Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
A. LÝ THUYẾT
1. Giới thiệu về động cơ DC
Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ
điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công
Trang 1
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi
nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động
cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM.
Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt
động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện
một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu
thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. Ở đây ta chỉ nghiên cứu động cơ DC trong dân
dụng chỉ hoạt động với điện áp 24V trở xuống .
1.1. Cấu Tạo của Động Cơ:
Một động cơ DC có 6 phần cơ bản:
– Phần ứng hay Rotor (Armature).
– Cổ góp (Commutat).
– Chổi than (Brushes).
– Trục motor (Axle).
– Nam châm tạo từ trường hay Stator (field magnet).
– Bộ phận cung cấp dòng điện DC.
Hình 1. Động cơ DC
Trang 2
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
1.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ DC:
Khi có một dòng điện chảy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non,
cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối
diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của
Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để

làm cho rô to quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch
dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây
song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi
cuộn dây lệch 90
o
so với phương ban đầu của nó, khi đó Rô to sẽ quay theo quán
tính.
Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối ra nhiều
phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và lực quay được liên tục và
hầu như không bị thay đổi theo các vị trí khác nhau của Rô to.
1.3. Hàm truyền của động cơ:
1.3.1. Phương pháp xấp xỉ hàm truyền bậc nhất
Để tìm hàm truyền ta tìm đáp ứng xung của động cơ. Ta đặt áp bằng áp
định mức vào động cơ và vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian. Vì thời gian lấy mẫu
vận tốc nhỏ do đó ta không thấy được các điểm uốn của đồ thị, do đó ở đây ta
dùng xấp xỉ hàm truyền động cơ là khâu quán tính bậc 1 có dạng như sau:
Đáp ứng xung của động cơ:
Biến đổi Laplace ngược ta được:
Khi t = T, v = kU(1 – e
-1
) = 0.63kU = 0.63v
max
Vậy trên đồ thị ta xác định điểm tại đó v = 0.63v
max
sau đó tìm được T.
Trang 3
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 2: Xác định hàm truyền bằng phương pháp xấp xỉ
1.3.2. Phương pháp tìm hàm truyền động cơ bằng Ziegler-Nichols
Dựa vào đáp ứng quá độ của hệ hở, áp dụng cho các đối tượng có đáp ứng

đối với tín hiệu vào là hàm nấc có dạng chữ S như hình dưới, ví dụ như nhiệt độ lò
nhiệt, tốc độ động cơ…
Trang 4
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 3: Xác định hàm truyền bằng Ziegler-Nichols
Thông số bộ điều khiển P, PI, PID được chọn như sau:
Bảng 1: Chọn thông số PID theo cách 1
Dựa vào đáp ứng quá độ của hệ kín ở biên giới ổn định , áp dụng cho các
đối tượng có khâu tích phân lý tưởng, ví dụ như hệ bồn nước, vị trí hệ
truyền động dùng động cơ…
- Tăng dần giá trị hệ số khuyếch đại K của hệ kín đến giá trị giới hạn
Kgh ( Nghĩa là giá trị lớn nhất để hệ thống vẫn còn ổn định , nếu tăng thêm nữa
thì hệ thống sẽ mất ổn định). Lúc đó đáp ứng ra của hệ kín ở trạng thái xác lập là
dao động ổn định với chu kỳ Tgh.
Trang 5
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 4: Đáp ứng của hệ kín
Thông số bộ điều khiển P, PI, PID được chọn như sau:
Bảng 2: Chọn thông số PID theo cách 2
2. Encoder
2.1. Nguyên lý hoạt động
Có nhiều loại encoder khác nhau như: Encoder tiếp xúc, Encoder từ
trường, Encoder quang (Encoder quang tương đối và Encoder quang tuyệt đối).
Trang 6
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Mỗi loại lại có một nguyên lý hoạt động khác nhau, trong khuôn khổ báo cáo đồ
án chỉ trình bày phần nguyên lý loại encoder sử dụng là Encoder quang tương đối
( incremental encoder).
Hình 5: Encoder
Incremental encoder về cơ bản là một đĩa tròn quay quanh một trục được

đục lỗ như hình trên.
Trang 7
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 6: Phương thức hoạt động Encoder quang tương đối
Ở 2 bên mặt của cái đĩa tròn đó, sẽ có một bộ thu phát quang. Trong quá
trình encoder quay quanh trục, nếu gặp lỗ rống thì ánh sáng chiếu qua được, nếu
gặp mành chắn thì tia sáng không chiếu quá được. Do đó tín hiệu nhận được từ
sensor quang là một chuỗi xung. Mỗi encoder được chế tạo sẽ biết sẵn số xung
trên một vòng. Do đó ta có thể dùng vi điều khiển đếm số xung đó trong một đơn
vị thời gian và tính ra tốc độ động cơ.
Encoder sử dụng trong đồ án hoàn toàn giống với mô hình ở trên.
2.2. Cách tính tốc độ động sơ sử dụng trong đồ án
Ở đồ án động cơ được gắn Encoder 200 xung/vòng.
Kênh xung A được đưa vào chân ngắt của VĐK là RB0. Kênh xung B
được đưa vào chân RB4. Ta thiết lập khi có sườn lên thì tạo ngắt.
Cách tính tốc độ : Tốc độ = (soxung*60)/(200*T)
Ở đây:
- T: là chu kỳ trích mẫu
- soxung: là số xung đếm được trong khoảng thời gian T
2.3. Xác định chiều quay
Trang 8
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Để xác định chiều quay của động cơ DC, các bạn sẽ dựa vào 2 xung
encoder A và B. Dưới đây là xung ra từ kênh A và B:
Hình 7 : Giản đồ xung
Nhìn trên hình vẽ ta thấy:
- Nhìn từ trái sang (động cơ quay thuận): khi xung kênh A có cạnh xuống thì
xung kênh B đang ở mức thấp.
- Nhìn từ phải sang (động cơ quay nghịch): khi xung kênh A có cạnh xuống
thì xung kênh B đang ở mức cao.

Vậy để xác định chiều động cơ, bạn chỉ cần nối kênh B vào 1 chân I/O và cấu
hình là đầu IN. Trong trình phục vụ ngắt ngoài khi có cạnh xuống của xung kênh
A, bạn xét trạng thái chân I/O đấy và đưa ra kết luận về chiều quay động cơ.
3. Vi điều khiển PIC 16F887
Trang 9
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 8. Một số thông số cơ bản của PIC 16F887.
Một số đặc điểm cơ bản của PIC 16F887:
• Độ chính xác dao động nội:Sai số ± 1%.
• Dải tần số hoạt động 8 MHz đến 31 kHz.
• Phần mềm có thể điều hướng.
• Hai chế độ tốc độ khởi động.
• Thạch anh không được dùng cho các ứng dụng quan trọng.
Trang 10
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
• Đồng hồ chuyển đổi chế độ trong quá trình hoạt động tiết kiệm điện năng.
• Tiết kiệm điện - Chế độ ngủ.
• Độ rộng phạm vi điện áp (2.0V-5.5V).
• Nhiệt độ công nghiệp và mở rộng.
• Có bộ chó bắt giữ, so sánh, PWM.
• Bảo vệ mã lập trình.
• Có 35 câu mã lệnh.
• Số lần ghi tối đa lên bộ nhớ Flash: 100 000 lần.
• Số lần ghi tối đa lên EEPROM: 1 000 000 lần.
• Flash / lưu giữ dữ liệu EEPROM: Lớn hơn 40 năm.
 Các tính năng của thiết bị ngoại vi:
• 35 I/O điều khiển.
• Cố định điện áp tham chiếu (0.6V).
• Chế độ chốt SR.
• Bộ chuyển đổi A /D: Độ phân giải 10 bit và có 14 kênh.

• Timer0: 8 bit với bộ chia trước.
• Timer1:16 bit với bộ chia trước.
• Timer2: 8 bit với bộ chia trước và sau.
• Chế độ bắt giữ: Tối đa 16 bit, độ phân giải 12.5 ns.
• Chế độ so sánh: Độ phân giải 200 ns.
• 10 bit PWM với 1, 2 hoặc 4 kênh đầu ra có thể được lập trình "thời gian chết"
với tần số tối đa 20 KHz.
• Khối USART: Hỗ trợ RS-485, RS-232 và LIN 2.0
• Module MSSP hỗ trợ 3 đường SPI (tất cả 4 chế độ) và I2C chế độ chủ - tớ với
mặt nạ địa chỉ I2C.
Trang 11
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
3.1. Bộ điều khiển động cơ PWM
Chế độ PWM tạo ra một điều chế độ rộng xung trên các chân CCPx. Các chu
kỳ nhiệm vụ, thời gian và độ phân giải được xác định theo các thanh ghi sau đây:
• PR2
• T2CON
• CCPRxL
• CCPxCON
Trong chế độ điều rộng xung PWM, module CCP tạo ra tín hiệu 10 bit độ
phân giải tại đầu ra của PWM trên các chân CCPx.
 Công thức tính chu kỳ PWM:
 Công thức tính độ rộng xung PWM:
 Công thức tính tỉ lệ chu kỳ nhiệm vụ PWM:
Trang 12
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
 Chu kỳ nhiệm vụ PWM: Được quy định cụ thể bằng cách viết một giá trị 10
bằng nhiều thanh ghi: Thanh ghi CCPRxL và bit DCxB <01:00> của thanh ghi
CCPxCON. Các CCPRxL chứa 8 bit MSB và bit DCxB <01:00> của thanh ghi
CCPxCON chứa 2 LSB. CCPRxL và bit DCxB <01:00> của thanh ghi CCPxCON

có thể được ghi bất kỳ lúc nào. Giá trị chu kỳ nhiệm vụ không được lưu vào
CCPRxH cho đến sau khi hoàn thành chu kỳ.
Thanh ghi CCPRxH và một chốt 2 bit nội được sử dụng để tăng gấp đôi đệm
chu kỳ nhiệm vụ PWM. Điều này là cần thiết cho PWM hoạt động. 8 bit bộ đếm
thanh ghi thời gian TMR2 được nối với hoặc là 2 bit nội hệ thống đồng hồ
(FOSC), hoặc 2 bit hệ số chia trước để tạo ra 10 bit thời gian cơ bản. Đồng hồ hệ
thống được sử dụng nếu hệ số chia trước Timer2 được thiết lập là 1: 1.
Trang 13
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Khi thời gian cơ sở có 10 bit khớp với CCPRxH và 2 bit chốt thì chân CCPx
được xóa sau đó.
 Độ phân giải: Xác định số chu kỳ nhiệm vụ có sẵn cho chu kỳ. Ví dụ, một độ
phân giải 10 bit sẽ cho kết quả là 1024 chu kỳ nhiệm vụ rời rạc, trong khi 8 bit độ
phân giải sẽ cho là 256 chu kỳ nhiệm vụ rời rạc. Độ phân giải tối đa PWM 10 bit
khi PR2 là 255. Độ phân giải là một chức năng của thanh ghi PR2.
Công thức tính độ phân giải:
Hình 9: Ví dụ về tần số và độ phân giải của PWM ().
 Thiết lập cho PWM hoạt động:
1 Vô hiệu hoá trình điều khiển đầu ra PWM, chân CCPx như là
một đầu vào bằng cách thiết lập các bit tris liên quan.
2 Đặt chu kỳ PWM bằng cách nạp thanh ghi PR2.
3. Cấu hình module CCP cho chế độ PWM bằng cách nạp thanh ghi CPxCON
với giá trị phù hợp.
4. Thiết lập các chu kỳ nhiệm vụ PWM bằng cách nạp thanh ghi CCPRxL và
bit DCxB <01:00> của thanh ghi CCPxCON.
5. Cấu hình và bắt đầu Timer2:
 Xóa bit cờ ngắt TMR2IF trong thanh ghi PIR1.
 Thiết lập giá trị hệ số chia trước cho Timer2 bằng cách nạp các bit T2CKPS
của thanh ghi T2CON.
 Kích hoạt Timer2 bằng cách thiết lập bit TMR2ON của thanh ghi T2CON.

6. Kích hoạt đầu ra PWM sau khi một chu kỳ PWM mới bắt đầu:
Trang 14
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
 Chờ cho đến khi Timer2 tràn (bit TMR2IF của thanh ghi PIR1được thiết
lập).
 Kích hoạt các trình điều khiển chân ra CCPx bằng cách xóa bit tris có liên
quan.
3.2. Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC
Trình chuyển đổi Analog-to-kỹ thuật số (ADC) cho phép chuyển đổi một tín
hiệu đầu vào tương tự tạo một mã nhị phân 10 bit để biểu diễn tín hiệu đó. Thiết bị
này sử dụng đầu vào tương tự, được ghép vào một mạch lấy mẫu đơn và bắt giữ.
Đầu ra của mẫu và bắt giữ được kết nối với các đầu vào của bộ chuyển đổi. Bộ
chuyển đổi tạo ra một mã nhị phân 10 bit thông qua các xấp xỉ liên tiếp và lưu trữ
các kết quả chuyển đổi vào các thanh ghi kết quả ADC (ADRESL và ADRESH).
Các tham chiếu điện áp ADC có thể được lựa chọn lấy từ bên trong hay bên
ngoài.
Bộ ADC có thể tạo ra một ngắt sau khi hoàn thành chuyển đổi. Ngắt này có
thể được sử dụng để đánh thức thiết bị đang ngủ.
Khi cấu hình và sử dụng ADC ta cần phải xem xét các chức năng sau đây:
• Cấu hình các port.
• Chọn lựa kênh.
• Lựa chọn điện áp ADC tham chiếu.
• Nguồn xung chuyển đổi ADC.
• Điều khiển ngắt.
• Định dạng kết quả.
Trang 15
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 10: Sơ đồ khối bộ ADC.
 Cấu hình các port
ADC có thể được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số.

Khi chuyển đổi tín hiệu tương tự, các chân vào ra nên được cấu hình tương tự
bằng cách thiết lập các liên kết bit tris và ansel. Xem phần các port tương ứng để
biết thêm thông tin.
 Lựa chọn kênh
Các bit CHS của thanh ghi ADCON0 xác định kênh được kết nối với mạch
lấy mẫu và bắt giữ. Khi thay đổi các kênh, một delay là cần thiết trước khi bắt đầu
lần chuyển đổi tiếp theo.
Trang 16
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
 Điện áp tham chiếu ADC
Các bit VCFG của thanh ghi ADCON0 cung cấp sự điều khiển độc lập với
điện áp tham chiếu dương và âm. Điện áp tham chiếu dương là một trong hai điện
áp VDD hoặc một nguồn bên ngoài. Tương tự, Điện áp tham chiếu âm có thể có
hoặc VSS hoặc một nguồn điện áp bên ngoài.
 Xung chuyển đổi
Nguồn gốc của xung chuyển đổi được lựa chọn thông qua các bit ADCS của
thanh ghi ADCON0. Có 4 lựa chọn xung:
• FOSC / 2
• FOSC / 8
• FOSC/32
• FRC (chuyên dụng cho dao động nội)
Thời gian để hoàn thành một chuyển đổi bit được định nghĩa là TAD. Một
chuyển đổi 10 bit đầy đủ yêu cầu 11 thời gian TAD như thể hiện trong Hình 1.8.
Đối với chuyển đổi chính xác, phải đáp ứng phù hơp với đặc điểm kỹ thuật TAD.
Hình 1.7 đưa ra lựa chọn xung thích hợp.
Bảng 3: Chu kỳ xung ADC so với tần số hoạt động của thiết bị (VDD > 3.0V).
Những ô mờ nằm ngoài phạm vi đề nghị.
1: Nguồn FRC có một thời gian TAD điển hình là 4 ms cho VDD > 3.0V.
Trang 17
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh

2: Những giá trị thời gian TAD yêu cầu tối thiểu.
3: Đối với thời gian chuyển đổi nhanh hơn, việc lựa chọn một nguồn đồng hồ khác
được khuyến khích.
4: Khi tần số thiết bị lớn hơn 1 MHz, nguồn đồng hồ FRC chỉ được dùng nếu
chuyển đổi sẽ được thực hiện trong quá trình ngủ.
Hình 11: Chu trình T
AD
chuyển đổi tương tự sang số.
Module ADC cho phép khả năng tạo ra một ngắt sau khi hoàn thành một
chuyển đổi tương tự sang số. Cờ ngắt ADC là bit ADIF trong thah ghi PIR1. Cho
phép ngắt ADC là bit ADIE trong thanh ghi PIE1. Bit ADIF phải được xóa bằng
phần mềm.
 Định dạng kết quả
10 bit kết quả chuyển đổi ADC được cung cấp trong hai định dạng: Canh trái
hoặc canh phải. Bit ADFM trong thanh ghi ADCON0 kiểm soát các định dạng đầu
ra. Kết quả được lưu trong 2 thanh ghi ADRESH và ADRESL.
Trang 18
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 12: Định dạng kết quả chuyển đổi 10 bit ADC.
Các thanh ghi cần xem xét để điều khiển chuyển đổi ADC: ADCON0,
ADCON1, ADRESH, ADRESL.
Các bước để thực hiện chuyển đổi ADC:
1.Cấu hình port:
• Vô hiệu hoá điều khiển các chân ngõ ra (xem thanh ghi tris).
• Cấu hình pin như tương tự.
2. Cấu hình module ADC:
• Chọn xung chuyển đổi ADC.
• Cấu hình điện áp tham chiếu.
• Chọn kênh đầu vào ADC.
• Chọn định dạng kết quả.

• Bật module ADC.
Trang 19
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
3. Cấu hình ngắt ADC (tùy chọn):
• Xóa cờ ngắt ADC.
• Cho phép ngắt ADC.
• Cho phép ngắt thiết bị ngoại vi.
• Cho phép ngắt cục bộ.
4. Chờ thời gian thu nhận bắt buộc.
5. Bắt đầu chuyển đổi bằng cách thiết lập bit GO/DONE.
6. Chờ cho chuyển đổi ADC hoàn thành để thực hiện một trong những việc sau
đây:
• Polling bit GO / DONE.
• Chờ cho ngắt của ADC (cho phép các ngắt).
7. Đọc kết quả ADC.
8. Xóa cờ ngắt ADC (được yêu cầu nếu ngắt được cho phép).
Trang 20
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 13: Một đoạn mã lập trình ví dụ cho chuyển đổi ADC.
4. Giao tiếp máy tính
Cổng nối tiếp của máy tính là cổng COM (Comunication Port) để giao tiếp
dữ liệu hai chiều giữa máy tính PC và ngoại vi với nhiều ưu điểm. Ngày nay, mỗi
máy tính cá nhân đều có một hoặc một vài cổng nối tiếp theo chuẩn RS-232 (cổng
COM), có thể sử dụng để kết nối với các thiết bị ngoại vi hoặc các máy tính khác.
Nhiều thiết bị công nghiệp cũng tích hợp cổng RS-232 phục vụ cho công việc lập
trình hoặc tham số hóa.
Cấu tạo cổng COM
Trang 21
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Hình 14: Cấu tạo cổng COM

- TxD (Transmit Data): đường gửi dữ liệu
- RxD (Receive Data): đường nhận dữ liệu
- RTS (Request To Send): Yêu cầu gửi; bộ truyền đặt đường này lên mức hoạt
động khi sẵn sàng truyền dữ liệu.
- CTS (Clear To Send): Xoá để gửi; bộ nhận đặt đường này lên mức hoạt
- DSR (Data Set Ready): Dữ liệu sẵn sàng; tính hoạt động giống với CTS nhưng
được kích hoạt bởi bộ truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu.
- SG (Signal Ground): Đất của tín hiệu.
- DCD (Data Carrier Detect): Phát hiện tín hiệu mang dữ liệu.
Trang 22
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
- DTR (Data Terminal Ready): Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng; tính hoạt động giống
với RTS nhưng được kích hoạt bởi bộ nhận khi muốn truyền dữ liệu.
- RI (Ring Indicate): Báo chuông, cho biết là bộ nhận đang nhận tín hiệu rung
chuông.
Cổng nối tiếp có nhiều ưu điểm và đặc điểm nổi trội:
- Tính chống nhiễu tương đối tốt, khoảng cách truyền xa hơn cổng song song.
- Số lượng dây kết nối ít tối thiểu 3 dây: TxD, RxD , GND.
- Ghép nối dễ dàng vi điều khiển hoặc PLC.
- Có khả năng kết nối mạng…
Trong sơ đồ mạch giao tiếp máy tính này chúng ta sử dụng 3 dây truyền
nhận dừ liệu TxD, RxD, GND không dùng chế độ bắt tay phần cứng, nếu khi cần
bắt tay chúng ta có thể sử dụng phần mềm. Ngày nay vi xử lý và máy tính tốc độ
hoạt động cao không như trước lên thuận lợi khi chúng ta truyền nhận . Trên vi
điều khiển chúng ta sử dụng modul USART giao tiếp bất đồng bộ máy tính cài đặt
thông số: tốc độ 9600 baud, 1bit start, 1 bit stop, 8 bit dữ liệu không sủ dụng bit
Parity.
Cổng COM sử dụng điện áp 12V trong khi PIC sử dụng điện áp 5V ,vậy để
tương tác tín hiệu truyền từ PC xuống PIC hay ngược lại thì ta dùng IC MAX232
để tương tác điện áp.

5. Thuật toán PID
5.1. Khảo sát hàm truyền
Hàm truyền lý tưởng:
Biến đổi Laplace các công thức từ (1.1) – (1.4 ) ta được:
U
a
(p) = R
a
I
a
(p)+pL
a
I
a
(p)+E
g
(p) (5.1.1)
Trang 23
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
)()( pnkpE
vg
Φ=
(5.1.2)
dt
M
(p) = K
t
ΦI
a
(p) (5.1.3)

( ) 2 ( ) 2 ( ) ( )
dt t
M p pJn p Bn p M p
π π
= + +
(5.1.4)
Từ 5.1.4 tính được:
( ) ( )
( )
2 ( 1)
dt t
m
M p M p
n p
B p
π τ
−
=
+
(5.1.5)
( ) ( )
( )
( 1)
a g
a
a a
U p E p
I p
R p
τ

−
=
+
(5.1.6)
Trong đó:
a
τ
=L
a
/R
a
Hằng số thời gian của mạch phần ứng
m
τ
=J/B Hằng số thời gian cơ.
Vậy ta có mô hình hệ thống như sau:
Hình 15: Mô hình hệ thống động cơ điện DC
Trang 24
Đồ án 2B GVHD: Trần Thị Hoàng Oanh
Khi momen tải bằng 0, ta có:
Φ+++
Φ
=
vma
t
a
a
Kpp
K
BR

pUpn
)1)(1(
2
1
)()(
ττ
π
Vậy hàm truyền của động cơ lúc này có dạng khâu dao động.
5.2. Phương pháp ổn định tốc độ động cơ dùng thuật toán PID
5.2.1. Thuật toán PID
τ
τ
ττ
d
de
KdeKKG
dip
)(
)( ++=
∫

Trong đó:
- K
p
: Hệ số khâu tỉ lệ (khâu khuếch đại)
- K
i
: Hệ số tích phân
- K
d

: hệ số vi phân
Hình 16: Mô hình hệ thống PID.
Trang 25