Nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều khiển hiện đại để nâng cao chất lượng điều khiển chuyển động

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA NGHI ÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG DƯƠNG VÂN HƯƠNG THÁI NGUYÊN 2009 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -o0o - LUẬN VĂN CAO HỌC NGHI ÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN TS VÕ QUANG VINH Dương Vân Hương THÁI NGUYÊN 2009 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 1 MỤC LỤC Mục lục 1……………………………………………………………………………………… Danh mục hình vẽ đồ thị …………………………………… …………………………… ………………………………………………… Lời nói đầu ……………………………………………………………………… …………………………… …………….7 Chương : Tổng quan hệ điều khiển chuyển động ………………………………….….10 1.1 Sơ lược hệ điều khiển chuyển động ………………………………………………………….10 1.2 Các tính chất hệ điều khiển chuyển động phi tuyến ………………………… ….11 1.3 Các phương pháp điều khiển chuyển động nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng điều khiển bám xác ……………………….….….12 1.3.1 Phương pháp điều khiển động lực học ngược ………………………… ….….….12 1.3.2 Phương pháp điều khiển động lực học ngược thích nghi ………………… 14 1.3.3 Phương pháp điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu……… 17 1.3.4 Phương pháp điều khiển thích nghi gián tiếp trực tiếp …………… …….18 1.3.5 Phương pháp điều khiển thích nghi theo sai lệch …………………………………21 1.3.6 Phương pháp điều khiển trượt (Sliding Mode Control) …………………… …21 1.3.7 Phương pháp điều khiển mờ ………………………………………………………………….22 1.3.7.1 Lý thuyết điều khiển mờ …………………………………………………………… 22 1.3.7.2 Định nghĩa tập mờ ……………………………………………………………………… 22 1.3.7.3 Các phép toán tập mờ ………………………………………………………… 23 1.3.7.4 Các luật mờ ………………………………………………………………………………… 24 1.3.7.5 Bộ điều khiển mờ ……………………………………………………………………… 24 1.3.8 Điều khiển mờ trượt …………………………………………………………………………… 26 1.4 Kết luận lựa chọn phương pháp điều khiển …………………………………………… 26 1.5 Nguyên lý điều khiển trượt …………………………………………………………………………… 27 1.6 Kết luận chương ………………………………………………………………………………………… 34 1.6.1 Cơ sở lựa chọn mục tiêu đề tài ……………………………………………… 34 1.6.2 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………………… 34 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 2 1.6.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài ………………………………………… 34 Chương hai : Phương pháp cải tiến chất lượng điều khiển trượt hệ điều khiển chuyển động ……………………………………………………………………………………………………… 36 2.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………………………………………………… 36 2.2 Phương pháp cải tiến chất lượng nâng cao độ xác hệ điều khiển trượt …………………………………………………………………………………………………………… 36 2.2.1 Các giả thiết hệ phi tuyến …………………………………………………………… 37 2.2.2 Thiết kế điều khiển trượt ……………………………………………………………… 38 2.2.3 Các phương pháp thông thường để giảm chattering ………………………… 2.2.3.1 Phương pháp lớp biên (Bounding layer method) …………………… 42 42 2.2.3.2 Phương pháp điều chỉnh độ rộng lớp biên ……………………………… 43 2.2.3.3 Phương pháp đề nghị luận văn ………………………………………… 44 2.2.4 Tổng hợp điều khiển trượt - mờ 2.2.4.1 Đặt vấn đề …………………………………………………… 46 ……………………………………………………………………………… 46 2.2.4.2 Tổng hợp điều khiển trượt mờ …………………………………………… 46 2.3 Kết luận chương hai …………………………………………………………………………………… 47 Chương : Ứng dụng điều khiển trượt - mờ để nâng cao chất lượng điều khiển vị trí sử dụng động điện chiều …………………………………………………………… 48 3.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………………………………………………… 48 3.2 Cấu trúc hệ truyền động động điện chiều …………………………………………48 3.2.1 Tiêu chuẩn môdul tối ưu …………………………………………………………………… 49 3.2.1 Tiêu chuẩn môdul đối xứng ……………………………………………………………… 50 3.3 Xây dựng hàm truyền khâu hệ thống điều khiển ………………… 50 3.3.1 Hàm truyền động điện …………………………………………………………………… 50 3.3.2 Bộ chỉnh lưu bán dẫn Thyristor ……………………………………………………… 56 3.3.3 Hàm truyền máy phát tốc …………………………………………………………… 58 3.3.4 Hàm truyền thiết bị đo điện ………………………………………………………… 58 3.3.5 Tổng hợp hệ điều khiển RI, Rω, Rϕ …………………………………………………… 58 3.3.5.1 Tổng hợp điều khiển dòng điện RI………………………………………59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 3 3.3.5.2 Tổng hợp điều khiển tốc độ Rϕ……………………………………………61 3.3.5.3 Tổng hợp mạch vịng vị trí ……………………………………………………… 63 3.4 Mơ hệ thống truyền động với điều khiển trượt điều khiển trượt mờ ……………………………………………………………………………………………………………… 68 3.4.1 Các thông số động điện chiều kích từ độc lập ……………………… 68 3.4.2 Xây dựng điều khiển trượt cho mạch vịng vị trí …….…………………… 69 3.4.3 Mơ hệ điều khiển vị trí với điều khiển ……………………… ……… 70 3.4.4 Xây dựng điều khiển - mờ cho mạch vịng vị trí ………………………… 73 3.4.5 Mơ hệ điều khiển vị trí với điều khiển trượt mờ ……………… 76 3.5 Nhận xét kết luận chương ba ………………………………………………………………… 79 Kết luận ……………………………………………………………………………………………………………… 80 Tài liệu trích dẫn tham khảo ……………………………………………………81 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 4 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 1.2 Ý nghĩa Trang Mơ hình hệ điều khiển động lực học ngược 14 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu 17 1.3 Mơ hình điều khiển thích nghi gián tiếp 19 1.4 Mơ hình điều khiển thích nghi trực tiếp 20 1.5 Khái niệm tập mờ 23 1.6 Cấu trúc điều khiển mờ 25 1.7 ~ 29 Tính giới hạn x ~ (i ) 1.8 Tính giới hạn x 1.9 Điều kiện trượt 31 1.10 Diễn giải đồ thị phương trình (2.3) (2.5) 32 1.11 Hiện tượng chattering 33 Sơ đồ điều khiển trượt tổng quát 38 2.2 Đồ thị hàm Signum 42 2.3 Đồ thị hàm Sat 42 2.4 Bộ điều khiển trượt - mờ đầu vào 47 2.1 30 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 5 3.1 Hệ thống truyền động Thyristor - động 49 3.2 Mạch thay động chiều 50 3.3 Sơ đồ cấu trúc động điện chiều 52 3.4 Tuyến tính hố đặc tính từ hố đặc tính tải 53 3.5 Sơ đồ cấu trúc tuyến tính hố 54 3.6 Sơ đồ cấu trúc từ thơng không đổi 54 3.7 Sơ đồ cấu trúc thu gọn 55 3.8 Thời gian phát xung thời gian điều khiển chỉnh lưu 56 3.9 Sơ đồ cấu trúc chỉnh lưu bán dẫn Thyristor 57 3.10 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện 59 3.11 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng dòng điện 60 3.12 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng tốc độ 61 3.13 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vịng vị trí 63 3.14 Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh vị trí 65 3.15 Quan hệ ∆ ϕ ω 68 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 3.16 6 Sơ đồ cấu trúc mô tả hệ điều khiển vị trí điều khiển trượt 70 3.17 Mô trượt 10 s 71 3.18 Mô trượt 15 s 72 3.19 Đầu vào với tậpp mờ 74 3.20 Đầu vào với tậpp mờ 74 3.21 Luật hợp thành 75 3.22 Quan hệ vào điều khiển mờ 76 3.23 Sơ đồ cấu trúc mơ tả hệ điều khiển vị trí điều khiển trượt - mờ 76 3.24 Mô trượt - mờ 10 s 77 3.25 Mô trượt - mờ 15 s 78 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 7 LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, vấn đề tự động hóa sản xuất có vai trị đặc biệt quan trọng Những ứng dụng kỹ thuật tự động hóa cơng nghiệp ngày phát triển để làm tăng suất dây chuyền công nghệ, cải tiến chất lượng sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động Đạt vấn đề phải xét đến hệ thống tự động hóa linh hoạt, xác, dễ điều khiển Trước năm 1990, nước ta, việc ứng dụng kỹ thuật tự động hóa cơng nghiệp cịn sơ khai Trong năm gần đây, nhiều sở công nghiệp bắt đầu nhập dây chuyền tự động để lắp ráp linh kiện điện tử, thao tác hàn vỏ xe ô tô, xe máy, sơn phủ bề mặt, máy ép kim loại, đóng gói chất phóng xạ nguy hiểm,… Với phát triển nhanh chóng kỹ thuật vi xử lý vi tính, người ta tổng hợp hệ điều khiển phức tạp, thiết bị điều khiển máy tính có thêm thiết bị ghép phối ADC DAC Các thuật tốn điều khiển tính tốn theo phương pháp ốt i ưu thích nghi Hơn nữa, năm gần đây, xuất nhiều công cụ phần mềm làm xúc tiến mạnh mẽ việc nghiên cứu phát triển hệ thống điều khiển tự động, phải kể đến phần mềm Matlab, công cụ MathWorks xây dựng nên Đến năm 2008, phần mềm có đến phiên 8.0 Hiện nay, có nhiều nguyên tắc điều khiển chuyển động: - Nguyên tắc điều khiển theo bù nhiễu - Nguyên tắc điều khiển theo độ sai lệch - Nguyên tắc điều khiển hỗn hợp theo độ sai lệch bù nhiễu Vấn đề cần đạt đến hệ thống hoạt động đơn giản, chất lượng, độ xác độ ổn định cao Việc điều khiển chuyển động nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực, đăng tải nhiều sách báo tài liệu Các phương pháp điều khiển quỹ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp 8 đạo chuyển động chuẩn thường thiết kế điều khiển động lực học ngược, điều khiển động lực học ngược thích nghi, điều khiển thích nghi theo mơ hình m ẫu, điều khiển thích nghi trực tiếp gián tiếp, điều khiển thích nghi theo sai lệch, điều khiển kiểu trượt,… Nhằm đáp ứng mục tiêu luận văn nâng cao chất lượng hệ điều khiển chuyển động, tơi phân tích cácưu nhược ểm phương pháp điều khiển chuyển động nói chương I, từ nhận thấy phương pháp điều khiển trượt có ưu điểm bật phương pháp khác, vấn đề lại phải khắc phục nhược điểm phương pháp tượng rung (chattering) Mục tiêu vấn đề cần nghiên cứu với ưu điểm phương pháp điều khiển trượt, tìm cách khắc phục nhược điểm cách chọn thuật tốn điều khiển phức tạp để giảm tối đa vấn đề chattering điều khiển trượt mà sai lệch quỹ đạo tính ổn định hệ thống kín minh chứng thông qua việc sử dụng tiêu chuẩn ổn định Lyapunov Phương pháp thực việc nghiên cứu mô hệ thống Simulink Matlab với quỹ đạo chuyển động, chứng minh tính đắn khẳng định việc chọn luật điều khiển cho phương pháp điều khiển trượt đưa đơn giản, đáp ứng yêu cầu độ xác độ ổn định cao hệ thống, đồng thời giảm nhỏ tượng chattering Chương I : Tổng quan hệ điều khiển chuyển động Nội dung chương nêu lên phương pháp điều khiển chuyển động, phân tích ưu nhược điểm phương pháp lựa chọn phương pháp điều khiển trượt làm sở cho việc nghiên cứu đề tài Chương II : Các phương pháp cải tiến chất lượng điều khiển trượt cho hệ điều khiển chuyển động Chương nêu lên phương pháp ãđđược nghiên cứu tác giả Y.J Huang, M Tomizuka, J.J.E Slotine áp dụng phương pháp điều khiển trượt giải pháp để cải thiện chất lượng điều khiển, từ luận án nêu lên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  67  Kϕ2.Tương tự cho qng đường ∆ϕ3 cầu phải có Kϕ3 Như ∆ϕ nhỏ hệ số khuếch đại Rϕ lớn để đạt tốc độ lớn tăng lên thích ứng với q trình hãm nhanh theo yêu cầu Κϕ ω Κϕ ω ω2' ω ω Κϕ 1 ∆ω ∆ϕ ∆ϕ ∆ϕ ∆ϕ Hình 3.15 Quan hệ ∆ϕ ω Qua phân tích ta thấy quan hệ ω = f(∆ϕ) phi tuyến việc chọn Rϕ chứa hệ số khuếch đại Kϕ= const không hợp lý Để giải vấn đề nghĩa phải thực điều khiển phi tuyến Trong luận văn đề xuất phương pháp dùng điều khiển trượt mờ, cụ thể dùng điều khiển trượt mờ hoá hệ số λ điều khiển trượt Qua phân tích đ ã cho ta th cách nhìn tổng quan hệ điều khiển vị trí sử dụng phổ biến rộng rãi hệ điều khiển vị trí cơng nghiệp Các khâu hệ điều khiển vị trí phân tích mơ hình hố, tuyến tính hố cần thiết, phục vụ cho q trình mơ hệ thống Hệ điều khiển vị trí tuyến tính thiết kế theo phương pháp kinh điển tổng hợp dựa vào tiêu chuẩn tối ưu môdul tối ưu đối xứng nhằm đạt chất lượng điều khiển tốt Tuy ta chứng minh đặc tính điều khiển điều khiển vị trí phi tuyến nên để nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống thực Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  68  điều khiển vị trí phi tuyến cần thiết vơ cấp bách Đặc biệt cần thiết kế hệ điều khiển vị trí đáp ứng tiêu chất lượng cao cao thời gian độ ngắn, độ xác cao… 3.4 MƠ PHỎNG HỆ THỐNGTRUYỀN ĐỘNG VỚI CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT VÀ ĐIỀU KHIỂN MỜ 3.4.1.Các thơng số động chiều kích từ độc lập * Các thông số cho trước: Pđm : Công suất định mức động 3,2kW Uđm : Điện áp định mức động 110 V nđm : Tốc độ quay định mức động 3000 v/p Iđm : Dòng điện định mức động 35A Lư : Điện cảm phần ứng 0.0059Ω Rư : Điện trở phần ứng 0,162Ω Ti : Hằng số thời gian máy biến dòng 0,002 s TCL : Hằng số thời gian chỉnh lưu 0,0025s Tđk : Hằng số thời gian mạch điều khiển chỉnh lưu 0,001s Tω : Hằng số thời gian máy phát tốc 0,001s Tϕ : Hằng số thời gian cảm biến vị trí 0,3s L : Chiều dài quãng đường cần di chuyển 100 cm R : Bán kính trục truyền tải cuối 0,32 cm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  69  3.4.2 Xây dựng điều khiển trượt cho mạch vịng vị trí Bước 1: Chọn mặt trượt S: S(e)= λe’+λ1e Bước 2: Thiết kế luật điều khiển cho hệ thống rơi vào mặt trượt S = trì chế độ mãi Trong λ chọn cho nghiệm đa thức đặc trưng λp+λ1 = nằm bên trái mặt phẳng phức Mặt trượt S cho phương trình S(e) = 0, luật điều khiển u chọn cho Ssign(S) < Xét tốn điều khiển có y0 = (y0, y0’)T đối tượng động điện chiều có G( p ) = 3.012 0.001223 p + 0.0336 p + hay {x1' = x } x' = u với y = x1 va Như với giá trị u cố định ( không phụ thuộc vào t) ta có: x1 = x2 + c 2u Với c số phụ thuộc giá trị đầu vào x1 x2 Nếu thay khâu Rơle hai vị trí khâu khuyếch đại bão hồ sai lệch e(t) e(t ) ≤ ε , với ε sai số đo khoảng chuyển đổi liên tục uMAX↔-uMAX sinh Như đường chuyển đổi s(e)=0 thay vào miền chuyển đổi s (t ) ≤ η số thực dương thảo mãn: η = λe Mặt khác ta biết u= e' λ + f ( y, y ' ) − y ' '+ K sgn(e + λe' ) với K > Tín hiệu điều khiển u với điều kiện trượt có dải băng η chọn sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp u=  70   s (e )   + f ( y, y ') − y ' '+ K h λ  η  e' Trong đó: + K số dương  s (e )   s(e )    = sng   η   η  + h  s (e )   =   η   s (e )   ≥  η  Như   s (e )   ≥ vµ  η    s (e )   ≤  η   tức quỹ đạo nằm ngồi dải băng η  s(e )   = sng (s ) nên (2.7) trở thành (2.8) sng   η  Nếu đối tượng động điện chiều u =  s (e )   + f ( y, y ' ) + K h λ  η  e' 3.4.3 Mô hệ điều khiển vị trí với điều khiển trượt Hình 3.16: Sơ đồ cấu trúc mơ tả hệ điều khiển vị trí điều khiển trượt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  71  Hình 3.17: Mơ trượt 10s Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  72  Hình 3.18: Mơ trượt 15s Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  73  3.4.4.Xây dựng điều khiển trượt mờ cho mạch vịng vị trí Bước 1: Thiết kế luật điều khiển trượt : Trong phần thiết kế điều khiển trượt ta biết luật điều khiển sau: u=  s (e )   + f ( y, y ' ) + K h λ  η  e' Do luật điều khiển có hàm sign nên gây tượng dao động, để khắc phục nhược điểm ta thêm khâu xử lý mờ điều khiển để thay cho hàm sign Bước 2: Xây dựng mờ Các bước xây dựng mờ: Mờ hoá mặt trượt S: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  74  Hình 3.19: Đầu vào với tập mờ Hình 3.20: Đầu vào với tập mờ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  75  Xây dựng hệ quy tắc mờ: Hình 3.21: Luật hợp thành Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  76  Hình 3.22: Quan hệ vào điều khiển mờ Giải mờ: Bằng phương pháp giải mờ trọng tâm Bước 4: Thiết kế mô Matlab 4.5: Mơ hệ điều khiển vị trí với điều khiển trượt mờ Hình 3.23: Sơ đồ mơ hệ điều khiển vị trí có điều khiển trượt mờ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  77  Hình 3.24: Mơ trượt mờ 10s Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  78  Hình 3.25: Mơ trượt mờ 15s Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  79  3.5: NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN: * Thời gian độ trình khởi động trình hãm: - So sánh điều khiển Trượt với điều khiển trượt mờ ta thấy thời gian độ giảm 2-3 s Ud = 10 V tức giảm từ 33% - 50% giảm 3.5s 4s Ud = 15 V tức giảm từ 35% - 40% nhiên sử dụng điều khiển trượt ta thấy tín hiệu có tượng chattering, sử dụng điều khiển trượt mờ ta thấy tượng chattering giảm hẳn mà thời gian độ hay lượng điều chỉnh giảm hẳn * Độ xác: Khi chọn tập giá trị mờ luật điều khiển thích hợp thi luật điều khiển trượt mờ giúp cho hệ đạt độ xác cao, với giá trị đặt nhỏ Khi vị trí đặt lớn định mức ngồi việc giảm thời gian độ, điều khiển trượt mờ giảm độ điều chỉnh đặc biệt trình hãm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  80  KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều khiển nâng cao chất lượng điều khiển chuyển động, cụ thể ứng dụng phương pháp điều khiển trượt mờ để điều khiển vị trí dùng động điện chiều vấn đề mang tính thời sự, xuất phát từ nhu cầu thực tiễn nghành điều khiển học đại Đề tài nghiên cứu tổng hợp điều khiển mờ điều khiển trượt để đưa điều khiển vị trí tối ưu, tổng hợp ưu điểm điều khiển trượt, đồng thời kết hợp với điều khiển mờ để hạn chế nhược điểm điều khiển trượt tượng chattering đưa hệ thống đạt trạng thái xác lập nhanh đồng thời giảm hẳn lượng điều chỉnh, nhằm nâng cao tiêu chất lượng điều khiển vị trí, phần đáp ứng nhu cầu thực tế Các kết nghiên cứu tóm tắt sau: - Tổng quan hệ điều khiển chuyển động - Phân tích ưu nhược điểm hệ điều khiển chuyển động - Trình bày cấu trúc điều khiển trượt, phương pháp thiết kế điều khiển trượt - Thiết kế điều khiển trượt, đưa phương pháp khắc phục tượng chattering điều khiển trượt để điều khiển vị trí dùng động cpơ điện chiều - Tổng hợp điều khiển trượt - mờ đầu vào đầu - Các kết tính tốn phù hợp kiểm nghiệm phần mềm mô Matlab, cho thấy tính đắn xác kết đạt - Kết mô đạt khả quan, tiền đề tương lai điều khiển trượt - mờ hệ điều khiển vị trí hệ điều khiển chuyển động nói chung Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn tốt nghiệp  81  TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Như Hiển, Lại Khắc Lãi.Hệ mờ nơron kỹ thuật điều khiển NXB khoa học tự nhiên công nghệ HN – 2006 Nguyễn Như Hiển, Phương pháp nâng cao độ xác hệ ĐKCĐ nhiều trục Nguyễn Văn Hòa, Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 1998 Cao Tiến Huỳnh, Điều khiển trượt mặt trượt mờ, Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị Toàn quốc lần thứ ba Tự động hóa, Hà Nội 2000 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn V ăn Liễn, Phạm Quốc Hải, D ương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 1998 Phan Xuân Minh Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển mờ (in lần thứ 3), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2002 Nguyễn Đình Phú, Lý thuyết ổn định ứng dụng, Nhà xuất Giáo dục 1996 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Điều khiển tối ưu bền vững, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 1999 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2002 10 Nguyễn Phùng Quang, Matlab Simulink dành cho ỹk s điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội - 2004 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -o0o - LUẬN VĂN CAO HỌC NGHI ÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG... phương pháp điều khiển chuyển động nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng điều khiển bám xác ……………………….….….12 1.3.1 Phương pháp điều khiển động lực học ngược ………………………… ….….….12 1.3.2 Phương pháp điều. .. t  ∞ 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ỀU ĐI KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN BÁM CHÍNH XÁC 1.3.1 Phương pháp điều khiển động lực học ngược Phương pháp động lực học