Page 99 - Tạp chí Giao Thông Vận Tải - Số Tết Âm Lịch

SỐ 1+2 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Trong (1) có các thành phần lực cản lăn F , lực cản khí 3. NHẬN DẠNG VÀ XẤP XỈ MÔ HÌNH TOÁN HỌC
rr
động học F , lực hấp dẫn F và lực gia tốc F . Tổng hợp lực CỦA XE ĐIỆN
g
ad
ac
F này sẽ tạo ra một mô-men xoắn phản tác dụng đối với Cài đặt mô hình xe điện diễn tả quan hệ giữa điện áp
động cơ dẫn động, được tính bằng công thức (2). Với: r - đầu vào cấp cho động cơ điện và đầu ra là tốc độ của xe
Bán kính của lốp xe điện; G - Tỷ số truyền động bánh răng điện (4), (5) trên phần mềm Matlab-Simulink như Hình 3.1.
và động cơ để tạo ra mô-men xoắn T . Mô hình của xe (4), (5) là phi tuyến. Đối với hệ thống điều
L
(2) khiển phi tuyến thì tính chất ổn định của hệ thống không
- Động lực học của động cơ DC: những chỉ phụ thuộc vào bộ điều khiển mà còn phụ thuộc
Xe điện được điều khiển bởi động cơ DC và động lực vào giá trị đặt điều khiển. Với dải điện áp đầu vào động cơ
học được đưa ra bởi [1, 6, 13]. truyền động là từ 0 đến 48 V, trong [13] đã lấy các mức điện
áp khác nhau không cách đều nhau để khảo sát đặc tính
(3) tốc độ của xe điện. Trong bài báo này, chúng ta tiến hành
chia dải điện áp và khảo sát đáp ứng tốc độ của xe với các
mức điện áp cách đầu nhau để cấp cho động cơ điện lần
Trong đó: J - Quán tính của động cơ, bao gồm bánh lượt như là 9,6 V, 19,2 V, 28,8 V, 38,4 V và 48 V áp dụng cho
răng là lốp; ω - Tốc độ góc của động cơ điện; i - Dòng điện các giá trị tham số của xe khi chưa thay đổi (Bảng 2.1).
phần ứng (dòng điện trường); L - Độ tự cảm của phần ứng;
a
R - Điện trở phần ứng; L - Độ tự cảm của cuộn dây kích từ;
f
a
R - Điện trở của cuộn dây kích từ; B - Hệ số nhớt; T - Ngoại
L
f
lực mô-men xoắn; u - Điện áp đầu vào điều khiển và L -
af
Độ tự cảm tương hỗ giữa cuộn dây phần ứng và từ trường
cuộn dây, nói chung là phi tuyến và bão hòa. Trong bài báo
này, điện trở trong cuộn dây phần ứng R của động cơ DC
a
được coi là thay đổi, bởi vì khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở
cuộn dây phần ứng của động cớ DC thay đổi.
- Động lực học của xe điện:
Tích hợp mối quan hệ giữa động lực học của xe và Hình 3.1: Mô hình xe trên Matlab-Simulink
động lực học của động cơ điện chúng ta sẽ thiết lập được Các kết quả đáp ứng tốc độ của xe như Hình 3.2. Từ
mô hình động lực học của xe điện [1, 6, 13]. Từ (1), (2) và (3) Hình 3.2 chúng ta tiến hành nhận dạng các mô hình toán
ta được động lực học của xe điện (4) và quan hệ tốc độ xe của xe. Kết quả nhận dạng được 5 mô hình đối tượng xấp
với tốc độ động cơ điện (5). xỉ tuyến tính có dạng khâu quán tính bậc 2. Các tham số
nhận dạng như Bảng 3.1.
(4) Từ Bảng 3.1 ta thấy với 5 mô hình toán học của xe điện
có thể mô tả bởi mô hình quán tính bậc 2 dạng (6) với các
(5) bất định tham số biết trước.
(6)

Bảng 2.1. Tham số của xe điện Trong đó:
Động cơ DC Xe và
Ký hiệu Bình thường Bất Ký Bình Bất
định hiệu thường định
L + L 6,008 [mH] - 5% M 800 [kg] +25%
a f
2
R + R f 0,12 [Ω] +10% A 1,8 [m ] -
a
L 1,766 [mH] - p 1,25 -
af
[Kg/m ] 3
i 78 [A] (max 250) - C d 0,3 -10%
u [0 - 48] [V] - r 0,25 [m] +10%
Hình 3.2: Đáp ứng tốc độ của xe với các giá trị điện áp khác nhau
B 0,0002 [m /s] - µ rr 0,015 - Bảng 3.1. Các tham số nhận dạng
2
ω 2800 [r/min] - G 11 +15%
(v=25 km/h) u P k a 2 a 1 a 0
J 0,05 [kg.m ] - j 0 [ ] - 9,6V P 1 0,6041 24,8472 12,8857 1
2
o
Ký hiệu: L = L + L , R = R + R , chúng ta có mô hình 19,2V P 2 0,8567 41,2329 19,2394 1
a
f
a
f
động lực học của xe điện trên Matlab-Simulink và dễ dàng 28,8V P 3 0,9031 52,7052 22,7955 1
tiến hành khảo sát tốc độ của xe khi điện áp đầu vào nằm 34,4V P 4 0,8982 57,8040 24,3422 1
trong dải điện áp cho phép của động cơ điện. 48V P 0,8726 0,0102 16,7823 1
5
98