Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện có công suất hạn chế đến chất lượng làm việc của hệ truyền động bám trên tàu hải quân

Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 85
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 
CÓ CÔNG SUẤT HẠN CHẾ ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA 
HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM TRÊN TÀU HẢI QUÂN 
Hoàng Quang Chính1*, Trần Đức Chuyển2*, Tạ Quốc Yên3 
Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình hệ truyền động 
bám vị trí với hệ truyền động máy phát - động cơ (ЭМУ–Д) và đánh giá sự ảnh 
hưởng của giới hạn công suất nguồn năng lượng điện đến chất lượng động học hệ 
truyền động bám. Ngoài ra, bài báo trình bày các kết quả mô phỏng mô hình hệ 
truyền động bám pháo AK-725 trên tàu Hải quân khi tính đến ảnh hưởng của giới 
hạn công suất nguồn năng lượng điện. Các kết quả khảo sát mô phỏng đã chứng 
minh tính đúng đắn của mô hình xây dựng cũng như xem xét được ảnh hưởng của 
nguồn công suất hạn chế đến chất lượng động học của hệ thống. 
Từ khóa: Hệ thống bám, Nguồn công suất, Pháo tàu hải quân. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Công suất và đặc tính của nguồn năng lượng điện có vai trò quan trọng, ảnh hưởng rất 
đáng kể đến chất lượng làm việc của hệ truyền động điện, đặc biệt là các hệ truyền động 
điện bám (HTĐB) có công suất lớn [2]. Sự thay đổi các thông số của nguồn điện (tần số, 
điện áp) dẫn đến sự thay đổi đặc tính cơ của các động cơ chấp hành của hệ truyền động 
điện ЭМУ–Д, tác động trực tiếp đến tính chính xác và độ ổn định cũng như chất lượng 
bám của hệ thống. Trên thực tế, các trạm phát điện tàu thủy đều là những nguồn năng 
lượng có công suất hạn chế (so với phụ tải điện trên tàu) do vậy trong quá trình thiết kế 
các hệ thống truyền bám của vũ khí cần phải nghiên cứu, đánh giá về mức độ ảnh hưởng 
của nó đến chất lượng làm việc của hệ truyền động bám. Vấn đề xây dựng mô hình của hệ 
thống bám khi có kể đến ảnh hưởng của nguồn là rất cần thiết, chưa có công trình nào đi 
nghiên cứu sâu về vấn đề này [2, 4]. Khi có được mô hình ta có thể sử dụng các phương 
pháp điều khiển hiện đại về thiêt kế các bộ điều khiển bền vững để giảm thiểu được những 
ảnh hưởng không tốt đến chất lượng động học của hệ thống. 
Bài báo tập trung đi vào nghiên cứu xây dựng mô hình và đánh giá sự ảnh hưởng của 
giới hạn công suất nguồn năng lượng điện đến chất lượng động học HTĐB. Khảo sát mô 
phỏng HTĐB dạng Máy điện khuếch đại - Động cơ của pháo AK-725 trên tàu Hải quân 
khi tính đến ảnh hưởng của giới hạn công suất nguồn năng lượng điện. 
2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM CÓ TÍNH ĐẾN ẢNH 
HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG CÓ CÔNG SUẤT HẠN CHẾ 
Cấu trúc tổng quát của HTĐB được minh họa như trên hình 1: 
Hình 1. Sơ đồ khối của hệ truyền động điện bám. 
HTĐB ở đây bao gồm: Phần tử đo lường (ĐL); Phần tử biến đổi (BĐ); Phần tử 
khuyếch đại sơ bộ (KĐSB); Phần tử khuếch đại công suất (KĐCS); Động cơ chấp hành 
(ĐCCH); Bộ truyền động cơ khí (BTĐ); Đối tượng điều khiển (ĐTĐK); Nguồn năng 
lượng điện (N). HTĐB có thể được xây dựng từ các phần tử tương tự hoặc phần tử số, máy 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
H.Q. Chính, T.Đ. Chuyển, T.Q. Yên, “Nghiên cứu ảnh hưởng của trên tàu hải quân.” 86 
tính điện tử (hệ gián đoạn). HTĐB liên tục và gián đoạn chỉ khác nhau ở phần thu nhận, 
biến đổi và truyền tín hiệu còn các phần tử chức năng thì hoàn toàn giống nhau. 
Mạch động lực HTĐB, tùy theo cấu trúc cụ thể của từng hệ thống có thể sử dụng bộ 
khuếch đại kiểu máy điện (khuếch đại từ, máy phát điện một chiều, máy khuếch đại điện 
từ trường ngang), bộ khuếch đại bán dẫn (bộ biến đổi Transistor, Thyristor,) hay khuếch 
đại thủy lực. Trên tàu Hải quân hiện nay vẫn đang sử dụng phổ biến các loại khuếch đại 
này cho HTĐB khác nhau như truyền động bám của pháo AK-725, AK-230, AK-630, AK-
176 hoặc các hệ thống lái tự động cũng như hệ truyền động điện chân vịt chính của tàu. 
Trên cơ sở nguồn năng lượng điện hạn chế (ở trên tàu) thì mạch động lực chính là phần 
biến đổi năng lượng điện của nguồn năng lượng thành các dạng năng lượng khác thông 
qua sự hoạt động của động cơ điện dẫn động. Sư hạn chế công suất của nguồn ảnh hưởng 
chủ yếu đến tốc độ động cơ dẫn động khi mang tải. 
Dạng chung sơ đồ cấu trúc của HTĐB vị trí làm việc trong nguồn điện có công suất 
không hạn chế được giới thiệu trên hình 2, [2, 4]. 
i
1
)p(Bk
1
Mđ
xđ .
đ 
p
1
)p(kk 011
)( pK

)p(k 022 )p(A
k
y
y
)p(Ak
1
 p)i/JJ(
1
2
Hđ 
i
1 BM
đ.BM
đMy
g
u
)p(K y
Hình 2. Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động bám điều khiển vị trí. 
Các phương trình vi phân tổng quát ở dạng toán tử viết cho phần động lực HTĐB có dạng: 
 .( ) ( ) ( )đ x yk A p t g t   (1) 
 )t()t()t(M)p(Bk đx.đđMđ  (2) 
 .( ) ( ) ( )t đ đ B đJ p t M t M t (3) 
 )t(i)t(đ  (4) 
trong đó, p là toán tử vi phân; )t(x.đ là đại lượng xác định giá trị tốc độ đặt tùy thuộc 
vào tín hiệu đầu vào )t(gy , )p(A , )p(BM là các toán tử tuyến tính (đa thức toán tử); 
M.yk là hệ số khuếch đại của bộ KĐCS; k , đk là các hệ số tỷ lệ; )t(Mđ là mômen của 
động cơ chấp hành; tJ là tổng mômen quán tính đã được quy đổi về trục động cơ chấp 
hành; i là tỷ số truyền của bộ truyền động (i > 1); )t( là tốc độ của đối tượng điều 
chỉnh. Trong đó M MB (p)= T p +1 với MT là hằng số thời gian tăng mômen ĐCCH. 
Trong trường hợp mômen cản trên trục ĐCCH cM phụ thuộc tuyến tính với tốc độ 
động cơ, còn sự thay đổi mômen nhiễu BM không phụ thuộc vào sự thay đổi các thông số 
của hệ thống thì mômen tải được viết dưới dạng: 
 H H BM (t)= -J pΩ(t) - FΩ(t)+ M (t) (5) 
với HJ là mômen quán tính của đối tượng điều chỉnh; F là hệ số ma sát nhớt trên trục đối 
tượng điều chỉnh. 
Khi bỏ qua F = 0 và không tính đến sự biến dạng đàn hồi của bộ truyền động cơ khí thì 
biểu thức viết cho mômen động cơ chấp hành có dạng: 
 2( ) . ( ) / . ( ) (1/ ). ( )đ đ H BM t i J J i p t i M t  (6) 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 87
Trong phần mạch động lực, bộ KĐCS có thể được điều khiển từ KĐSB hoặc cơ cấu 
điều khiển. Khi đó phương trình viết cho bộ KĐSB được biểu diễn như sau: 
 )t(uk)t(g)p(A yyy  (7) 
trong đó, yk là hệ số khuếch đại của bộ KĐSB; )t(u là tín hiệu đưa đến đầu vào của bộ 
KĐSB (hoặc cơ cấu điều khiển); )p(Ay là toán tử riêng của bộ KĐSB. 
Để hiệu chỉnh HTĐB thường người ta sử dụng thiết bị hiệu chỉnh mắc nối tiếp hoặc 
song song. Khi sử dụng tín hiệu phản hồi âm theo tốc độ, mômen ĐCCH và gia tốc trên 
trục chấp hành (đưa đến đầu vào bộ KĐSB qua thiết bị hiệu chỉnh nối tiếp với hàm truyền 
)p(k)p( 0222  ) kết hợp thiết bị hiệu chỉnh tín hiệu đặt trước )t(u . 
Phương trình tổng quát viết cho HTĐB vị trí với phần mạch động lực có điều khiển tốc 
độ quay của ĐCCH được viết dưới dạng: 
 2 02 1 01 .
2
. . .
( ) ( )[ ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )]
đ c y
đ M yr M đ đ y y y y
u t k p k k p t t k k iK p p t
k k K p M t k k K p p t
  
    
 (8) 
trong đó, ( )t là tác động điều khiển (góc quay trên trục đầu vào); i/)t()t( đ là góc 
quay trục ĐCCH cùng với trục của đối tượng điều chỉnh (chính là góc quay đối tượng điều 
chỉnh); k là hệ số truyền thiết bị đo sai số; 1k , 2k tương ứng là các hệ số truyền; c.đk là 
hệ số truyền cảm biến tốc độ; yk là hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại phụ trong mạch 
phản hồi theo mômen ĐCCH; M.đk là độ dốc của cảm biến mômen; yrk là hệ số khuếch 
đại của bộ khuếch đại phụ trong mạch phản hồi theo gia tốc; 1 01k Π (p) , )p(k 022 tương 
ứng là các hàm truyền của thiết bị hiệu chỉnh mắc nối tiếp; K (p)Ω
,
MK (p) , yK (p) tương 
ứng là hàm truyền thiết bị hiệu chỉnh mắc song song trong mạch phản hồi tương ứng theo 
tốc độ, theo mômen tạo bởi ĐCCH và theo gia tốc. 
Khi xét ảnh hưởng của nguồn năng lượng có công suất hạn chế đến sự làm việc HTĐB 
ta thấy ảnh hưởng của nguồn năng lượng đến phần mạch động lực có liên quan đến sự thay 
đổi tốc độ không tải ĐCCH. Khi tốc độ động cơ dẫn động máy phát thay đổi làm thay đổi 
điện áp đặt vào phần ứng động cơ. 
Theo [2], để viết phương trình vi phân tổng quát cho HTĐB có xét đến ảnh hưởng của 
nguồn năng lượng có công suất hạn chế, trước hết ta biến đổi các phương trình (1) đến (4) 
và viết gọn lại áp dụng cho phần mạch động lực như sau: 
 )t(M)p(B
i
k
)t()t(
i
1
)t()p(A BM2
đ
x.đ1
H1
0 
 (9) 
 ( ) . ( ). ( ) (1/ ). ( )đ BM t i H p t i M t  (10) 
trong đó, ( ) 'tH p J p F là toán tử đặc trưng cho phụ tải của ĐCCH; F’ là hệ số ma sát 
nhớt; 1)()()(0 pHpBkpA Mđ là toán tử tuyến tính, xác định tính chất của HTĐB tùy 
thuộc vào giá trị tải; )t(),t( H11  là giá trị tốc độ góc thực tế trên trục động cơ dẫn 
động (ПД) và giá trị định mức của nó. 
Tỷ số 
1 1( ) : ( )Ht t  trong công thức (9) cho phép xác định mức độ ảnh hưởng của việc 
thay đổi tốc độ trên trục động cơ dẫn động đến tốc độ quay của động cơ chấp hành 
)(. txđ theo giá trị tín hiệu vào cho trước )(tg y . 
Tương tự ta viết được sự mô tả quá trình diễn ra trong động cơ dẫn động ПД như sau: 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
H.Q. Chính, T.Đ. Chuyển, T.Q. Yên, “Nghiên cứu ảnh hưởng của trên tàu hải quân.” 88 


   )()(
1
)()(
1
)()( .
1
12
1
1
1.
1
101 tMtpB
i
k
t
i
tpA đxđ
H
M
đ
xđ (11) 


  )()(
11
)()()( .
11
1111 tMt
i
tpHitM đxđ
H
đ (12) 
Các giá trị trong các biểu thức (11) và (12) giống như mô tả cho phần mạch động lực 
trong đó chỉ số (1) được dùng cho động cơ dẫn động ПД. 
Toán tử '')( 111 FpJpH tính đến giá trị tải tạo bởi toàn bộ chi tiết quay cùng với 
roto động cơ dẫn động; 1đk là hệ số độ cứng đường đặc tính cơ động cơ dẫn động; 
)(1. txđ tốc độ không tải động cơ dẫn động; 1)( 11 pTpB MM xác định quán tính quá 
trình điện từ động cơ điện và lưới điện (đa số HTĐB hằng số thời gian TM có giá trị nhỏ). 
Tỉ số 
H
xđ
i
t
11
. )(


 được sử dụng để tính toán giá trị thay đổi của mômen )(tM đ do ĐCCH 
ИД tạo ra đóng vai trò là tác động nhiễu để truyền cho động cơ dẫn động ПД. 
Đặt: )(
)(
)('
.1
. tM
t
tM đ
H
xđ
đ


 ; )(
)(
)(' .
.1
1
. t
t
t xđ
H
xđ 


  (13) 
Đồng thời thực hiện phép biến đổi: 
trong đó, 10 và )(1 t  tương ứng là giá trị tốc độ động cơ dẫn động ПД trong mỗi chế 
độ làm việc và sai số tốc độ góc trên trục động cơ ПД tương ứng với 10 . Giá trị 10 
trong trường hợp chung sẽ khác so với H1 . Tuy nhiên đối với các nguồn điện có đặc tính 
cơ cứng thì sự khác biệt này là không đáng kể. Ngoài ra khi thay đổi chế độ làm việc phần 
mạch động lực thì giá trị 10 cũng có thể sẽ thay đổi theo. 
Từ (14), ta sẽ nhận được kết quả sau: 
Nếu giá trị H1 được chọn bằng 10 thì (9) sẽ có dạng: 
Đối với động cơ dẫn động, thay vào (11) ta có: 
trong đó, 1.xđ  độ lệch tốc độ không tải động cơ dẫn động so với giá trị 10101 )0( iA . 
Khi 0)(1.   txđ các thay đổi tốc độ trục động cơ dẫn động ПД chỉ xảy ra dưới tác dụng 
của tải đặt vào mạch động lực. 
Trong trường hợp tổng quát khi nghiên cứu ảnh hưởng nguồn năng lượng đến HTĐB 
thì đại lượng )(1. txđ cần được xem như là một đại lượng đầu vào cho khâu chấp hành 
của nguồn năng lượng có điều chỉnh nằm trong thành phần bộ điều chỉnh chuyên dụng. 
 )()( 1101 tt    (14) 
H
xđ
xđ
H
xđ
H
xđ
tt
tt
t
t
1
.1
.
1
10
.
1
1
.
)()(
)()(
)(
)('

 
 


 


  (15) 
 )()(
)()(
)(
1
)()(
2
1
.1
.0 tMpB
i
k
i
tt
t
i
tpA BM
đ
H
xđ
xđ 

 
   (16) 


   )(
)(
)()(
1
)()(
1
.
12
1
1
1.
1
101 tM
t
pB
i
k
t
i
tpA đ
H
xđ
M
đ
xđ (17) 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 89
1đ 1
1.xđ
)(
1
01 pA 1
1
i
)(1
1
1 pB
i
k
M
đ
H1
1

đM '
H1
1

)( pB
i
k
M
đ
i
1
i
1
)(
1
0 pA
xđ .
xđ .'
BM
đ
đM
p
1
)()(
/
pApA
kk
y
y

)(0 pk 
)( pK yk
i
1

Hình 3. Sơ đồ HTĐB vị trí có tính đến ảnh hưởng nguồn năng lượng có công suất hạn chế. 
Ảnh hưởng qua lại giữa nguồn năng lượng và phần mạch động lực giả thiết có sự có 
mặt thành phần biến thiên trong vế bên phải các phương trình (9), (11) và (12) cũng như 
sự tồn tại trong sơ đồ cấu trúc mối liên hệ chéo giữa phần mạch động lực và nguồn năng 
lượng của HTĐB theo tốc độ động cơ dẫn động và theo mômen do ĐCCH sinh ra. 
Từ đó ta có các đại lượng .' ( ), ' ( )đ đ xM t t được viết như sau: 
 . 1.' ( ) ( ( ) / ). ( )đ đ x H đM t t M t   ; . 1 1. .' ( ) ( ( ) / ). ( )đ x H đ xt t t    (18) 
Dựa vào các phương trình từ (9) đến (17) ta xây dựng được sơ đồ cấu trúc HTĐB vị trí 
có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng có công suất hạn chế như hình 3. Đây là sơ 
đồ cấu trúc tổng quát sử dụng để phân tích và đánh giá chất lượng HTĐB vị trí có xét đến 
ảnh hưởng nguồn năng lượng có công suất hạn chế trên các thiết bị di động quân sự. 
Từ (18), ta xem là thông số đặc trưng cho mômen tải tương ứng động cơ dẫn động về 
phía mạch động lực và tín hiệu tương đương trên đầu vào mạch động lực khác với 
. ( )đ x t do có sự thay đổi tốc độ góc trên trục động cơ dẫn động. 
3. KHẢO SÁT MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM PHÁO TÀU CÓ XÉT ĐẾN 
ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÓ CÔNG SUẤT HẠN CHẾ 
Sử dụng sơ đồ cấu trúc nêu ra ở trên, tiến hành khảo sát mô phỏng HTĐB điều khiển 
pháo tàu AK-725 khi xét đến ảnh hưởng của nguồn điện có công suất hạn chế. Hệ thống 
điều khiển pháo AK-725 bao gồm hai HTĐB dùng cho việc điều khiển theo hướng và điều 
khiển theo tầm có cấu trúc hoàn toàn như nhau được biểu diễn như trên hình 4, [6]. 
Hình 4. Sơ đồ khối của hệ truyền động bám pháo AK-725. 
Ở sơ đồ hình 4 gồm, thiết bị đo Xenxin hai kênh; thiết bị KĐSB: bộ khuếch đại bán dẫn 
dùng Transistor Y-121; thiết bị KĐCS: các máy điện khuếch đại từ trường ngang kiểu 
ЭМУ-100; ĐCCH là động cơ điện một chiều kích từ độc lập loại ДПМ; phản hồi tốc độ: 
máy phát tốc AT-231; thành phần tạo tín hiệu bù: máy phát tốc AT-231. Ngoài ra đối với 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
H.Q. Chính, T.Đ. Chuyển, T.Q. Yên, “Nghiên cứu ảnh hưởng của trên tàu hải quân.” 90 
HTĐB pháo tàu AK-725 để cộng tín hiệu điều khiển và chuyển kênh điều khiển từ chính 
xác sang sơ sài thì trong hệ còn sử dụng bộ cộng và bộ phân kênh trước tầng khuếch đại. 
Đối với phần nguồn năng lượng, hệ thống sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha rô to 
lồng sóc để lai trực tiếp máy ЭМУ-100. 
Để mô phỏng chất lượng làm việc của HTĐB pháo AK-725, ta sử dụng mô hình HTĐB 
theo kênh tầm với số liệu tính toán được liệt kê trong bảng 1. 
Bảng 1. Liệt kê số liệu tính toán theo mô hình hệ truyền động bám góc tầm. 
Tên thiết bị Thông số Giá trị Đơn vị 
I- Cấu trúc bộ điều khiển 
1- Thiết bị đo Wđo(p) 15 V/độ 
2- Bộ cộng và phân kênh KPK(p) 0,09 
3- Thiết bị hiệu chỉnh phát WP(p) 0,0075 x 0,0016p 
4- Thiết bị khuếch đại sơ bộ KKĐSB(p) 100 
5- Thiết bị phản hồi trong WPH(p) (0,4.0,05 ) /(0,046 1)p p 
6- Thiết bị hiệu chỉnh thu WT(p) 0,0036 x0,0001p 
II- Cấu trúc mạch động lực 
1- KĐ máy điện ЭМУ-100 k 0.95 
 A(p) 0,12p+1 
 CEMY 0,85 V.s/rad 
2- Động cơ chấp hành ДПМ – 22 BM(p) = TMp + 
1 
0,0058p+1 
 CM.đ 0,95 V.s/rad 
 Rđ 1,6  
 J’ 0,0123 kg.m2 
3- Bộ truyền động có tỷ số truyền i 2657 
III- Động cơ dẫn động ЭМУ-
100 
Kđ1 0,22 1/N.m.s 
 BM(p) = TM1p+ 
1 
0,01p+1 
 J’1 0.04251 kg.m
2 
Sơ đồ mô phỏng HTĐB pháo AK-725 trên Matlab như hình 6, sơ đồ này sử dụng mô 
hình của động cơ dẫn động xoay chiều 3 pha có công suất 1.5 KW, ĐCCH 1 chiều 750W 
và máy điện khuếch đại từ trường ngang với thông số vật lí [4], mô hình máy điện [1, 5]. 
Hình 5. Sơ đồ mô phỏng hệ truyền động bám pháo AK-725. 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 91
 Khi tính đến ảnh hưởng nguồn năng lượng hạn chế, tiến hành mô phỏng quá trình làm 
việc của hệ HTĐB pháo AK-725 với các trường hợp sau: 
Trường hợp 1: Xét HTĐB làm việc với lưới điện có công suất không hạn chế. Trường 
hợp này xảy ra khi HTĐB làm việc với lưới điện tàu với tần số và điện áp của nguồn cấp 
cho động cơ dẫn động sẽ không thay đổi khi tải của HTĐB thay đổi. Điên áp pha lưới điện 
220V, tần số 50Hz. Kết quả mô phỏng như chỉ ra trên hình 6a. Các chỉ tiêu của quá trình 
quá độ như sau: thời gian quá độ Tqd = 3.3s, độ quá chỉnh 30%, số lần dao động n = 2. 
0 5 10 15
-2000
0
2000
4000
Thoi gian [s]
T
o
c
 d
o
 [
v
o
n
g
/p
h
u
t]
0 5 10 15
-0.5
0
0.5
1
1.5
Thoi gian [s]
V
i 
tr
i 
[r
a
d
]
Goc dat
Goc bam
Hình 6. Kết quả mô phỏng HTĐB pháo 
AK-725 với nguồn không hạn chế. 
0 5 10 15
-2000
0
2000
4000
Thoi gian [s]
T
o
c
 d
o
 [
v
o
n
g
/p
h
u
t]
0 5 10 15
-0.5
0
0.5
1
1.5
Thoi gian [s]
V
i 
tr
i 
[r
a
d
]
Goc dat
Goc bam
 Hình 7. Kết quả mô phỏng HTĐB pháo 
AK-725 với nguồn sụt khoảng 10%. 
Trường hợp 2: Xét HTĐB làm việc với nguồn năng lượng có công suất hạn chế. Vì 
vậy, khi tải lưới điện thay đổi thì sẽ làm tần số và điện áp thay đổi theo, ảnh hưởng trực 
tiếp đến tốc độ đầu ra động cơ dẫn động. Điên áp pha của lưới điện giảm khoảng 10% là 
200V, tần số 50Hz. Kết quả mô phỏng chỉ ra trên hình 7. Các chỉ tiêu của quá trình quá độ 
như sau: thời gian quá độ Tqd = 3.5s, độ quá chỉnh 28%, số lần dao động n = 2. 
0 5 10 15
-2000
0
2000
4000
Thoi gian [s]
T
oc
 d
o 
[v
on
g/
ph
ut
]
0 5 10 15
-0.5
0
0.5
1
1.5
Thoi gian [s]
V
i t
ri 
[r
ad
]
Goc dat
Goc bam
Hình 8. Kết quả mô phỏng HTĐB pháo AK-725 với nguồn sụt khoảng 18% 
Trường hợp 3: Xét tương tự như trường hợp 2 nhưng điện áp pha lưới điện giảm 
khoảng 18% là 180V, tần số 50Hz. Kết quả mô phỏng chỉ ra trên hình 8. Các chỉ tiêu quá 
trình quá độ như sau: thời gian quá độ Tqd = 5s, độ quá chỉnh 18%, số lần dao động n = 2. 
Nhận xét: Khi động cơ dẫn động làm việc với nguồn điện có công suất hạn chế thì khi 
tải của lưới điện thay đổi (bao gồm cả tải của HTĐB pháo), tần số và điện áp của lưới điện 
sẽ thay đổi theo dẫn đến động cơ làm việc trên một họ đường đặc tính cơ. Điều này ảnh 
hưởng trực tiếp tới tốc độ làm việc động cơ dẫn động từ đó quyết định sự thay đổi điện áp 
đầu ra của ЭМУ do đó làm thay đổi tốc độ động cơ chấp hành. Đặc trưng của sự ảnh 
hưởng này chủ yếu là làm thay đổi thời gian quá trình quá độ, làm giảm tính tác động 
nhanh của hệ thống HTĐB. Khi điện áp nguồn thay đổi không lớn, ảnh hường là không 
đáng kể nhưng khi điện áp giảm nhiều thì ảnh hưởng là lớn và không cho phép. 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
H.Q. Chính, T.Đ. Chuyển, T.Q. Yên, “Nghiên cứu ảnh hưởng của trên tàu hải quân.” 92 
4. KẾT LUẬN 
Bài báo đã nghiên cứu xây dựng được mô hình cho phép đánh giá sự ảnh hưởng của 
giới hạn công suất nguồn năng lượng điện đến chất lượng động học HTĐB. Ứng dụng mô 
hình khảo sát mô phỏng HTĐB dạng Máy điện khuếch đại - Động cơ của pháo AK-725 
trên tàu Hải Quân khi tính đến ảnh hưởng của giới hạn công suất nguồn năng lượng điện 
đến đặc tính của quá trình quá độ HTĐB vị trí góc. Các kết quả thu được cho thấy tính 
đúng đắn của mô hình. Mô hình hệ thống khi kể đến sự ảnh hưởng của giới hạn công suất 
nguồn năng lượng điện có tính phi tuyến và thông số biến thiên. Trong trường hợp cần xây 
dựng HTĐB chất lượng cao thì cần phải ứng dụng các phương pháp điều khiển hiện đại. 
Mô hình đã xây dựng được giúp ích cho những nhà nghiên cứu trong bài toán thiết kế, tính 
toán các HTĐB trên tàu chiến Hải quân nhằm hạn chế tối đa những sai sót cũng như đưa 
ra được những giải pháp nhằm đảm bảo độ chính xác cho hệ thống. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. John Chiasson, “Modeling and high performance control of electric machines,” Inc, 
Hoboken, USA New Jersey; Published simultaneously in Canada, (2005). 
[2]. Б.К Чемоданов – “Следящие приводы Т1, 2”.- М.: Изд. МГТУ им Баумана, 
(1999). 
[3]. Краснова С.А., Уткин В.А. “Каскадный синтез наблюдателей состояния 
динамических систем”. М.: Наука, (2006). 
[4]. Đào Hoa Việt, “Phân tích và tổng hợp hệ thống truyền động điện,” HVKTQS (2010). 
[5]. Đào Hoa Việt, “Bài tập ví dụ và thực hành điều khiển tự động truyền động điện”, 
(dùng cho đào tạo cao học), HVKTQS Xuất Bản 2011. 
[6]. Huỳnh Văn Đông, “Tổng hợp điều khiển thích nghi dựa trên phương pháp 
backstepping cho hệ truyền động có đàn hồi khe hở và ma sát khô phi tuyến”, Luận 
án tiến sĩ kỹ thuật, HVKTQS (2009). 
ABSTRACT 
RESEARCH EFFECTS OF ELECTRICAL ENERGY SOURCES WHICH HAVE LIMIT 
POWER TO THE WORKING QUALITY OF SERVO DRIVES ON NAVAL SHIPS 
The paper presents the researching results to build a model of position servo 
drives with generator-motor system (ЭМУ-Д) and investigate the effects of 
electrical energy sources which have limit power to the working quality of servo 
drives. In addition, the paper presents the simulation results of servo drive model 
of AK-725 artillery on naval with limited power of electrical energy source. The 
simulation results of the survey proved the correctness of the building model, but 
also investigate the effects of electrical energy sources which have limit power to 
the quality of dynamical systems. 
Keywords: Tracking system, Power supplies, Naval ship artillery. 
Nhận bài ngày 26 tháng 02 năm 2015 
Hoàn thiện ngày 23 tháng 9 năm 2015 
Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 12 năm 2015 
Địa chỉ: 
1Học viện Kỹ thuật quân sự; 
2 Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp, Bộ Công Thương. 
3 Học viện Hải Quân - Nha Trang - Khánh Hòa. 
* Email: tdchuyen@uneti.edu.vn