การศึกษาการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์กระแสตรงโดยใช้ตัวควบคุมพีไอ

การอ้างอิง/citation

ชนะชัย คะณะวาปี. (2562). การศึกษาการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์กระแสตรงโดยใช้ตัวควบคุมพีไอ. (โครงงาน). กรุงเทพฯ: วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสยาม.

บทคัดย่อ

โครงงานนี้นำเสนอการศึกษาควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้ตัวควบคุมพีไอ โดยทำการออกแบบตัวควบคุมพีไอบนพื้นฐานการปรับค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมเพื่อที่จะหลีกเลี่ยงการพุ่งเกินในระบบควบคุมวงรอบปิดที่ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เมื่ออินพุตเป็นฟังก์ชันขั้นบันได  ระบบที่นำเสนอประกอบด้วย ตัวควบคุมพีไอ วงจรเอซีทูดีซีคอนเวอร์เตอร์  มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดกระตุ้นแยกพิกัด 1.1 kW, 220 V, 6.5 A,  3,000 rpm ตัววัดความเร็วรอบโดยใช้แสง วงจรแปลงความถี่เป็นแรงดัน และวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิทัล  จากการออกแบบค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมพีไอ และการคำนวณหาค่าพารามิเตอร์ของมอเตอร์จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และวิเคราะห์ระบบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์และทำการทดสอบระบบที่นำเสนอ พบว่ากรณีที่ปรับค่าอัตราการขยายของตัวควบคุมพีค่าน้อยมาก  ผลตอบสนองจะไม่เกิดการพุ่งเกินแต่เกิดค่าความคลาดเคลื่อนที่สภาวะคงตัว  ส่วนกรณีปรับค่าอัตราการขยายของตัวควบคุมพีที่มีค่ามาก ๆ ผลตอบสนองจะเกิดการออสซิเลต  ซึ่งเมื่อเพิ่มตัวควบคุมไอเข้าไปในระบบจะทำให้มีเสถียรภาพที่ดีได้ผลใกล้เคียงกับค่าคาดการณ์ไว้

คำสำคัญ: มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง, ตัวควบคุมพีไอ, การควบคุมความเร็วรอบ 

Abstract

This project presents of the study of DC motor speed control based on PI controller using minimum overshoot PI controller design. The designed method was based on adjusting the PI controller parameters to avoid an overshoot in the closed-loop system step response for controlling DC motors. The proposed system was composed of a series PI controller, AC to DC converter, a DC motor rated at 1.1 kW, 220 V, 6.5 A, 3000 rpm, optical tachometer, frequency to voltage converter (F/V) and analog to digital converter (A/D). A computer program was simulated for the designed parameters of PI controller and calculated all parameters of motor from a mathematic model. The experimental results were found that when the gain of the PI controller was decreased. It created a steady state error of the system. As the proportional gain factor K increases, the steady state error of the system decreases, but leads to overshooting and oscillation of the system response. Integral control eliminates the steady state error to agree with the predicted value.

Keywords:  DC motor, PI Controller, Speed Control.

การศึกษาการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์กระแสตรงโดยใช้ตัวควบคุมพีไอ | Study of DC Motor Speed Control Based on PI Controller

คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสยาม  |  Faculty of Engineering, Siam University, Bangkok, Thailand

Related

• ระบบอัตโนมัติสำหรับรายงานอุณหภูมิและอัตราการไหลของน้ำในเครื่องจักรผ่านเว็บแอปพลิเคชัน กรณีศึกษา: บริษัทเอสเค โพลิเมอร์ จำกัด
• การควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงโดยใช้การออกแบบตัวควบคุมพีไอที่มีค่าพุ่งเกินน้อยที่สุด
• การเรียนรู้โดยใช้โครงงานเป็นฐานผ่านสหกิจศึกษา: กรณีศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องทดสอบการรั่วซึมของหม้อน้ำรถยนต์ควบคุมด้วยพีแอลซี
• การทดสอบการอัดและคายประจุของแบตเตอรี่ชนิดตะกั่ว-กรดเพื่อประเมินสมรรถนะของแบตเตอรี่
• การออกแบบและติดตั้งโซล่าเซลล์ระบบออนกริด
• การออกแบบและติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยใช้โซล่าเซลล์แบบออฟกริด
• การออกแบบและสร้างเครื่องทดสอบการรั่วซึมของหม้อน้ำรถยนต์แบบอัตโนมัติควบคุมด้วยโปรแกรมเมเบิลลอจิกคอนโทรลเลอร์ (พีแอลซี)
• อุปกรณ์และการติดตั้งระบบการจ่ายกำลังไฟฟ้า