پایان نامه ارشد رشته برق کنترل: بررسی روش های مختلف کنترل دور و موقعیت موتور DC

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

بررسی روش های مختلف کنترل دور و موقعیت موتور DC

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در بعضی از موارد لازم است که موتور بسیار دقیق و با سرعت مناسب و در وضعیت مطلوب قرار گیرد، مثلاً موتوری که دیش راداری را باید در وضعیت مناسب قرار دهد و یا موتوری که بازوهای رباتی که کارهای حساس انجام می دهد، را به حرکت در آورد لازم است به طور دقیق و سریع به موقعیت خواسته شده برود. در این جاست که با توجه به ماهیت ریز پردازنده های کامپیوتری می توان به عنوان وسیله ای مناسب از آنها برای کنترل موتورها با دقت بالا و سرعت مطلوب استفاده کرد. در این سمینار سعی شده است بعد از آشنایی مختصری با موتور DC و روابط حاکم بر آن از طریق سه روش مختلف به کنترل موتور DC بپردازیم که در هر مرحله جداگانه به بررسی این روش ها خواهیم پرداخت. در اولین روش موتور DC را با استفاده از شبکه عصبی کنترل کرده و در فصل بعد این کار را با کنترلر PID انجام می دهیم البته در فصل مربوط به شبکه های عصبی بین این دو روش مقایسه به عمل آمده است که نتایج قابل مشاهده می باشد و در فصل آخر با استفاده از روش PWM این کار را تکرار می کنیم. البته روش های بسیار زیادی برای کنترل موتور DC وجود دارد که ما در این سمینار تنها به بررسی این سه روش پرداخته ایم.

مقدمه:

کنترل امروزه یکی از پرکاربردترین علوم در زمینه های صنعتی، پژوهشی نظامی و… می باشد. براین اساس انواع کنترل کننده های مختلف با کاربردهای مختلف و کارایی های متفاوت طراحی و تولید شده اند،که هر کدام از این کنترل کننده ها در یک زمینه خاص مورد استفاده وسیع دارند. مهمترین و عملی ترین کنترل کننده های مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی بدون شک کنترل کننده های PID هستند. این کنترل کننده ها عملکرد بسیار مهمی دارند بعضی آنها کنترل فیدبک ایجاد می کنند و سعی می کنند با پیروی از مقادیر مرجع، یک سیگنال کنترلی که متناسب با اختلاف بین مرجع و خروجی سیستم است تولید کنند. این کنترل کننده دارای سه قسمت تناسبی، انتگرالگیر، مشتق گیر می باشند که هر قسمت عملیات مربوط به خود را انجام می دهد.

فصل اول

موتورهای DC و کنترل آنها

در این فصل به دلیل آنکه بحث اصلی سمینار در مورد موتورهای DC می باشد در موتور اعمال کنترل که بر روی موتورهای DC انجام می شود بحث می کنیم.

1-1- روابط موتور DC

مدار معادل آرمیچر در شکل زیر نشان داده شده است.

در این مدار معادل داریم:

Va: ولتاژ اعمال شده به طرف پایانه های آرمیچر

Ia: جریان آرمیچر

Ra: مقاومت آرمیچر

Ea: ولتاژ القا شده در سیم پیچ آرمیچر (نیروی ضد محرکه)

با توجه به شکل بالا داریم:

Va=Ea + Ra.Ia

اگر شار حاصله توسط هر قطب استاتور φf باشد در این صورت نیروی ضد محرکه Ea از رابطه زیر محاسبه می شود.

Ea =kI .φf.w

که در این رابطه w سرعت محور موتور است.

در لحظه راه اندازی که موتور در حال سکون است Ea صفر است لذا طبق رابطه (1) جریان آرمیچر در لحظه راه اندازی بسیار زیاد است (Ra کوچک است) و ممکن است باعث سوختن سیم پیچ آرمیچر گردد. لذا در راه اندازی موتورهای DC باید از روش های خاصی استفاده کرد که به موتور ضربه وارد نشود.