Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác cho chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - PHẠM THANH HÀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CHO CHUẨN ĐO LƯỜNG LỰC KIỂU KHUẾCH ĐẠI ĐÒN BẨY SỬ DỤNG GỐI ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THEO ĐỘ BIẾN DẠNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CHO CHUẨN ĐO LƯỜNG LỰC KIỂU KHUẾCH ĐẠI ĐÒN BẨY SỬ DỤNG GỐI ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THEO ĐỘ BIẾN DẠNG Ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 9520203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đào Mộng Lâm PGS.TS Vũ Khánh Xuân Hà Nội - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các kết nghiên cứu số liệu trình bày luận án trung thực, chưa công bố cơng trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ NGƯỜI CAM ĐOAN Phạm Thanh Hà ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.TS Đào Mộng Lâm, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, PGS.TS Vũ Khánh Xuân, Hội Đo lường Việt Nam trực tiếp hướng dẫn, tận tình dẫn nội dung nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận án Sự động viên, khuyến khích, kiến thức khoa học chuyên môn mà Thầy chia sẻ năm nghiên cứu sinh giúp nâng cao lực khoa học, phương pháp nghiên cứu lòng yêu nghề Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng, thủ trưởng cán nhân viên phòng Đào tạo Viện Điện tử tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn thủ trưởng cán Viện Đo lường Việt Nam nơi công tác, tạo điều kiện để tơi hồn thành nhiệm vụ Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà giáo, nhà khoa học, đồng nghiệp người thân tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tác giả luận án Phạm Thanh Hà iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CHO CHUẨN ĐO LƯỜNG LỰC KIỂU KHUẾCH ĐẠI ĐÒN BẨY SỬ DỤNG GỐI ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THEO ĐỘ BIẾN DẠNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 1.1 Khái quát chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng … 1.1.1 Chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy-nguyên lý xây dựng cấu trúc .6 1.1.2 Sai số ảnh hưởng đến độ xác LA-FSM 11 1.2 Bài toán tối ưu tình hình nghiên cứu có liên quan nâng cao độ xác cho LA-FSM .17 1.2.1 Bài tốn tối ưu nâng cao độ xác LA-FSM 17 1.2.2 Tình hình nghiên cứu có liên quan 21 1.2.3 Hướng nghiên cứu luận án 29 1.3 Kết luận Chương 31 CHƯƠNG XÁC LẬP MÔ HÌNH KÊNH ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG ĐỊN BẨY VÀ MƠ HÌNH NHIỄU DAO ĐỘNG KÝ SINH TRONG LA-FSM 32 2.1 Sự cần thiết yêu cầu thiết lập mô hình kênh điều khiển cân địn bẩy nhiễu dao động ký sinh LA-FSM 32 2.2 Thiết lập mơ hình kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM 33 iv 2.3 Xác lập mơ hình nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh LA-FSM 38 2.3.1 Phân tích hình thành mơ hình nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc hệ tạo lực tải trọng 38 2.3.2 Sự tương tác mô hình nhiễu dao động kiểu bồng bềnh hệ tạo lực tải trọng .40 2.3.3 Đặc tính mức độ ảnh hưởng nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh LA-FSM 54 2.4 Xác lập mơ hình nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM 58 2.4.1 Các moment lực hệ khuếch đại địn bẩy phương trình cân đòn bẩy LA-FSM .58 2.4.2 Xác lập mơ hình tín hiệu nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy 63 2.5 Kết luận Chương 67 CHƯƠNG XÂY DỰNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ NHIỄU DAO ĐỘNG KÝ SINH CHO TÍN HIỆU KÊNH ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG ĐÒN BẨY CỦA LA-FSM BẰNG ÁP DỤNG THUẬT TOÁN LỌC IIR .69 3.1 Cơ sở xây dựng giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh thuật toán lọc theo định dạng IIR 69 3.1.1 Xuất phát từ toán nâng cao độ xác cho LA-FSM 69 3.1.2 Xuất phát từ đặc tính nhiễu dao động ký sinh LA-FSM 73 3.1.3 Xuất phát từ mơ hình tốn học kênh điều khiển cân địn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng .73 3.2 Xây dựng thuật toán lọc IIR cho giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM 77 3.2.1 Xác định tham số đặc tả lọc IIR’ dùng cho LA-FSM 77 3.2.2 Xác định đặc tính cấu trúc lọc IIR’ dùng cho LA-FSM 86 3.2.3 Xây dựng thuật toán lọc IIR dùng cho xử lý nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM 94 v 3.3 Hiệu xử lý nhiễu dao động ký sinh áp dụng thuật toán lọc IIR 99 3.3.1 Khả giảm thiểu sai số nhiễu dao động ký sinh 95 3.3.2 Khả xử lý tổ hợp nhiễu cộng 107 3.4 Giới hạn khuyến nghị .109 3.5 Kết luận Chương 111 KẾT LUẬN 112 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC VIẾT TẮT m [kg] Khối lượng tải trọng g [m/s2] Gia tốc trọng trường gđp [m/s2] Gia tốc trọng trường địa phương (tại nơi đặt tải trọng) a [kg/m3] Khối lượng riêng khơng khí m [kg/m3] Khối lượng riêng vật liệu chế tạo tải trọng l1 [m] Chiều dài cánh tay đòn dài l2 [m] Chiều dài cánh tay đòn ngắn QLA Hệ số khuếch đại địn bẩy Tc [ºK] Nhiệt độ mơi trường ΔTc [ºK] Độ biến thiên nhiệt độ môi trường R [m] Bán kính trái đất G [N.m2.kg-2] Hằng số hấp dẫn L [m] Chiều dài quang treo  [m/ ºK] Hệ số giãn nở dài vật liệu làm quang treo t [s] Thời gian khảo sát a0 [m/s2] Gia tốc qn tính 0 [rad] Góc lệch vị trí biên độ dao động ban đầu  [rad] Góc pha ban đầu N-T [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng nhiệt độ N-A [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực đẩy Archimed N-E1 [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực điện từ hướng lên N-E2 [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực điện từ hướng xuống N-E3 [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực điện từ hướng hợp với phương ngang góc  vii N-QT+ [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực quán tính - Trường hợp điểm treo hệ tạo lực tải trọng chuyển động có gia tốc hướng thẳng đứng lên N-QT- [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng lực quán tính - Trường hợp điểm treo hệ tạo lực tải trọng chuyển động có gia tốc hướng thẳng đứng xuống ktd Hệ số tắt dần td [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu ảnh hưởng sức cản khơng khí td [rad.s-1] Vận tốc góc nhiễu tổng có sức cản khơng khí  [N] Nhiễu F1 [N] Lực tạo hệ tạo lực tải trọng ΔF1 [N] Sai lệch tổng hợp lực tạo hệ tạo lực tải trọng ΔFN [N] Nhiễu lực hình thành tác động hệ tạo lực tải trọng F2 [N] Lực tạo từ hệ tạo lực tải trọng thông qua hệ khuếch đại đòn bẩy ΔF2 [N] Sai lệch tổng hợp lực tạo hệ truyền lực địn bẩy khơng bao gồm sai lệch cong đòn bẩy tác dụng tải trọng F2/N [N] Lực tạo từ hệ tạo lực tải trọng thơng qua hệ khuếch đại địn bẩy bao gồm nhiễu dao động kiểu lắc kiểu bồng bềnh ΔF(N-td)l1 [N] Nhiễu dao động kiểu lắc kiểu bồng bềnh hệ tạo lực tải trọng ΔF(N-td)l2 [N] Nhiễu dao động kiểu lắc kiểu bồng bềnh hệ truyền lực đòn bẩy ΔF2đc[N] Giá trị thời lực điều chỉnh xác lập cân đòn bẩy ΔF2*đc[N] Giá trị tiền định lực điều chỉnh xác lập cân đòn bẩy K Hệ số chuyển đổi Hệ tạo lực điều chỉnh cân đòn bẩy Δ2 [N] Sai số tổng hợp đầu gắn với giá trị lực chuẩn Δ2/N [N] Thành phần sai lệch gây nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh viii Δ2K [N] Thành phần sai lệch gây yếu tố khác F2lc [N] Lực chuẩn thiết lập đầu LA-FSM la [m] Chiều dài quang treo hệ tạo lực tải trọng lb [m] Chiều dài quang treo hệ truyền lực đòn bẩy Fhta [N] Tổng thành phần lực hướng tâm lực tạo hệ tạo lực tải trọng Fhtb [N] Tổng thành phần lực hướng tâm lực tạo hệ truyền lực đòn bẩy Ma [N.m] Moment uốn H1 Mb [N.m] Moment uốn H2 Mc [N.m] Moment uốn tổng hợp H3 Mu [N.m] Tổng Moment uốn gối đỡ địn bẩy a [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H1 a0 [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H1 tác dụng tải trọng acong [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H1 tác dụng tải trọng cong đòn dài (l1) b [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H2 b0 [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H2 tác dụng tải trọng blech [rad] Góc lệch so với trạng thái cân H2 tác dụng tải trọng cong địn ngắn (l2) c [rad] Góc lệch so với trạng thái cân tác dụng Moment uốn tổng hợp H3 u1 [V] Tín hiệu điện lấy từ mạch cầu tem biến dạng lề đàn hồi điện tử H1 KBDCB u2 [V] Tín hiệu điện lấy từ mạch cầu tem biến dạng lề đàn hồi điện tử H2 KBDCB 108 Hình 3.37 Kết xử lý nhiễu tổng hợp mức tải 100 000 N Biên độ (N) Biên độ (N) Hình 3.38 Kết xử lý nhiễu tổng hợp mức tải 200 000 N Hình 3.39 Kết xử lý nhiễu tổng hợp mức tải 500 000 N Biên độ (N) Biên độ (N) 109 Hình 3.40 Kết xử lý nhiễu tổng hợp mức tải 000 000 N (sử dụng toàn 26 tải) Từ kết mô xử lý tổ hợp nhiễu cộng gồm nhiễu dao động ký sinh nhiễu cộng khác mức tải khác cho thấy rằng: - Khả xử lý nhiễu dao động ký sinh ổn định đặc tính có thêm thành phần nhiễu cộng khác (trong có nhiễu nguồn điện lưới) với khác biệt mạnh biên độ (thể mức độ khắc nghiệt khác nhau) - Tốc độ suy giảm mức tổ hợp nhiễu dao động ký sinh nhiễu cộng khác nhanh, không thay đổi so với trường hợp riêng nhiễu dao động ký sinh Điều khẳng định lọc IIR’ thiết kế theo phương pháp Elliptic với dạng thức cấu trúc CR gồm tầng lọc bậc DCR có khả lọc tốt, hồn tồn phù hợp với thực tiễn tốn xử lý nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển đòn bẩy LA-FSM 3.4 Giới hạn khuyến nghị Các kết mô cho thấy rõ hiệu áp dụng giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh sử dụng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR để thực tốn nâng cao độ xác LA-FSM Từ điều kiện thực tốn, đưa số giới hạn khuyến nghị cho việc áp dụng giải pháp đề xuất sau: 110 1) Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh cho LA-FSM thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR thực dựa mơ hình nhiễu dạng tổng quát, đáp ứng với điều kiện khắc nghiệt tốn Do đó, giải pháp áp dụng cho tất LA-FSM có dải thể lực chuẩn khác nhau, thiết kế theo cấu Hình 3.1 áp dụng giải pháp khí điện tử nêu cơng trình [37], [47] [48] Theo đó, yếu tố cần bảo đảm để áp dụng gồm: a LA-FSM sử dụng ba lề đàn hồi điện tử có độ nhạy phù hợp với biến thiên moment lực khớp nối truyền lực hệ khuếch đại đòn bẩy; b Các số liệu tham số hệ thống (khối lượng tải, độ cao tâm khối độ dài quang treo,…) cho cụ thể (theo số liệu thiết kế) xác định trực tiếp; c Các tín hiệu từ lề điện tử kênh điều khiển cân đòn bẩy khuếch đại gia cơng xử lý thành tín hiệu số theo kênh riêng biệt tương ứng 2) Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh thuật toán lọc IIR thực dạng tổng quát, xét đến tác động đồng thời nhiều yếu tố, cho phép xây dựng LA-FSM thành hệ tự động đo đa tham số 3) Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR thực không phức tạp kỹ thuật khơng địi hỏi phải cải hốn khí, việc áp dụng khả thi cho tất LA-FSM có cấu hình u cầu độ xác đạt tới 3,5×10-5 4) Do thuật toán lọc xây dựng theo định dạng lọc số IIR nên giải pháp hàm chứa ưu nhược điểm lọc số IIR [11], [13-14], [17-18], [22], [27], như: - Có khối lượng tính tốn nhỏ, thuận tiện cho áp dụng hệ thống hay thiết bị làm việc độc lập - Có phi tuyến pha, cịn tồn độ gợn dải thông dải chắn, cần giám sát tính ổn định Tuy vậy, yêu cầu thỏa mãn điều kiện thực tế khả kỹ thuật công nghệ 111 5) Nâng cao độ xác cho LA-FSM yêu cầu khoa học nhu cầu thực tiễn chuẩn đo lường lực nên việc áp dụng giải pháp thực cần thiết, cho phép nâng cao trình độ chuẩn đo lường phù hợp với xu hướng hội nhập phát triển Như vậy, việc xây dựng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR hồn tồn phù hợp với mơ hình kênh điều khiển cân địn bẩy đặc tính nhiễu dao động ký sinh LA-FSM Giải pháp đáp ứng hoàn toàn yêu cầu khoa học yêu cầu thực tiễn, giải đầy đủ nhiệm vụ tốn nâng cao độ xác cho LA-FSM nay, thỏa mãn mục tiêu nghiên cứu mà luận án đặt 3.5 Kết luận Chương Kết thực toán nâng cao độ xác cho LA-FSM áp dụng thuật tốn lọc theo định dạng lọc số IIR cho phép rút số nhận định sau: 1) Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh áp dụng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR đưa vào kênh điều khiển cân đòn bẩy lọc số IIR’ nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh Thuật toán lọc thiết kế theo phương pháp Elliptic với cấu trúc theo dạng thức Cascade gồm tầng lọc bậc DCR, có cấu trúc Hình 3.23, với biểu thức hàm truyền (3.25) mơ hình tốn học (3.26) ÷ (3.30) 2) Việc áp dụng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR thiết kế để xử lý nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh kênh điều khiển cân đòn bẩy cho phép nâng cao độ xác từ 1,4×10-4 đến cỡ 3,5×10-5 Độ xác khó đạt giải pháp khí 3) Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR giải pháp không phức tạp kỹ thuật phù hợp với thực tiễn (không địi hỏi cải hốn nhiều kết cấu khí), việc áp dụng khả thi cho tất LA-FSM có cấu hình u cầu độ xác đạt tới 3,5×10-5 112 KẾT LUẬN Nghiên cứu xây dựng giải pháp nâng cao độ xác cho chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng LA-FSM yêu cầu khoa học yêu cầu thực tiễn lĩnh vực đo lường lực Thông qua nội dung nghiên cứu, luận án đạt kết sau: Các kết nghiên cứu luận án: 1) Phân tích xác định yếu tố chi phối tối ưu tốn tối ưu nâng cao độ xác LA-FSM tác động nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh, từ xác định hướng giảm thiểu ảnh hưởng áp dụng phương pháp xử lý thơng tin đo 2) Xây dựng mơ hình kênh điều khiển cân địn bẩy cho LA-FSM, từ xác lập mơ hình tốn học cho nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh bẩy Mơ hình tốn học sở để xây dựng giải pháp xử lý tín hiệu nhằm giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh đến độ xác hệ thống 3) Trên sở mơ hình tốn học nhiễu kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM, đề xuất xây dựng giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh áp dụng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR, đảm bảo giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh để nâng cao độ xác cho LA-FSM từ 1,4×10-4 đến 3,5×10-5 Các kết nghiên cứu luận án coi sở để thực nghiên cứu lĩnh vực chuẩn đo lường lực, góp phần thúc đẩy phát triển trình độ khoa học công nghệ chuẩn đo lường lực Việt Nam, lĩnh vực - điện tử kỹ thuật điện tử nói chung Đóng góp luận án: Từ kết nghiên cứu đạt được, luận án có đóng góp mặt khoa học sau: 1) Xây dựng mơ hình tốn học kênh điều khiển cân địn bẩy mơ hình tốn học nhiễu dao động ký sinh kiểu lắc kiểu bồng bềnh hệ thống 113 chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại địn bẩy LA-FSM Các mơ hình tốn học xây dựng sở để nghiên cứu, đánh giá xây dựng giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh cho LA-FSM 2) Đề xuất giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy áp dụng thuật toán lọc theo định dạng lọc số IIR Giải pháp đề xuất, với khả thực không phức tạp có tính mở, khắc phục đáng kể ảnh hưởng nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân địn bẩy, từ cải thiện độ xác LA-FSM Hướng nghiên cứu tiếp theo: Mơ hình tốn học mơ tả nhiễu dao động ký sinh kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM rõ tác động dao động hệ thống Từ kết cho phép mở hướng nghiên cứu cải tiến LA-FSM thành hệ thống đo lường tự động, đa tham số Đồng thời, kết xử lý nhiễu dao động ký sinh cho kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM áp dụng thuật toán lọc IIR sở vững cho việc cải tiến LA-FSM 1MN thuộc chuẩn đo lường lực Việt Nam (đang đặt Khu Công nghệ cao Hòa Lạc) Đây hướng nghiên cứu luận án nhằm góp phần nâng cao lực hệ thống chuẩn đo lường lực Việt Nam, phù hợp với xu hướng phát triển hội nhập quốc tế lĩnh vực đo lường lực 114 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Phạm Thanh Hà, Đào Mộng Lâm, Vũ Khánh Xuân, Nguyễn Đức Dũng, Đào Xuân Việt, Lê Hữu Thắng (2016) “Nghiên cứu tính tốn, thiết kế gối điện tử hoạt động dựa hiệu ứng áp trở, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học cơng nghệ qn sự, Đặc san Viện Tên lửa, (09), tr.102-108 Phạm Thanh Hà (2019), “Establishment the parasitic oscillation model’s balance control of LA-FSM by using strain controlled electronic hinge”, Military science and technology, (60A), tr.31-40 Phạm Thanh Hà, Vũ Khánh Xuân, Phạm Quang Minh (2020), “Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh cho tín hiệu kênh điều khiển cân đòn bẩy LA-FSM”, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị đo lường toàn quốc lần thứ VII, tr.505-511 Phạm Thanh Hà (2020), “Giải pháp xử lý nhiễu dao động ký sinh cho tín hiệu kênh điều khiển cân đòn bẩy máy chuẩn lực kiểu khuếch đại địn bẩy (LA-FSM) thuật tốn lọc IIR”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học cơng nghệ qn sự, Đặc san Viện điện tử, (09), tr.212-219 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Phan Bá, Đào Mộng Lâm (2000), Đo lường - Senxơ, Nxb Quân đội Nhân dân [2] Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hòa, Võ Thạch Sơn, Đào Văn Tân (2005), Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Vũ Quí Điềm, Phạm Văn Tuân, Nguyễn Thúy Anh, Đỗ Lê Phú, Nguyễn Ngọc Văn (2009), Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Khắc Kiểm, Nguyễn Trung Dũng, Hà Trần Đức (2003), Lập trình MatLab dành cho sinh viên khối khoa học kỹ thuật, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Ngô Hưng Phong, Võ Sanh, Phạm Thanh Hà (2002), Báo cáo tổng hợp đề tài NCKH cấp Tổng cục TC-ĐL-CL, “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chuẩn lực tải trực tiếp kN” [6] Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Võ Sanh, Đỗ Đức Nguyên (2007), Kỹ thuật đo lường lực, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng [8] Võ Sanh, Phạm Thanh Hà, Trịnh Minh Hoàn (2010), Báo cáo tổng hợp đề tài NCKH cấp Bộ: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo tải tạo lực đến 100 N dùng dẫn xuất, truyền chuẩn đơn vị đo lực” [9] Võ Sanh, Phạm Thanh Hà, Trịnh Minh Hoàn (2015), “Phương pháp xử lý bù cánh tay đòn uốn võng máy chuẩn lực 100 kN/1MN FSM”, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị đo lường toàn quốc lần thứ 6, 5/2015 [10] Lê Hữu Thắng, Phạm Thanh Hà (2015), “Bản lề đàn hồi có kiểm sốt chuẩn đầu lực mô-men”, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị đo lường toàn quốc lần thứ 6, 5/2015 [11] Nguyễn Linh Trung, Trần Đức Tân, Huỳnh Hữu Tuệ (2012), Xử lý tín hiệu số, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 116 [12] Nguyễn Quốc Trung (2006), Xử lý tín hiệu lọc số, Tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [13] Nguyễn Quốc Trung (2008), Xử lý tín hiệu lọc số, Tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [14] Lê Thành Trung (2013), Xử lý tín hiệu lọc số, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh: [15] Alexander A., Trusov P.D (2011), “Allan Variance Analysis of Random Noise Modes in Gyroscopes”, University of California, Irvine, CA, 92697, USA March 31, 2011 [16] Allgeier T., El-Hakeem H., El-Sayed A and Glöckner B (2001), “A new design of deadweight force standard machine with substitute load control and selfchecking systems”, Proceedings of the 17th IMEKO Conference, Istanbul, Turkey, 2001 [17] Antoniou A (2005), Digital Signal Processing: Signals, Systems and Filters, McGraw - Hill [18] Antoniou A (2016), Digital Signal Processing, McGraw - Hill [19] Asada K and Itabashi T (2016), Filter circuit for noise cancellation, noise reduction signal production method and noise canceling system, US Patent App 2016-008659 [20] Berntorp K.; Di Cairano S (2018), “Approximate noise-adaptive filtering using Student-t distributions”, TR2018-088 July 13, 2018 [21] Binqi Z., Pengcheng F., Baoqing L and Xiaobing Y (2018), “A robust adaptive Unscented Kalman Filter for nonlinear estimation with uncertain noise covariance” Sensors, 12 January 2018 [22] Chen S., Istepanian R H., Luk B L (2001), “Digital IIR filter design using adaptive simulated annealing”, Jou Digital Signal Process 11(3), 241-251 [23] Cieplok G., Sikora M (2015), “Two-mass dynamic absorber of a widened antiresonnance zone”, Archive of mechanical engineering, Vol LXII 2015 Number 2, 10.1515/meceng-2015-0015 117 [24] Dai, Chaohua, Chen, Weirong, Zhu, Yunfang (2010), “Seeker optimization algorithm for digital IIR filter design”, IEEE Trans Ind Electron, 57(5), 1710-1718 [25] Dae-ImKang, Byoung-DukLim (1996), “Determination of the averaging time for precision calibration of a Build-up system in a deadweight force machine”, Measurement V.19, I.3-4, November-December 1996, p.217-227 [26] Dahlbe T (1989), “On optimal use of the mass of a dynamic vibration absorber”, Journal of Sound and Vibration, 132, 1989 [27] Elena Punskaya (2020), Design of IIR Filters, www Sigproc.eng.cam.ae.uk, ~op205, December 1, 2020 [28] Flaga A., Szulej J., Wielgos P (2008), “Comparison of determination methods of vibration’s damping coefficient for complex structures”, Budownictwo i Architektura, 3, 2008 [29] Gassmann H and Sawla A (1995), “Metrological characteristics of force standard machines equipped with strain controlled elastic joints for lever multiplication”, Proceedings of the 11th, IMEKO Conference, Warszawa, Poland, 1995 [30] Gassmann H., Allgeier T and Kolwinski U (2000), “A new design of primary torque standard machines”, 16th IMEKO World Congress, Vienna, Austria, 2000 [31] Huang Y, Zhang Y, Li N, Chambers JA (2016), “Robust Student's t based nonlinear filter and smoother”, IEEE Transactions Aerospace and Electronic Systems 2016, 52(5), 2586-2596 [32] Huang Y., Zhang Y., Wu Z., Li N., Chambers J (2017), “A novel robust Student's t based Kalman filter”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems 2017 [33] Huang Y., Zhang Y., Wu Z., Li N., Chambers J (2017), “A novel adaptive Kalman filter with inaccurate process and measurement noise covariance matrices”, IEEE Trans on Automatic Control 2017 DOI: 10.1109/ TAC.2017.2730480 118 [34] Iglesias A., Aguirre G., Munoa J., Dombovari Z., Laka I., Stepan G (2017), “Damping of in-process measuring system through variable stiffness tunable vibration absorber”, Hal.archives-ouvertes.fr/hal-01505977, Submitted on 12 Apr 2017 [35] IIR Filter Design - MATLAB & SIMULINK - Mathworks, www Mathworks [36] Jabbour Z J., Yaniv S L., “The kilogram and measurements of mass and force”, Journal of Research of the NIST, Vol 106, No 1, Jan-Feb 2001 [37] Jain S K., Titus S S K., Tegtmeier F., Tetzlaff N and Schwind D (2012), “Low uncertainty in force values achieved in a lever multiplication deadweight force standard machine of MN”, XX IMEKO World Congress Metrology for Green Growth September 9−14, 2012, Busan, Republic of Korea [38] Jain S.K et al., “Metrological characterization of the new MN force standard machine of NPL India”, Measurements 45 (2012) 590-596 [39] John Wiley and Sons (2008), Advanced Digital Signal Processing and Noise Reduction [40] Jylanki P., Vanhatalo J and Vehtari A (2011), “Robust Gaussian Process Regression with a Student-t Likelihood”, Journal of Machine Learning Research 12 (2011) 3227-3257 [41] Karaboga N., Kalinli A., Karaboga D (2004), “Designing IIR filters using ant colony optimisation algorithm”, J Eng Appl Artif Intell 17(3), 301-309 [42] Karaboga N., Kalinli A.(2005), “A new method for adaptive IIR filter design based on tabu search algorithm”, Int J Electron Commun (AEU) 59(2), 111-117 [43] Karaboga N., Latifoglu F (2013), “Elimination of on transcranial Doppler signal using IIR filters designed with artificial bee colony-ABC-algorithm”, Digital Signal Process, 19(1), 1051-1058 [44] Karasalo M and Hu X M (2011), “An optimization approach to adaptive Kalman filtering”, Automatica, vol 47, no 8, pp 1785-1793, Aug 2011 119 [45] Kaur R., Patterh M S., Dhillon J S (2015), “A new greedy search method for the design of digital IIR filter”, Journal of King Saud University - Computer and Infomation Sciences, 2015, 27, 278-287 [46] Kolwinski, U., Martin, J., Schwalbe, P and Schwind D (2003), “A new control and feedback-control-system for force and torque standard machines”, Proceedings of the XVII IMEKO World Congress, Dubrovnik, Croatia, 2003 [47] Kolwinski U., Schwind D (2012), “Compensation of lever arm distortion of force standard machines”, XX IMEKO World Congress Metrology for Green Growth September 9−14, 2012, Busan, Republic of Korea [48] Kolwinski U., Schwind D (2014), “Performance of force standard machines with compensation of lever arm distortion”, ACTA IMEKO June 2014, V.3, N.2, 19 - 22, www.imeko.org [49] Kuo S M (2005), Digital Signal Processors: Architectures - Implementations and Applications, Prentice Hall [50] Lim C K., Bernd G and Thomas A (2003), “New developments in leveramplified force standard machines”, Proceedings of XVII IMEKO World Congress, June 22 - 27, 2003, Dubrovnik, Croatia [51] Lim C K., Bernd G., Thomas A (2004), “Short and long-term behaviour of a 55 kN/2,2 MN lever deadweight force standard machine”, Proceedings of IMEKO-TC3-2005-017u [52] Masatsugu S and Itsuko S S, “Physics of simple pendulum a case study of nonlinear dynamics” Department of Physics, State University of New York at Binghamton, Binghamton, New York 3902-6000, U.S.A August 28, 2008 [53] Mohazzabi P., Shankar S P Damping of a Simple Pendulum Due to Drag on Its String [54] Mondal M., Percival D.B (2011), Wavelet Variance Analysis of Irregularly Sampled Time Series State College, June 16, 2011 [55] Mondal M., Percival D.B (2009), Wavelet Variance Analysis for Random Fields November 23, 2009 120 [56] Navrozidis G., Strehle F., Schwind D and Gassmann H (2001), “Operation of a New Force Standard Machine at Hellenic Institute of Metrology”, Proceedings of the 17th International Conference on Force, Mass, Torque and Pressure Measurements, IMEKO TC3, 17-21 Sept 2001, Istanbul, Turkey [57] Paulo S R Diniz, Eduardo A B Da Silva and Sergio L Netto (2010), Digital Signal Processing: System Analysis and Design, 2th ed., Cambridge Univ Press [58] Percival D.B., Walden, A.T (2000), Wavelet methods for time series analysis, Cambridge University Press, 2000 [59] Piche R., Sarkka S., and Hartikainen J (2012), “Recursive outlier-robust filtering and smoothing for nonlinear systems using the multivariate Student-t distribution”, Proceedings of MLSP, Sept 2012 [60] Pitas I., Venetsanopuolos A N (2013), Nonlinear Digital Filters: Principles and Applications, Springer Science & Business Media [61] Proakis J G and Manolakis D K (2006), Digital Signal Processing: Principles - Algorithms and Applications, 4th ed., Prentice Hall [62] Saha K S., Kar R., Mandal D., Ghoshal S P (2014), “Gravitation search algorithm: application to the optimal IIR filter design”, King Saud Univ Eng Sci 1, 69-81 [63] Sarkka S and Nummenmaa A (2009), “Recursive noise adaptive Kalman filtering by variational Bayesian approximations”, IEEE Trans Automat Control, vol 54, no 3, pp 596-600, Mar 2009 [64] Sarkka S., and Hartikainen J (2013), “Variational Bayesian adaptation of noise covariance in nonlinear Kalman filtering,” arXiv: 1302.0681v1 [Stat.ME], Feb 2013 [65] Sarkka S (2013) Bayesian Filtering and Smoothing [66] Schäfer A., “Examples and proposed solutions regarding the growing importance of calibrationof high nominal forces”, IMEKO 2010 TC3, TC5 and TC22 Conferences, Pattaya, Chonburi, Thailand, November, 2010 [67] Schilling R J and Harris S L (2010), Fundamentals of Digital Signal Processing Using MATLAB, 2nd ed., Cengage Learning 121 [68] Richard Budynas, Keith Nisbett (2014), Shigley’s Mechanical Engineering Design McGraw - Hill Series in Mechanical Engineering, 10th ed [69] Roth M., Ozkan E and Gustafsson F (2013), “A Student’s filter for heavy- tailed process and measurement noise,” IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), May 2013, pp 5770-5774 [70] Tan L., Jiang J (2018), Digital Signal Processing: Fundamentals and Applications, 3th ed., A.P London, UK, ISBN: 978-0-12-815071-9 [71] Technical Document: Force Standard Machine 1000 kN FSM GTM Gassmann Testing and Metrology GmbH [72] Timoshenko S.P., Goodier J.N (1993), Theory of Elasticity, 3th ed., McGraw - Hill [73] Tsai J T., Chou J H (2006), “Optimal design of digital IIR filters by using an improved immune algorithm”, IEEE Trans Signal Process 54(12), 4582-4596 [74] Tzikas D., Likas A., and Galatsanos N (2008), “The variational approximation for Bayesian inference”, IEEE Signal Process Mag., vol 25, no 6, pp 131146, Nov 2008 [75] Uncertainty of force measurements, Calibration Guide EURAMET cg-4, Version 2.0, 03/2011 [76] Vaseghi S V (2013), “Advanced Signal Processing and Digital Noise Reduction”, Springer-Verlag [77] Wisniewski M and Wcislik M (2016), “Digital equalizer for data acquisition path, constructed using IIR filters”, IFAC, p.342-345, www.sciencedirect.com [78] Williams C S (1986), Designing Digital Filters, Prentice-Hall, 1986 [79] Wang Y., Li B., Cheng Y (2011), “Digital IIR filter design using multiobjective optimization evolutionary algorithm”, Appl Soft Comput 11(2), 1851-1857 [80] Yu Y., Xinjie Y (2007), “Cooperative coevolutionnary genetic algorithm for digital IIR filter design”, IEEE Trans Ind Electron, 54(3), 1311-1318 122 [81] Yon-Kyu Park Dae-Im Kang (1999), “Oscillating signal components of a dead-weight force-standard machine and reduction techniques”, Measurement Science and Technology, V.10, N.8, 1999 - iopscience.iop.org [82] Yon-Kyu Park and Dae-Im Kang (2000), “Pendulum motion of a deadweight force-standard machine”, Measurement Science and Technology, V.11, N.12, 2000 - iopscience.iop.org [83] Yon-Kyu Park, Dae-Im Kang, Rolf Kumme and Amritlal Sawla (2001), “Investigation of the Dynamic Behaviour of PTB Deadweight Force Standard Machines”, Proceedings of the 17th International Conference on Force, Mass, Torque and Pressure Measurements, IMEKO TC3, 17-21 Sept 2001, Istanbul, Turkey [84] Yon-Kyu Park, Dae-Im Kang, Jong-Ho Kim and Min-Seok Kim (2009), “Reduction of deadweight pendulum motion and its conformation by using a Build-up system”, Journal of Mechanical Science and Technology 23 (2009) 2956~2963 [85] Zhang G X., Jin W D., Jin F (2003), “Multi-criterion satisfactory optimization method for designing IIR digital filters”, In: Pro Int Conf Commun Technol., Beijing, China, pp 1484-1490 [86] Zheng M., Ikeda K and Shimomura T (2010), “Estimation of Continuous-time Nonlinear Systems by using Unscented Kalman Filter”, Source: Kalman Filter, Book edited by: Vedran Kordić, May 2010 [87] Veera Tulasombut, Kittipong Chaemthet, Chanchai Amornsakun, Noppadol Sumyong (2009), “Design and Structure of new 1.5 kN and kN deadweight force standard machine and result of comparison with 100 kN deadweight force standard machine”, National Institute of Metrology, Thailand (NIMT), Thailand ... Mục tiêu nghiên cứu luận án Mục tiêu nghiên cứu luận án nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao độ xác cho chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến dạng... - NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CHO CHUẨN ĐO LƯỜNG LỰC KIỂU KHUẾCH ĐẠI ĐÒN BẨY SỬ DỤNG GỐI ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THEO ĐỘ BIẾN DẠNG Ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 9520203 LUẬN ÁN TIẾN... ĐẠI ĐÒN BẨY SỬ DỤNG GỐI ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN THEO ĐỘ BIẾN DẠNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 1.1 Khái quát chuẩn đo lường lực kiểu khuếch đại đòn bẩy sử dụng gối điện tử điều khiển theo độ biến