Ứng dụng công nghệ truyền thông EtherCat đồng bộ hóa tốc độ động cơ trong hệ thống điều khiển thời gian thực

Abstract

Trong bối cảnh các hệ thống điều khiển hiện đại yêu cầu độ chính xác cao, khả năng phản hồi nhanh và sự đồng bộ trong thời gian thực, đề tài tập trung nghiên cứu và triển khai hệ thống điều khiển tốc độ hai động cơ BLDC bằng giao thức EtherCAT. Hệ thống sử dụng TwinCAT làm master để giao tiếp với EtherCAT Click LAN9252, truyền dữ liệu qua SPI đến vi điều khiển STM32, sau đó điều khiển động cơ bằng phương pháp Field-Oriented Control (FOC) thông qua thư viện SimpleFOC. Hệ thống điều khiển bao gồm các vòng lặp PID lồng nhau: tốc độ – dòng điện, kết hợp với thuật toán FOC nhằm tối ưu hóa độ chính xác và hiệu suất năng lượng. Trong quá trình thực nghiệm, hệ thống cho thấy khả năng đồng bộ tốc độ động cơ với sai số thấp và thời gian đáp ứng nhanh. Truyền thông EtherCAT, SPI và thuật toán điều khiển được triển khai hiệu quả, đảm bảo khả năng mở rộng cho các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, để cải thiện hiện tượng dao động ở tốc độ cao, cần tối ưu thêm thuật toán điều khiển và giới hạn tốc độ động cơ. Kết quả đề tài không chỉ minh chứng tính khả thi của việc áp dụng giao thức EtherCAT trong điều khiển phân tán mà còn là nền tảng để phát triển các hệ thống điều khiển động cơ thông minh, phục vụ trong robot, máy tự động, và các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi tính đồng bộ và thời gian thực.