • 2.4.1 Đặt vấn đề
    • 2.4.2 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình dòng điện nghịch
    • 2.4.4 Mô hình từ thông nghịch đảo
  • 2.5 Kết quả mô phỏng kiểm chứng mô hình thuận và nghịch của động cơ từ trở
    • 2.5.1 Kiểm chứng mô hình thuận
    • 2.5.2 Kiểm chứng mô hình dòng điện nghịch
    • 2.5.3 Kiểm chứng mô hình từ thông nghịch đảo
  • 2.5 Kết luận chương 2

• Chương 3. ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING CHO ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ ĐƯỢC PHÁT TRIỂN THEO MÔ HÌNH KẾT HỢP PHI TUYẾN

  • 3.1 Mô hình động học của động cơ từ trở
    • 3.1.1 Đặt vấn đề
    • 3.1.2 Mô hình kết hợp phi tuyến của động cơ từ trở
  • 3.2 Thiết kế bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở theo mô hình kết hợp phi tuyến
  • 3.3 Kết quả mô phỏng kiểm chứng
  • 3.4 Kết luận chương 3

• Chương 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING KẾT HỢP BỘ QUAN SÁT TRẠNG THÁI PHI TUYẾN, BỘ ƯỚC LƯỢNG BẰNG MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO

  • 4.1 Bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái
    • 4.1.1 Đặt vấn đề
    • 4.1.2 Bộ quan sát trạng thái phi tuyến
    • 4.1.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển
    • 4.1.4 Kết quả mô phỏng kiểm chứng
  • 4.2 Bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo
    • 4.2.1 Đặt vấn đề
    • 4.2.2 Bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo
    • 4.2.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển
    • 4.2.4 Kết quả mô phỏng kiểm chứng
  • 4.3 Đánh giá ảnh hưởng sai lệch đặc tính từ thông quan sát và đặc tính từ thông ước lượng đến chất lượng hệ thống điều khiển
  • 4.4 Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Đóng góp của luận án
  • 2. Hướng phát triển của luận án