Tên: Nguyễn Đắc Lộc

MSSV:2002207832

BÀI BÁO CÁO
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép em được bày tỏ
lòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ
em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này. Trong suốt thời gian từ
khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,
giúp đỡ của quý Thầy Cơ và bạn bè.
Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Công nghệ
kỹ thuật điện, điện tử đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong
suốt thời gian học tập tại trường. Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các
thầy cô nên đề tài nghiên cứu của em mới có thể hồn thiện tốt đẹp.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy/cô – người đã trực tiếp giúp đỡ,
quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo này trong thời gian qua.
Bài báo cáo đồ án 1 thực hiện trong khoảng thời gian gần 2 tháng. Bước đầu đi
vào thực tế của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên khơng tránh khỏi
những thiếu sót , em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của
quý Thầy Cô để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hồn thiện hơn đồng
thời có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
LỜI MỞ ĐẦU
Trong sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế xã hội cùng đất nước, điện lực đã đóng
góp phần không nhỏ đáp nhu cầu phát triển của đất nước. Ngày nay khi sự phát
triển đang tăng dần một cách nhanh chóng của các lĩnh vực đặc biệt là cơng nghiệp
địi hỏi nhu cầu tiêu thụ điện năng rất lớn để đáp ứng sản xuất – kinh doanh cũng
như những hoạt động sinh hoạt chiếu sáng của xã hội đang ngày tăng cao. Việc
tính tốn cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ đang gặp nhiều

khó khăn về kỹ thuật và kinh tế nhất là đối với một nền kinh tế đang phát triển như
nước ta hiện nay. Để đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện cần có sự nghiên cứu,
khảo sát phân tích một cách chắc chắn để thiết kế một hệ thống điện có hiệu quả
cao có vốn đầu tư hợp lý đạt được những yêu cầu kỹ thuật cao cũng như chi phí
vận hành thấp để đảm bảo sản xuất ổn định đáp ứng đủ nhu cầu của các hộ tiêu thụ
điện năng của nước ta. Hiện tại nền kinh tế và khoa học kỹ thuật
ở

nước ta đã đạt được nhiều thành tựu to lớn về mọi mặt thúc đẩy sự phát triển

toàn diện, một phần vào trong sự phát triển của nguồn năng lượng đưa ngành
điện phát triển thêm nhiều tầm cao mới, với một đội ngũ lao động cơng nhân và
kỹ sư có trình độ cao đáp ứng những yêu cầu khắc khe về kỹ thuật luôn được
chú trọng trong an toàn lao động được bồi dưỡng kiến thức và kĩ thuật thường
xuyên.
I. GIỚI THIỆU VỀ MATLAB
1.1. BẮT ĐẦU VỚI MATLAB
1.1.1. Giới thiệu chung
MATLAB là một bộ phần mềm dùng để tính tốn các bài tốn kỹ thuật,
đượcviết bằng ngôn ngữ C do hãng Math Works Inc sản xuất. Nó được tạo trên
cở sởnhững phần mềm do các nhà lập trình của các dự án LINPACK và
EISPACK viếtra bằng ngôn ngữ Fortran dùng cho việc thực hiện các phép tính
và thao tác trên ma trận.
Tên của phần mềm MATLAB là chữ viết tắt của ‘Matrix Laboratory’ có nghĩa
là ‘phương pháp ma trận’. Đến khi thực hành sử dụng phần mềm ta sẽ thấy mỗi
phần tử cơ bản của Matlab là một ma trận. Phần mềm Matlab liên tục được bổ
sung và hồn thiện.
Các ứng dụng điển hình của Matlab:
-


Tốn học và tính tốn.

-

Phát triển thuật tốn.


-

Tạo mơ hình, mơ phỏng và giao thức.

-

Khảo sát, phân tích số liệu.

-

Đồ họa khoa học kỹ thuật.

-

Phát triển ứng dụng, gồm cả giao diện người dùng đồ họa GUI.

-

Thiết kế các hệ thống điều khiển trong thời gian thực.

Matlab cung cấp cho ta các phương pháp theo hướng chuyên dụng hóa đượcgọi
là các Toolbox (hộp cơng cụ). Các Toolbox cho phép người sử dụng học và

ápdụng các kỹ thuật chuyên dụng cho một lĩnh vực nào đó. Toolbox là một tập
hợptoàn diện các hàm của matlab (M-file) cho phép mở rộng mơi trường Matlab
đểgiải các lớp bài tốn cụ thể. Các lĩnh vực trong đó có sẵn các Toolbox bao
gồm: xửlý tín hiệu, hệ thống điều khiển, mạng noron, mơ phỏng…
Hệ thống Matlab gồm có 5 phần chính:
-

Ngơn ngữ Matlab: là một ngôn ngữ ma trận, mảng cấp cao với các câu

lệnh,hàm, cấu trúc dữ liệu vào/ra, các tính năng lập trình đối tượng. Nó
cho phéplập trình các ứng dụng từ nhỏ đến các ứng dụng lớn, từ ứng dụng
đơn giảnđến phức tạp.
-

Môi trường làm việc của Matlab: đây là một bộ các công cụ và phương tiệnmà

bạn sử dụng với tư cách người dùng hoặc người lập trình Matlab. Nó baogồm
các phương tiện cho việc quản lý các biến trong không gian làm việcWorkspace
cũng như xuất nhập dữ liệu. Nó cũng bao gồm các cơng cụ đểphát triển quản lý,
gỡ rối và định hình M – file.
-

Xử lý đồ họa: đây là một hệ thống đồ họa của Matlab. Nó bao gồm các lệnhcao

cấp cho trực quan hóa dữ liệu hai chiều và ba chiều, xử lý ảnh, ảnhđộng,… Nó
cũng cung cấp các lệnh cấp thấp cho phép bạn tùy biến giaodiện đồ họa cũng
như đi xây dựng một giao diện đồ họa hoàn chỉnh cho ứngdụng Matlab của
mình.



-

Thư viện toán học Matlab: đây là một thuật toán khổng lồ các thuật tốn

tínhtốn từ các hàm cơ bản cộng, trừ, nhân, chia, sin, cos, số học phức…tới
cáchàm phức tạp hơn như: nghịch đảo, ma trận, tìm giá trị riêng của ma
trận,phép biến đổi fourier nhanh.
-

Giao diện chương trình ứng dụng Matlab API ( Application ProgramInterface):

đây là một thư viện cho phép ta viết các chương trình C vàFortran tương thích
với Matlab.
Simulink là một chương trình đi kèm với Matlab, là một hệ thống tương tác
vớiviệc mô phỏng các hệ thống động học phi tuyến. Nó là một chương trình đồ
họa sửdụng chuột để thao tác cho phép mơ hình hóa một hệ thống bằng cách vẽ
một sơđồ khối trên màn hình. Nó có thể làm việc với các hệ thống tuyến tính,
phi tuyến, hệ thống liên tục theo thời gian, hệ thống gián đoạn theo thời gian, hệ
thống đabiến...
1.1.2. Giao diện

Command Window: Đây là cửa sổ làm việc chính của MATLAB. Tại đây
tathực hiện tịan bộ việc nhập dữ liệu và xuất kết quả tính tóan. Dấu nháy >>
báohiệu chương trình sẵn sàng cho việc nhập dữ liệu. Ta kết thúc việc nhập dữ


liệubằng cách nhấn phím Enter. MATLAB sẽ thực thi dịng lệnh mà ta nhập
vàoCommand Window và trả kết quả trong Command Window.
Command History: Lưu lại tất cả các lệnh mà ta đã nhập vào trong
CommandWindow. Ta có thể xem lại tất cả các lậnh bằng cách dùng scroll bar,

hay thực hiệnlại lệnh đó bằng cách nhấp kép lên dịng lệnh. Ngịai ra ta cịn có
thể cut, paste,delete các lệnh. Workspace browser: trong MATLAB các dữ liệu
được lưu trong biến.
Workspace browser liệt kê tất cả các biến mà ta đang sử dụng trong MATLAB.
Nócung cấp thơng tin về kích thước, loại dữ liệu. Ta có thể truy cập trực tiếp
vào dữliệu bằng cách nhấn kép vào biến để hiển thị Array editor.
Launch pad: cho phép người dùng truy cập nhanh vào các bộ Toolbox,
phầnHelp.
1.1.3. Một số thao tác cơ bản trong Matlab
Trong MATLAB, thanh trình đơn thay đổi tùy theo cửa sổ mà ta lựa chọn. Tuy
vậy các trình đơn File, Desktop, Window, Help có mặt hầu hết trong các thanh
trình đơn.
Trình đơn File:
•

New: tạo một đối tượng mới (biến, m-file, figure, model, GUI).

•

Open: mở một file theo định dạng của MATLAB (*.m, *.mat, *.mdl)

•

Import data…: nhập dữ liệu từ các file khác vào MATLAB.

•

Save workspace…: lưu các biến trong MATLAB vào file *.mat.

•


Set path: khai báo các đường dẫn của các thư mục chứa các m-file.

•

Preferences: thay đổi các định dạng về font, font size, color cũng như

cáctùy chọn cho Editor, Command Window v.v.
•

Page Setup: định dạng trang in.


• Print: in.
Trình đơn Desktop:
•

Desktop layout: sắp xếp các cửa sổ trong giao diện.

•

Save layout: lưu cách sắp xếp cửa sổ.

Trình đơn Window dùng để kích họat (activate) cửa sổ.
Nút Start cung cấp shortcut tới các công cụ trong MATLAB
1.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.2.1. Câu lệnh và biến trong Matlab
Các câu lệnh trong Matlab thường có dạng sau:
biến = biểu thức
Tên biến được bắt đầu bằng một chữ cái, sau đó có thể là các chữ và số.

Matlab chấp nhận tên biến (cũng như tên hàm) có đến 19 kí tự và phân biệt
chữ in hoa và chữ in thường.
Khơng giống với một số phần mềm lập trình khác, ở đây biến không phải
khaibáo trước. Nếu không viết tên biến và dấu = trước biểu thức thì chương
trình sẽ tựđộng tạo tên biến là and.
Ví dụ:
>>2/4
And=
0.5000
Nếu cuối câu lệnh ta đánh dấu kết thúc ‘ ; ‘ thì các phép tính được thực
hiệnnhưng khơng xuất kết quả ra màn hình. Ngược lại nếu khơng gõ dấu
kết thúc thìkết quả tính được in ra màn hình.


Nếu câu lệnh quá dài không thể viết hết được trên một hang thì có thể dùng
dấuba chấm (…) để viết tiếp trên dòng thứ hai.
Muốn viết lời chú dẫn, trước dịng đó ta gõ dấu %, khi chạy chương trình máysẽ
bỏ qua dịng này.
1.2.2. Các phép tốn
•

Các phép tốn số học: nối các toán hạng trong biểu thức với nhau. Dấu các

phép toán như sau:
+

cộng

- trừ *
nhân

/ chia phải
\ chia trái
^ lũy thừa
• Các phép tốn quan hệ:
== bằng
<= nhỏ hơn hoặc
bằng >= lớn hơn hoặc
bằng ~= không bằng
< nhỏ hơn
> lớn hơn

• Các phép tốn logic
& và
/ hoặc


~ khơng
Các phép tốn quan hệ và logic thường được dung trong các biểu thức của
các toán tử điều khiển như if, while.
1.2.3. Số dùng trong Matlab
Matlab dùng số thập phân truyền thống với số chữ số thập phân tùy chọn. Bạn
cũng có thể dùng số dưới dạng lũy thừa của 10 và số có số đơn vị phức. Dưới
đây là một số ví dụ về các số hợp thức dùng trong Matlab:

1.2.4. Nhập số liệu từ bàn phím
Dùng lệnh input với quy cách viết như sau:
a=input(‘ hãy nhập giá trị của a: a =’)
Khi chạy chương trình máy sẽ dừng để đợi ta gõ vào từ bàn phím giá trị của
a,sau đó bấm Enter.
1.2.5. In kết quả ra màn hình

Cách 1: Khơng gõ dấu kết thúc (;) ở cuối câu lệnh. Khi chạy kết quả tính đượctự
động in ra trên màn hình.
Ví dụ: >>x=12+6*sin(pi/7)
x=
14.6033
Cách 2: Dùng lệnh disp
>

x=12+6*sin(pi/7)
disp(x)


14.6033
1.2.6. Ma trận
Ma trận được biểu thị trong dấu ngoặc vuông, mỗi phần tử trên một hang
đượccách nhau bằng các ô trống hoặc dấu phẩy (,), còn mỗi hang được
ngăn cách bởidấu chấm phẩy (;).
Ví dụ: Viết ma trận A gồm 3 hàng, 3 cột.
>>A=[1 2 3;2 3 4;3 4 5]
A=
123234345
1.2.7 Số phức
Matlab có thể thực hiện được các phép toán về số phức. Số phức được biểu
thị nhờ hàm I và j. Ví dụ viết số phức z dùng i và j như dưới đây cho kết qur
như nhau:
z= 2+4*i
hoặc z= 2+4*j
Một ví dụ khác về số phức được viết dưới dạng e mũ:
z= r*exp(i*theta)
1.3. CÁC HÀM TOÁN HỌC

1.3.1 Các hàm lượng giác
sin : sin
cos : cosin
tan : tang
asin : arcsin
acos : arccosin


atan : arctang
atan2 : arctan góc phần tư
sinh : sin hybecbolic
cosh : cosin hybecbolic
tanh : tang hybecbolic
1.3.2 Các hàm toán sơ cấp
abs : giá trị tuyệt đối hoặc modun của số phức
angle : góc pha
real : phần thực của số phức
imag : phần ảo
sqrt : căn bậc hai
conj : số phức liên hợp
round : làm tròn đến số nguyên gần nhất
fix : làm tròn hướng về zero
gcd : ước số chung lớn nhất
lom : bội số chung nhỏ nhất
exp : hàm e mũ
log : logarit cơ số tự nhiên
log10 : logarit cơ số 10.
AI.
1.


BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA

Bộ nghịch lưu ba pha


R

S1

S3

S5

A

Udc

S2
S7

n

B

S4

n

Hình 1.4: Sơ đồ bộ nghịch lưu ba pha
cân bằng gồm 6 khố S1→S6.


2. Vector khơn

k
0
1
2
3


4

0

5

0

6

1

7

1

Bảng 1.1: Các điện áp thành phần tương ứng với 8 trạng thái của bộ nghịch lưu.


Điều chế vector không gian điện áp sử dụng bộ nghịch lưu ba pha




Điều chế biên độ và góc vector khơng gian điện áp dùng bộ
nghịch lưu ba pha

U3 (010)

U0
U4 (011)
U7

U5 (001)

Hình 1.13: Điều chế biên độ và góc vector khơng gian điện áp
Us=

T1

U1+
T PWM



( 2|UU

c=(a+ b) 3

Trong đó: (a+ b)


dc

s

|− 1

)

(2|U |)
dc

≈1

3 Us
⇒ T 1=a . T

PWM

T 2=b . T

PWM

T0 =c . T

PWM

Với chu kỳ điều rộng xung:
T

PWM


≈( T1 +T

2

)+ T0 ℎay T0 ≈ T PWM − (T 1+T 2 )

Tổng quát: U s=a . Ux +b . U x+60+ c . {U0 ,U7 }
Trong đó α là góc giữa vector U x vàvector điện ápU s
Bằng cách điều khiển chuyển đổi trạng thái đóng cắt các khóa của bộ nghịch
lưu thơng qua T1, T2 và T0, dễ dàng điều khiển độ lớn và tốc độ quay của vector
không gian điện áp. Khi đó dạng điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu có dạng PWM
sin.

Hình 1.14: Điều chế biên độ và tần số điện áp.


Hình 1.15:

Dạng điện áp và dịng điện PWM sin.