Điều khiển lực căng trong hệ thống vận chuyển liệu dạng băng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Điều khiển lực căng hệ thống vận chuyển liệu dạng băng PHẠM ĐỨC HIẾU Hieu.PDCB190092@sis.hust.edu.vn Ngành: Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Tùng Lâm Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Điều khiển lực căng hệ thống vận chuyển liệu dạng băng PHẠM ĐỨC HIẾU Hieu.PDCB190092@sis.hust.edu.vn Ngành: Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Tùng Lâm Trường Điện – Điện tử Chữ ký GVHD HÀ NỘI, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Phạm Đức Hiếu Đề tài luận văn: Điều khiển lực căng hệ thống vận chuyển liệu dạng băng Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Mã số SV: CB190092 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 04 / 05 / 2022 với nội dung sau: Đã sửa lỗi chính tả, đánh lại số mục, tiểu mục, hình vẽ, tiêu đề hình vẽ; Đã thay hình bị mờ, bổ sung tên đánh số hình bị thiếu; Đã sửa lại trích dẫn tài liệu tham khảo; Đã thêm hình vẽ so sánh kết thu được phương pháp Backstepping DSC; Ngày 01 tháng 06 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Họ tên người hướng dẫn chính: PGS TS Nguyễn Tùng Lâm Email: lam.nguyentung@hust.edu.vn DĐ: 098 999 8384 Nội dung: * Tên đề tài: Điều khiển lực căng hệ thống vận chuyển liệu dạng băng (Tension control of Web Transport System) - Chun ngành: Tự động hố Cơng nghiệp  Mục tiêu chính đề tài (các kết chính cần đạt được): Thiết kế khâu ước lượng lực căng từ đó đề xuất cấu trúc điều khiển lực căng cho hệ thống WTS  Nội dung đề tài, vấn đề cần được giải qút: - Mơ hình hố hệ thống WTS; - Đề xuất điều khiển lực căng mô kiểm nghiệm NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS TS Nguyễn Tùng Lâm LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian dài, khó khăn nhiều thử thách, tác giả hồn thành luận văn Trong suốt trình đó, tác giả nhận được giúp đỡ hỗ trợ đơn vị chuyên môn, tập thể hướng dẫn, nhà khoa học, gia đình đồng nghiệp Qua tác giả muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Tùng Lâm tâm huyết hướng dẫn tác giả suốt thời gian qua Tác giả xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, bạn đồng nghiệp, tập thể Bộ môn Tự động hóa Cơng nghiệp có đóng góp q báu, nhiệt tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu tham khảo hỡ trợ để tác giả hồn thành luận văn mình Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng ban Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình thực đề tài luận văn Đặc biệt tác giả muốn gửi lời cám ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè hết lịng ủng hộ để tác giả hồn thành tốt nội dung nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! HỌC VIÊN Phạm Đức Hiếu TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn sâu vào việc mơ hình hóa hệ thống vận chuyển liệu dạng băng (WTS) để từ đó đưa phương án điều khiển sử dụng điều khiển Backstepping điều khiển DSC Các kết được mô phần mêm Matlab/Simulink Điểm luận văn thay nghiên cứu hệ thống gồm hai lơ lơ tở lô cuộn lại trước kia, luận văn đưa thêm vào hai lô lô dẫn chủ động để xét xem ảnh hưởng chúng đến hệ thống thế Đồng thời giúp cho việc mô hệ thống dần xác với thực tiễn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Nền tảng Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4 Mục tiêu nghiên cứu 5 Những đóng góp của luận văn Tổng quát nội dung chính của bài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG WTS 1.1 Giới thiệu về hệ thống WTS 1.2 Cấu tạo hệ thống WTS 1.2.1 Thành phần chính 1.2.2 Thành phần khác 1.3 Giới thiệu nguyên lý cuộn lại 10 1.3.1 Nguyên lý cuộn 10 1.3.2 Nguyên lý phanh điện từ 11 1.3.3 Nguyên lý cuộn hướng tâm 11 1.4 Ứng dụng hệ thống công nghiệp 12 CHƯƠNG 2.1 MƠ HÌNH HĨA CHO HỆ THỐNG WTS 14 Đặc tính hoạt động của hệ WTS theo phương pháp cuộn hướng tâm 14 2.1.1 Nguyên lý vận chuyển của lô tở, lô cuộn và lô dẫn 14 2.1.2 Mô men đầu vào hệ thống WTS 15 2.1.3 Vận tốc vận chuyển vật liệu 16 2.1.4 Lực căng 16 2.1.5 Lực cản 16 2.1.6 Yêu cầu công nghệ 16 2.2 Tính toán động lực học cho hệ thống WTS 19 2.2.1 Sơ đồ hệ thống 19 2.2.2 Động lực học của đoạn vật liệu lô 19 2.2.3 Động lực học của lô 23 2.3 Tổng hợp cơng thức mơ hình tốn học 26 i CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG WTS DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP BACKSTEPPING 29 3.1 Yêu cầu của hệ thống WTS điều khiển .29 3.2 Điều khiển Backstepping cho hệ thống WTS .29 3.2.1 Đặc điểm phù hợp của điều khiển Backstepping 29 3.2.2 Tổng quát hóa bước thiết kế điều khiển Backstepping 29 3.2.3 Áp dụng thiết kế Backstepping cho hệ thống WTS 34 3.3 Mô kiểm chứng điều khiển Backstepping 37 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO THEO PHƯƠNG PHÁP DYNAMIC SURFACE CONTROL (DSC) 43 4.1 Ưu điểm của phương pháp DSC so với Backstepping 43 4.2 Giả thiết thành phần bất định cho hệ thống WTS 44 4.3 Thiết kế điều khiển DSC cho hệ thống WTS 46 4.4 Mô kiểm chứng điều khiển 53 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Vai trị của xử lý hệ WTS sản xuất lượng tái tạo Hình Xu hướng vật liệu ứng dụng ngành điện tử Hình 1.1 Hệ thống WTS in ấn Hình 1.2 Mơ hình hệ thống WTS Hình 1.3 Hình ảnh lơ tở Hình 1.4 Hình ảnh lơ cuộn Hình 1.5 Hình ảnh lơ dẫn Hình 1.6 Hình ảnh load cell 10 Hình 1.7 Hệ thống WTS theo kiểu nguyên lý 10 Hình 1.8 Hệ thống WTS theo kiểu nguyên lý phanh điện từ 11 Hình 1.9 Hệ thống WTS theo kiểu nguyên lý cuộn hướng tâm 11 Hình 1.10 Hệ thống in nhãn nhựa 12 Hình 1.11 Hệ thống thay cuộn giấy không dừng sản xuất giấy 13 Hình 1.12 Sản x́t tơn, thép Hình 1.13 Sản xuất vải 13 Hình 2.1 Hệ thống cuộn lại theo nguyên lý cuộn hướng tâm (mơ hình 3D) 14 Hình 2.2 u cầu về lực căng và vận tốc dài của hệ thống 17 Hình 2.3 Mơ hình hệ thống WTS có chứa lơ chủ động 18 Hình 2.4 Vật liệu bị rách trình hoạt động 18 Hình 2.5 Mơ hình hệ thống WTS nhiều phân đoạn 19 Hình 2.6 Đơn phân vật liệu di chuyển theo thời gian 20 Hình 2.7 Mơ hình lô tở lô dẫn 22 Hình 2.8 Momen quán tính lơ tở 24 Hình 2.9 Lơ dẫn chủ động 26 Hình 2.10 Mơ hình hệ thống WTS gồm lô dẫn chủ động 27 Hình 3.1 Lượng đặt vận tốc cho hệ thống WTS 39 Hình 3.2 Kết quả đáp ứng lực căng phân đoạn thứ nhất 39 Hình 3.3 Kết quả đáp ứng lực căng phân đoạn thứ hai 40 Hình 3.4 Kết quả đáp ứng vận tốc góc lơ dẫn chủ động 40 Hình 3.5 Kết quả vận tốc góc của lô tở 41 Hình 3.6 Kết quả vận tốc góc của lơ cuộn lại 41 Hình 4.1 Kết quả đáp ứng lực căng phân đoạn thứ nhất 53 iii Hình 4.2 Kết quả đáp ứng lực căng phân đoạn thứ hai 53 Hình 4.3 So sánh kết quả điều khiển Backstepping (trái) và DSC (phải) 54 Hình 4.4 Đáp ứng vận tốc góc của lô dẫn chủ động 54 Hình 4.5 Vận tốc góc lơ tở 55 Hình 4.6 Vận tốc góc lơ cuộn 55 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Lựa chọn thông số cần thiết của mơ hình hệ thống cuộn lại 37 Bảng 3.2 Lựa chọn hệ số cho điều khiển Backstepping 38 v Sử dụng ý tưởng về lọc thông thấp quy trình thiết kế DSC, đề xuất lựa chọn x2 lọc sau: x2  x1d  f1  K1S1  x2d  x2d  x2 , x2d (0)  x2 (0) (4.4) Sau đó, xác định sai lệch thứ hai là: S2  x2  x2d Cũng tương tự trên, ta chọn x3 lọc thứ hai sau: x3  x2d  K S2  x3d  x3d  x3 , x3d (0)  x3 (0) Cuối cùng, tín hiệu điều khiển (4.5) u tính tốn với định nghĩa sai lệch thứ ba: S3  x3  x3d S3  u  x3d (4.6) x x u  x3d  K3S3  3d  K3S3 3 Tiếp đó, ta cần lựa chọn hệ số của điều khiển Ki , i phù hợp để đảm bảo độ ổn định của toàn hệ thống 3.5 Giả thiết thành phần bất định cho hệ thống WTS Trên thực tế có khác biệt hay thành phần khơng mơ hình hóa (unmodeled components) mơ hình thực tế mơ hình tốn học đã xây dựng của hệ thống WTS hai phân đoạn Sự khác biệt đến từ nhiều yếu tố khác lường trước Do đó, điều khiển dựa mơ hình đã xây dựng khơng thể đảm bảo hồn tồn tính ổn định của tồn hệ thống Ta có mơ hình hóa đã xây dựng được:  T1  c1u  c2T11  c31   u  c4 M u  c5T1  c6u  c7u 1  c8T1  c9T2  c10 M1  c111 (4.7)  T2  c12r  c13T2r  c14T11  c151   r  c16 M r  c17T2  c18r  c19r Giả thiết tham số của hệ thống chứa thành phần mơ hình hóa đã nói trên: 44 c1  cˆ1  c1; c2  cˆ2  c2 ; c3  cˆ3  c3 ; c4  cˆ4  c4 ; c5  cˆ5  c5 ; c6  cˆ6  c6 ; c7  cˆ7  c7 ; c8  cˆ8  c8 ; c9  cˆ9  c9 ; c10  cˆ10  c10 ; c11  cˆ11  c11; (4.8) c12  cˆ12  c12 ; c13  cˆ13  c13 ; c14  cˆ14  c14 ; c15  cˆ15  c15 ; c16  cˆ16  c16 ; c17  cˆ17  c17 c18  cˆ18  c18 ; c19  cˆ19  c19 Với: + 𝑐̂1 , 𝑐̂2 , … , 𝑐̂19 tham số ban đầu để thiết kế mô hình + 𝑐̃1 , 𝑐̃2 , … , 𝑐̃19 sai lệch thơng số mơ hình đã xác định theo tính tốn thơng số thực tế Từ đó, mơ hình ban đầu đưa về dạng sau: T1  cˆ1u  cˆ2T11  cˆ31  T1  u  cˆ4 M u  cˆ5T1  cˆ6u  cˆ7 u  u 1  cˆ8T1  cˆ9T2  cˆ10 M1  cˆ111  1 (4.9) T2  cˆ12r  cˆ13T2r  cˆ14T11  cˆ151  T2  r  cˆ16 M r  cˆ17T2  cˆ18r  cˆ19 r  r Trong đó: cˆ1  ruTref  ESru L1 ; cˆ2   R1 ESR1 ; cˆ3  L1 L1 cˆ4   b fu r a ; cˆ5  u ; cˆ6   ; cˆ7  wpru Ju Ju Ju Ju cˆ8   bf R1 R ; cˆ9  ; cˆ10  ; cˆ11   J1 J1 J1 J1 cˆ12  ESrr r R ESR1 ; cˆ13   r ; cˆ14  ; cˆ15   L2 L2 L2 L2 cˆ16  b fr r a ; cˆ17   r ; cˆ18   ; cˆ19   wprr Jr Jr Jr Jr 45  T  c1u  c2T11  c31   u  c8 M u  c9T1  c10u  c11u2   1  c12T2  c13T1  c14 M  c151 ; thỏa mãn:   T2  c4r  c5T2r  c6T11  c71   r  c16 M r  c17T2  c18r  c19r  T  A0     B  u   1  C0   T  D0     E  r (4.10) Nhờ đó, ta sử dụng hệ thống (4.9) xét đến thành phần khơng mơ hình hóa để thiết kế điều khiển DSC 3.6 Thiết kế điều khiển DSC cho hệ thống WTS Do yêu cầu công nghệ của hệ WTS giữ nguyên ban đầu, không thay đổi nên mục tiêu của điều khiển DSC giống với điều khiển Backstepping kiểm soát lực căng phân đoạn của hệ thống T1 , T2 bám theo lượng đặt điểu khiển vận tốc góc của lơ dẫn chủ động Các bước thiết kế điều khiển DSC tiến hành sau: Xét hệ thứ nhất:  Bước 1: Đầu tiên, giống với điều khiển Backstepping cần phải kiểm soát lực căng T1  T1d Đặt sai lệch lực căng phân đoạn thứ nhất là: e1  T1  T1d  e1  T1  T1d  cˆ1u  cˆ2T11  cˆ31  T1  T1d (4.11) Dựa kĩ thuật DSC, để giúp cho e1e1  ban đầu ta chọn tín hiệu điều khiển ảo thứ nhất sau: ud   A0  1 ˆ ˆ c T   c   T  k e  e  1 1d  1 cˆ1  21  (4.12) Với 1  nhỏ tùy ý Tiếp đó, ud đưa qua lọc thơng thấp có dạng: 1ud  ud  ud  ud    ud   (4.13) Với 1 số thời gian lọc 46  Bước 2: Để cho u  ud sai lệch vận tốc góc của lơ tở: e2  u  ud  Đạo hàm sai lệch trên, ta được: e2  u  ud  cˆ4 M u  cˆ5T1  cˆ6u  cˆ7u2  u  ud (4.14) Lúc này, ta chọn tín hiệu điều khiển thứ hai của hệ thống có dạng: Mu     cˆ5T1  cˆ6u  cˆ7u2  ud  k2e2  k3 sgn  e2  cˆ4 Bước 3: Ta đặt sai lệch của lọc thứ nhất là:   (4.15)  ud  ud Đạo hàm sai lệch trên:   ud  ud  A  1        cˆ2T11  cˆ31  T1d  k1e1  e1   1 t  cˆ1  21   (4.16) Đặt 1   A0    1 ˆ ˆ  c T   c   T  k e  e   1 1d 1   ;   G1 , G1  t  cˆ1  21   Nên (4.16) viết lại thành:    1  1 (4.17) Từ đó, đạo hàm của sai lệch (4.11),(4.14) viết lại sau: e1  cˆ1  u  ud   ud  ud   ud   cˆ2T11  cˆ31  T1  cˆ1  e2     k1e1  e1 (4.18) A0  T1 21 e2  k2e2  k3 sgn  e2   u (4.19) Xét hệ thứ hai:  Bước 4: Vận tốc góc của lơ dẫn chủ động 1 cần phải bám theo lượng đặt W1d Đặt sai lệch vận tốc góc của lơ dẫn chủ động là: e3  1  W1d  e3  1  W1d  cˆ8T1  cˆ9T2  cˆ10 M1  cˆ111  1  W1d (4.20) 47 Từ đó, ta chọn tín hiệu điền khiển thứ nhất của hệ thống dựa hướng giúp e3e3  M1    cˆ8T1  cˆ9T2  cˆ111  W1d  k4e3  k5 sgn  e3  cˆ10 (4.21) Khi đó, đạo hàm của sai lệch e3 , (4.20) viết lại thành: e3  k4 e3  k5 sgn  e3   1 (4.22) Xét hệ thứ ba:  Bước 5: Điều khiển cho lực căng phân đoạn hai T2  T2d Đặt sai lệch lực căng phân đoạn thứ hai: e4  T2  T2d , lấy đạo hàm, ta được: e4  T2  T2 d  cˆ12r  cˆ13T2r  cˆ14T11  cˆ151  T2  T2 d (4.23) Với kĩ thuật DSC, ta lựa chọn tín điều khiển ảo thứ hai sau: rd    D0  ˆ ˆ c T   c   T  k e  e  14 1 15 d  4 cˆ12  cˆ13T2  2  Với  (4.24)  nhỏ tùy ý  2rd  rd  rd Tiếp đó, rd đưa qua lọc thông thấp:  rd    rd   (4.25) Trong đó,  là số thời gian lọc  Bước 6: Để cho r  rd sai lệch vận tốc góc của lô cuộn là: e5  r  rd   e5  r  rd  cˆ16 M r  cˆ17T2  cˆ18r  cˆ19r2  r  rd (4.26) Lúc này, ta chọn tín hiệu điều khiển thứ ba của hệ thống sau: Mr     cˆ17T2  cˆ18r  cˆ19r2  rd  k7 e5  k8 sgn  e5  cˆ16 Bước 7: Ta gọi sai lệch của lọc thứ hai là:  (4.27)   rd  rd 48    rd  rd   cˆ14T11  cˆ151  2         D   t  cˆ12  cˆ13T2  T2 d  k6 e4  e4 2     (4.28) Đặt: D0        cˆ13T2r  cˆ14T11  cˆ151  T2 d  k6 e4  e4  t  cˆ12  2   (4.29)   G2 , G2  2   Nên ta có:       2 Từ đó, đạo hàm của sai lệch (4.23),(4.26) viết lại sau: e4   cˆ12  cˆ13T2   r  rd   rd  rd   rd   cˆ14T11  cˆ151  T2   cˆ12  cˆ13T2  e5     k6 e4  e4 (4.30) D0  T2 2 e5  k7 e5  k8 sgn  e5   r  (4.31) Bước 8: Với tín hiệu điều khiển đã đề xuất trên, cần phải kiểm tra lại ổn định của toàn hệ thống: Ta chọn hàm Lyapunov có dạng: V   e1  e2  e32  e4  e52   12   2  (4.32) Lấy đạo hàm hàm trên, ta được: 49  A0  2 V  e1  cˆ1  e2     k1e1  e1  e  k e   e2  k e2  k3 sgn  e2    u  k5 sgn  e3     T1      D0  2  e4   cˆ12  cˆ13T2  e5     k6 e4  e4   e5  k7 e5  k8 sgn  e5   r  1     1   2   2    1       cˆ1  e1e2  e1   k1e1  e1     T   2   A0 2  e1T  k e2  k3 e2  e2 u  k e3  k5 e3  e3    cˆ12  cˆ13T2  e4 e5  e4   k6 e4  e4 2 D0 2  e4 T2 (4.33)  k7 e5  k8 e5  e5 r   12 1   1   22 2   2 Từ điều kiện bị chặn của thành phần hệ thống (4.10), ta có: e2 u  e2 B0 ; e31  e3 C0 ; e5 r  e5 E0 Áp dụng bất đẳng thức Young: Với p  1, q  1;  p  1 q  1  kp p q xy  x  q y p qk Chọn p  q  2; k   , ta được: xy   2 x  y 2 Nhờ đó, ta có: 50  e12  e2 e1e2    e12   12 e1    e12 A0 1  e1T1  e1 A0    (4.34)  e4  e52 e4 e5    e4   2 e4    e4 D0   e4 T2  e4 D0   2  (4.35)   12 12 1   1  21   2         2 2 2  (4.36) Lúc này, (4.33) trở thành: V   k1e12  k2 e2  k4 e32  k6 e4  k7 e5  e2   k3  B0   e3   k5  C0   e5   k8  E0   cˆ1 2e4  e52   2 2e12  e2   12 ˆ ˆ   c12  c13T2  2 (4.37)  12  2  12 12  2 2 1       1  21 2 Ta chọn hệ số: k3  B0 ; k5  C0 ; k8  E0 , vậy (4.37) lại trở thành: 51 V   k1e12  k2 e2  k4 e32  k6 e4  k7 e5 2e4  e52   2 2e12  e2   12  cˆ1   cˆ12  cˆ13T2  2 (4.38)  12  2  12 12  2 2 1       1  21 2 k1  cˆ1  k0  k  cˆ  k  2  Tiếp tục chọn hệ số thỏa mãn:  k4  k0 ; k0  k  cˆ  cˆ T  k   12 13   k7   cˆ12  cˆ13T2   k0  Thay vào (4.38) ta được:  V   k0 e12  e2  e32  e4  e52   12  22 ˆ ˆ   c12  c13T2  2  12  2  12 12  2 2 1       1  21 2  cˆ1 (4.39) Lúc này, ta chọn thời gian lọc của lọc thỏa mãn: 1 G12  k0   cˆ1  21 1    cˆ  cˆ T  G2  k  12 13   2  2 (4.40) Thay vào (4.39):   V   k0 e12  e2  e32  e4  e52   12   2  1     12  G12 12   2  G2 2 2  1    1    G 1    G2  2 (4.41) 52 Mặt khác,   G1 , G1     G2 , G2   V  2k0V  1   Với việc chọn 1 ,  nhỏ tùy ý, V  Cuối cùng, tính ổn định của hệ thống đã chứng minh, điều khiển DSC đã thiết kế xong cho hệ thống 3.7 Mô kiểm chứng điều khiển Tiến hành mô kiểm chứng điều khiển DSC với trường hợp thông số, lượng đặt của hệ thống WTS lựa chọn giống mục 3.3 Và phần này, ta đưa thêm thành phần nhiễu khơng thể mơ hình hóa vào hệ thống WTS Cuối cùng, thu kết quả sau:  Đáp ứng lực căng phân đoạn Hình 4.1 Kết đáp ứng lực căng phân đoạn thứ Hình 4.2 Kết đáp ứng lực căng phân đoạn thứ hai 53 So sánh kết quả đạt của điều khiển DSC và Backstepping: Hình 4.3 So sánh kết điều khiển Backstepping (trái) DSC (phải) So sánh kết quả thu Hình 4.3 thấy điều khiển DSC đã dập biến thiên đạo hàm so với phương pháp Backstepping với thông số  Đáp ứng vận tốc góc của lơ: Hình 4.4 Đáp ứng vận tốc góc lơ dẫn chủ động 54 Hình 4.5 Vận tốc góc lơ tở Hình 4.6 Vận tốc góc lơ cuộn Kết quả vận tốc góc phản ánh gần giống kết quả thu từ điều khiển Backstepping.Vận tốc góc lô đều đảm bảo bám theo lượng đặt và theo xu hướng thực tế hệ thống vận chuyển vật liệu Nhận xét: Kết quả mô cho thấy điều khiển thiết kế theo phương pháp DSC không đảm bảo xử lý với thành phần bất định mơ hình hệ thống mà DSC cịn khắc phục nhược điểm hạn chế biến thiên đạo hàm lớn “explosion of terms” so với điều khiển thiết kế sử dụng kỹ thuật back-stepping chưa tích hợp khâu lọc sử dụng mặt trượt động 55 KẾT LUẬN Trải qua trình tìm hiểu, học hỏi, nghiên cứu hướng dẫn của thầy Nguyễn Tùng Lâm, phạm vi luận văn tốt nghiệp đã thu số kết quả sau:  Phân tích rõ nguyên lý hoạt động ứng dụng thực tế của hệ thống WTS  Xây dựng mơ hình tốn học cho trường hợp tổng quát cho đối tượng nghiên cứu hệ WTS có hai phân đoạn sử dụng hai lô vật liệu lô dẫn chủ động  Tiến hành thiết kế thành công điều khiển dựa kỹ thuật thiết kế backstepping Thuật toán đề xuất đã chứng minh thực đơn giản phù hợp cho hệ thống WTS nghiên cứu  Đề xuất xây dựng điều có cấu trúc bền vững sử dụng thuật toán mặt trượt động DSC nhằm khắc phục số hạn chế tượng, biến thiến đạo hàm lớn nâng cao chất lượng điều khiển  Thực kiểm chứng thuật toán điều khiển mô với trường hợp lượng đặt thay đổi có xuất thành phần biến thiên; Cuối cùng, ta đã thu số kết quả tốt thể rõ ưu nhược điểm của điều khiển Và báo cáo luận văn tốt nghiệp này, tác giả nhận thấy số hạn chế: - Với hệ WTS hai phân đoạn ta chưa xét đến trường hợp lô vật liệu bị biến dạng làm thay đổi momen quán tính gây tác động nhiễu đến điều khiển; - Ngoài ra, kết quả kiếm chứng đưa dựa mô phỏng, cần phải thực mô hình thực tế 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D E Hiromu Hashimoto, Theory and Application of Web Handling Converting Technical Institute, 2014 [2] A Polyakov, D Efimov, and W Perruquetti, “Robust Stabilization of MIMO Systems in Finite/Fixed Time,” Int J Robust Nonlinear Control, no July 2013, p 23 [3] B J Emran and H Najjaran, “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annu Rev Control, vol 46, no xxxx, pp 165–180, 2018 [4] N Nevaranta, M Niemela, J Pyrhonen, O Pyrhonen, and T Lindh, “Indirect tension control method for an intermittent web transport system,” 15th Int Power Electron Motion Control Conf Expo EPE-PEMC 2012 ECCE Eur., pp 1–6 [5] B Q Khánh and P Q Đ N Q Đ Đoàn Quang Vinh, Điều khiển truyền động điện công nghiệp Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2020 [6] R T L.-O C.Krebs, “Roll-to-roll fabrication of polymer solar cells,” Department of Energy Conversion and Storage [7] R T L.-O C.Krebs, “Roll-to-roll fabrication of polymer solar cells,” Department of Energy Conversion and Storage [8] G Leopold, “New Materials, Manufacturing Steps Propel Printed Electronics By George Leopold 11.19.2020 0,” EEtimes, 2020 [9] R D and D R C Dr Matthew Dyson, “Materials for Printed/Flexible Electronics 2021-2031: Technologies, Applications, Market Forecasts,” Idtechex [10] T J Walker, “Web Handling.” https://www.webhandling.com/ [11] D R Roisum, G Guzman, and S Shams Es-haghi, “Web Handling and Winding,” Roll Manuf Process Elem Recent Adv., pp 147–170, 2018, doi: 10.1002/9781119163824.ch5 [12] A Seshadri and P R Pagilla, “Modeling and control of a rotating turret winder used in roll-to-roll manufacturing,” Control Eng Pract., vol 41, pp 164–175 57 [13] N D Phước, Dynamic Surface Backstepping Control for Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current Nhà xuất bản Bách khoa Hà nội [14] P V K Miroslav Krstic, Ioannis Kanellakopoulos, Nonlinear and Adaptive Control Design 58 ... vật liệu có lực ngồi tác dụng) suất căng (biến dạng lực căng gây ra) Lực căng tỉ lệ nhỏ với suất căng giá trị nhỏ của lực căng Trong luận văn này, định luật Hooke trình bày dạng (lực căng/ śt... hệ vận tốc dài lực căng của hệ thống là yếu tố ảnh hưởng đến suất hệ thống, tùy vào chất liệu hệ thống sản xuất mà ta xây dựng mối quan hệ khác 2.1.4 Lực căng Hiệu quả của xử lý hệ. .. ước lượng lực căng từ đó đề xuất cấu trúc điều khiển lực căng cho hệ thống WTS  Nội dung đề tài, vấn đề cần được giải qút: - Mơ hình hố hệ thống WTS; - Đề xuất điều khiển lực căng mô kiểm