I. Giới thiệu về Mô hình Điều khiển Động cơ DC Servo tại HCMUTE
Bài báo này trình bày về mô hình điều khiển động cơ DC servo được xây dựng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE). Công trình nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế và triển khai một mô hình điều khiển động cơ phục vụ giảng dạy, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của động cơ DC servo. Nghiên cứu động cơ servo này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng đào tạo tại HCMUTE, đặc biệt trong lĩnh vực điện - điện tử. Mô hình điều khiển động cơ được xây dựng dựa trên nền tảng PLC S7-1200, kết hợp với Driver MSDI V2.0 và cảm biến thích hợp. Ứng dụng động cơ servo trong nhiều lĩnh vực công nghiệp hiện đại, việc nắm vững nguyên lý hoạt động của nó là rất cần thiết. Thiết kế hệ thống điều khiển servo đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về kỹ thuật điều khiển, bao gồm cả điều khiển PID và điều khiển vòng kín. Mô hình hóa hệ thống điều khiển servo được thực hiện bằng phần mềm MATLAB Simulink, hỗ trợ quá trình mô phỏng điều khiển động cơ servo.
1.1 Mục tiêu nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu động cơ servo này là xây dựng một mô hình điều khiển động cơ DC servo trực quan, dễ hiểu, phục vụ giảng dạy tại bộ môn điện - điện tử, Trung tâm Việt Đức, HCMUTE. Mô hình điều khiển động cơ này nhằm khắc phục những khó khăn trong việc giảng dạy lý thuyết về điều khiển động cơ, giúp sinh viên hình dung rõ hơn về quá trình điều khiển động cơ DC servo. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc thiết kế mạch điện, lựa chọn linh kiện, lập trình PLC, tích hợp các thành phần và thử nghiệm điều khiển động cơ servo. Phân tích hệ thống điều khiển servo được thực hiện để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của mô hình điều khiển động cơ. Việc sử dụng Driver MSDI V2.0 và PLC S7-1200 giúp cho mô hình điều khiển động cơ có độ tin cậy cao. Giải thuật điều khiển động cơ servo được lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu về độ chính xác và tốc độ đáp ứng của hệ thống. Báo cáo tổng kết đề tài trình bày chi tiết các khía cạnh của quá trình nghiên cứu, từ khái niệm cơ bản đến kết quả thử nghiệm và ứng dụng thực tế. Đề án động cơ servo này được thực hiện theo đúng quy trình nghiên cứu khoa học, đảm bảo tính khoa học và tính thực tiễn.
1.2 Tổng quan về động cơ DC Servo và hệ thống điều khiển
Động cơ DC servo là một loại động cơ điện một chiều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển chính xác. Khác với động cơ DC thông thường, động cơ DC servo có khả năng kiểm soát chính xác tốc độ và vị trí quay. Điều khiển động cơ DC servo thường được thực hiện thông qua một hệ thống hồi tiếp vòng kín, sử dụng cảm biến như encoder để đo góc quay và tốc độ. Điều khiển PID là một phương pháp phổ biến để điều khiển động cơ servo, giúp đảm bảo độ chính xác và ổn định của hệ thống. Mô hình toán học động cơ servo được xây dựng để mô phỏng và phân tích quá trình điều khiển. Điều khiển vector động cơ servo là một kỹ thuật tiên tiến cho phép kiểm soát chính xác hơn các thông số của động cơ. Hệ thống nhúng đóng vai trò quan trọng trong việc triển khai mô hình điều khiển động cơ DC servo. Việc sử dụng bộ mã hóa giúp cho hệ thống có khả năng đo chính xác vị trí của động cơ servo. Phân tích hệ thống điều khiển servo giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống và tối ưu hóa các thông số điều khiển. Động cơ DC servo HCMUTE được nghiên cứu với mục tiêu ứng dụng trong giáo dục.
1.3 Triển khai và đánh giá mô hình
Mô hình điều khiển động cơ DC servo được triển khai sử dụng PLC S7-1200 và Driver MSDI V2.0. Phần mềm MATLAB Simulink được sử dụng để mô phỏng điều khiển động cơ servo trước khi triển khai thực tế. Kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống là một phần quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác của mô hình điều khiển động cơ. Thực hành điều khiển động cơ servo giúp sinh viên trải nghiệm thực tế và củng cố kiến thức. Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình điều khiển động cơ đạt được độ chính xác cao và đáp ứng tốt các yêu cầu về tốc độ và vị trí. Phân tích dữ liệu thu thập được từ quá trình thử nghiệm giúp đánh giá hiệu quả của mô hình điều khiển động cơ. Báo cáo tổng hợp toàn bộ quá trình nghiên cứu, từ khái niệm đến kết quả và ứng dụng thực tế của mô hình điều khiển động cơ DC servo. Tự động hóa trong quá trình thử nghiệm và đánh giá, mang lại hiệu quả cao. Việc sử dụng điện tử công suất trong mô hình này cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.
