Thiết kế hệ thống điều khiển phân ly nghịch cho quá trình hàn mig trên hợp kim nhôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN TUẤN KIỆT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN LY NGHỊCH CHO QUÁ TRÌNH HÀN MIG TRÊN HỢP KIM NHÔM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN TUẤN KIỆT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN LY NGHỊCH CHO Q TRÌNH HÀN MIG TRÊN HỢP KIM NHƠM TRANG TỰA NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ - 19B Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 09 năm 2022 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Manh Dung Ngo, Vo Hoang Duy, Nguyen Thanh Phuong Development of digital gas metal arc welding system [J] Journal of Materials Processing Technology, 189 (2007) pp 384–391 [2] Nguyen, L V T., Vo, L C., Nguyen, T H., & Lee, M (2020, November) Design of Simplified Decoupling Control System of Pulsed MIG Welding Process for Aluminum Alloy In International Conference on Green Technology and Sustainable Development pp 364-374 [3] Thành, N V (2009) Giáo trình cơng nghệ hàn MIG (Hàn hồ quang mơi trường khí trơ với điện cực nóng chảy) [4], Shi, Y., Li, J., Fan, D., et al.: Vision-based control system for aluminum alloy MIG welding pool width Transactions of the China Welding Institution 28(2), 9–12 (2007) [5] Bao Yunjie, Zhu Zhiming, Wu Wen K.: Through-the-Wire Sensor of Shortcircuit CO2 Welding, Transactions of The China Welding Institution, vol.22, pp.5558, Mar (2000) [6] Seborg, D E., Mellichamp, D A., Edgar, T F., & Doyle III, F J (2010) Process dynamics and control John Wiley & Sons [7] Shinskey, F G., Process Control Systems, 3d ed McGraw-Hill, New York, 1988, Chapters 8, 11 [8] Bristol, E H., On a New Measure of Interactions for Multivariable Process Control, IEEE Trans Auto Control AC-11, 133 (1966) [9] Shinskey, F G., Process Control Systems, 3d ed McGraw-Hill, New York, 1988, Chapters 8, 11 [10] Smith, c A., and A B Corripio, Principles and Practice of Automatic Process Control, Wiley, New York, 1985, Chapter 80 [11] T.-J Tarn: Simulation of Decoupling Control of Pulsed MIG Welding for Aluminum Alloy, Robotic Welding, Intelligence and Automation, LNEE 88, pp 279–284, Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2011) [12] Gagnon, E., Pomerleau, A., & Desbiens, A (1998) Simplified, ideal or inverted decoupling? ISA transactions, 37(4), 265-276 [13] Luyben, W L (1970) Distillation decoupling AIChE Journal, 16(2), 198-203 [14] Vu, T N L., & Lee, M (2013) An extended method of simplified decoupling for multivariable processes with multiple time delays Journal of chemical engineering of Japan, 46(4), 279-293 [15] Garrido, J., Vázquez, F., & Morilla, F (2011) An extended approach of inverted decoupling Journal of Process Control, 21(1), 55-68 [16] Chen, P., & Zhang, W (2007) Improvement on an inverted decoupling technique for a class of stable linear multivariable processes ISA transactions, 46(2), 199-210 [17] Fan, D., Huang, J., Lu, L., & Shi, Y (2011) Simulation of Decoupling Control of Pulsed MIG Welding for Aluminum Alloy In Robotic Welding, Intelligence and Automation (pp 279-284) Springer, Berlin, Heidelberg [18] Horn, I G., Arulandu, J R., Gombas, C J., VanAntwerp, J G., & Braatz, R D (1996) Improved filter design in internal model control Industrial & engineering chemistry research, 35(10), 3437-3441 [19] Linh, L., & Vu, T N L (2016) Design of IMC-PID Controller Cascaded Filter for Simplified Decoupling Control System International Journal of Electrical and Information Engineering, 10(7), 894-909 [20] Morari, M (1987) Robust process control Chemical engineering research & design, 65(6), 462-479 [21] Hanna, O T., & Sandall, O C (1995) Computational methods in chemical engineering Prentice Hall [22] Marzaki, M H., Tajjudin, M., Rahiman, M H F., & Adnan, R (2015, May) Performance of FOPI with error filter based on controllers performance criterion 81 (ISE, IAE and ITAE) In 2015 10th Asian Control Conference (ASCC) (pp 1-6) IEEE [23] Wang, Y G., & Shao, H H (2000) PID auto-tuner based on sensitivity specification Chemical Engineering Research and Design, 78(2), 312-316 [24] Zhao, Z C., Liu, Z Y., & Zhang, J G (2011) IMC-PID tuning method based on sensitivity specification for process with time-delay Journal of Central South University of Technology, 18(4), 1153-1160 [25] Skogestad, S., & Postlethwaite, I (2007) Multivariable feedback control: analysis and design (Vol 2) New York: Wiley [26] Qibing, J., Qie, L., Qi, W., Yuqi, T., & Yuanfei, W (2013) PID controller design based on the time domain information of robust IMC controller using maximum sensitivity Chinese Journal of Chemical Engineering, 21(5), 529-536 [27] Shibata, K., Sakamoto, H., & Iwase, T (2006) Laser-MIG Hybrid Welding of Aluminium Alloys Welding in the World, 50(1-2), 28–34 [28] Indira Rani, M., & Marpu, R N (2012) Effect of pulsed current TIG welding parameters on mechanical properties of J-joint strength of Aa6351 The International Journal of Engineering and Science (IJES), 1(1), 1-5 [29] KumarSingh, S., Mohan Tiwari, R., kumar, A., Kumar, S., QasimMurtaza, & Kumar, S (2018) Mechanical Properties and Micrstructure of Al-5083 by TIG Materials Today: Proceedings, 5(1), 819–822 [30] Li, J., Li, H., Wei, H., & Ni, Y (2016) Effect of pulse on pulse frequency on welding process and welding quality of pulse on pulse MIG welding-brazing of aluminum alloys to stainless steel The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 87(1), 51-63 [31] Li, J., Li, H., Wei, H., & Gao, Y (2016) Effect of torch position and angle on welding quality and welding process stability in Pulse on Pulse MIG welding–brazing of aluminum alloy to stainless steel The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 84(1), 705-716 82 [32] Wang, Q G (2002) Decoupling control (Vol 285) Springer Science & Business Media [33] Lu, L., Fan, D., Huang, J., & Shi, Y (2012) Decoupling control scheme for pulsed GMAW process of aluminum Journal of Materials Processing Technology, 212(4), 801–807 [34] Fan, D., Huang, J., Shi, Y., & Lu, L (2010, August) Fuzzy PID control of wire extension in pulsed MIG welding for aluminum alloy In 2010 Seventh International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (Vol 2, pp 686-690) IEEE [35] Fan, D., Huang, J., Lu, L., & Shi, Y (2011) Simulation of Decoupling Control of Pulsed MIG Welding for Aluminum Alloy In Robotic Welding, Intelligence and Automation (pp 279-284) Springer, Berlin, Heidelberg [36] Dudzik, K (2011) Mechanical properties of 5083, 5059 and 7020 aluminium alloys and their joints welded by MIG Journal of KONES, 18, 73-77 83 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN LY NGHỊCH CHO Q TRÌNH HÀN MIG TRÊN HỢP KIM NHƠM ANALYTICAL DESIGN OF INVERT DECOUPLING CONTROL SYSTEM OF PULSE MIG WELDING PROCESS FOR ALUMIUM ALLOY Trần Tuấn Kiệt1, PGS TS Trương Nguyễn Luân Vũ1 Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM TÓM TẮT Hệ thống điều khiển phân ly nghịch giới thiệu để nâng cao hiệu suất trình hàn MIG xung sử dụng cho hợp kim nhôm Theo cách tiếp cận IMC, điều khiển PID nối tiếp với lọc bậc cao đề xuất theo cách có hệ thống Hơn nữa, mạng ma trận phân ly nghịch thiết kế dựa lý thuyết điều khiển phân ly Về nhận dạng quy trình hàn MIG xung hệ thống hai đầu vào, hai đầu (TITO) điển hình, chu kỳ xung tốc độ cấp dây tín hiệu điều khiển, tín hiệu đầu ra, nhánh dây hàn nhóm chiều rộng vũng hàn xác định đầu điều khiển Nghiên cứu mô xem xét cẩn thận kết chúng cho thấy phương pháp đề xuất cố gắng đạt IAE tối thiểu, đáp ứng đầu điều khiển nhanh cân tốt cho trình hàn MIG xung Từ khóa: Q trình hàn MIG xung; phân ly nghịch; điều khiển PID; mơ hình bậc có trễ; q trình hai đầu vào, hai đầu (TITO) ABSTRACT The inverted decoupling control system is introduced for enhance performance of pulsed MIG welding process that is used for aluminum alloy In accordance with the IMC approach, the PID controller in series with the high order filter is proposed in the systematic way Moreover, the inverted decoupling matrix networks is designed base on the theory of decoupling control On the basic of the identification of the pulsed MIG welding process that is a typical two input, two output (TITO) system, wherein the pulse current duty cycle and wire feed speed is the control, output signals, as well as the wire extension and pool width are determined as control outputs The simulation study is carefully considered and their results show that the proposed method efforts the minimal IAE, fast and well-balanced control output responses for the pulsed MIG welding process Keywords: Pulsed MIG Welding; Inverted Decoupling; PID Controller; FOPDT; Two Input, Two Output (TITO) Process 84 Bài báo diễn giải theo sau Phần giới thiệu ngắn gọn mơ hình quy trình tốn học hàn MIG xung kỹ thuật phân ly nghịch sử dụng nghiên cứu Phần trình bày sơ quy trình thiết kế điều khiển IMC – PID với lọc bậc cao Bộ điều khiển thu mơ trình bày phần Cuối cùng, kết luận trình bày phần GIỚI THIỆU Ngày nay, hợp kim nhôm ngày sử dụng rộng rãi chế tạo máy tính thẩm mỹ dễ gia cơng Chính điều đó, u cầu cao khơng chất lượng mối hàn mà cịn cho qui trình sản xuất hàn trở thành vấn đề cải tiến Vì hàn cách thức gia cơng phổ biến cơng nghệ chế tạo khí ứng dụng ln có xuất lĩnh vực cơng nghiệp sản xuất đóng tàu, hàng không vũ trụ, sản xuất ô tô, v.v SƠ BỘ Phần giới thiệu số nguyên tắc mơ hình tốn học q trình hàn MIG xung cho hợp kim nhôm lý thuyết phân ly nghịch, phát biểu vấn đề cần thiết để hiểu điều khiển Trong trình hàn, hàn MIG xung giải pháp tốt để hàn hợp kim nhơm[1] Càng rõ q trình hàn MIG hệ thống đa biến với đặc tính phi tuyến tính, thay đổi theo thời gian liên kết chặt chẽ thông số hàn Do đó, khó kiểm sốt thực tế (tức thay đổi nhỏ từ thông số hàn định tạo nên hệ thống điều khiển hản ổn định) Để cải thiện vấn đề này, số phương pháp mơ hình hóa giới thiệu báo nhằm xác định mơ hình đa biến thơng số hàn Bên cạnh đó, phương pháp thiết kế phân ly nghịch xem xét cách đáng kể nhằm đạt hiệu suất tốt cho hệ thống điều khiển phân ly trình hàn MIG xung cho hợp kim nhơm [2-4] 2.1 Mơ hình tốn học hàn MIG xung cho hợp kim nhôm Nhận thấy hợp kim nhơm có tính chất rõ thấy khả hàn kém, độ bền riêng cao, khả chống ăn mịn đặc tính tái chế tốt Ở qui trình hàn MIG xung, nhánh dây hàn tích điện, ảnh hưởng quan trọng đến chiều dài hồ quang nhìn nhận rõ ràng Do đó, kiểm sốt nhánh dây hàn đảm bảo tính ổn định hiệu suất q trình hàn, kèm theo ảnh hưởng đến chiều dài hồ quang liên kết thông số hàn tương ứng Theo đó, số nghiên cứu đo chiều dài nhánh dây hàn dịch chuyển ngắn mạch hàn hồ quan mơi trường khí trơ (GMAW) Điều rõ ràng dịng điện hàn khơng đổi suốt giai đoạn ngắn mạch, điện áp ngắn mạch mỏ hàn vật thể hàn tỷ lệ thuận với nhánh dây hàn[10] Chiếu theo báo[11], mảng ma trận hàn MIG xung hợp kim nhơm hình thành để đảm bảo tính ổn định q trình hàn sau: Các phương pháp thiết kế điều khiển phân ly từ trước đến gồm có: phân ly lý tưởng, phân ly đơn giản hóa phân ly nghịch Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng kèm theo giới hạn nó[5-9] Cụ thể hơn, với phương pháp phân ly lý tưởng tảng lý thuyết để hình thành phương pháp khác gần khơng sử dụng thực tế, yếu tố tách phức tạp mức độ khả thi thực Phân ly đơn giản hóa sử dụng rộng rãi tính đơn giản thiết kế điều khiển phân ly khả thực hiện, trở ngại phương pháp thiết kế điều khiển PID hàm truyền đâu bao gồm tổng hàm truyền Do đó, phân ly nghịch nghiên cứu nhằm giải khó cho phương pháp phân ly đơn giản hóa  y   g w− I Y =  w =   yL   g L − I g w− g w−va g L − g L −va I I   g w−vb        = GP   Va  g L −vb  Va      Vb  Vb  Trong đó: yw yL biểu diễn cho độ rộng vũng hàn nhánh dây hàn 85 (1) I, δ, Va, Vb tương ứng dòng điện bản, chu kỳ xung, tốc độ cấp dây tốc độ hàn thay vào tách ma trận phân ly Mơ hình trình GP mảng ma trận  , diễn tả mối quan hệ độ rộng vũng hàn nhánh dây hàn với tất thơng số cường độ dịng điện cao, chu kỳ xung dòng điện, tốc độ cấp dây tốc độ hàn Theo tài liệu[11], ma trận hàm truyền GP cho sau: bao gồm phần tử đường chéo,  0.017e−1.5705 s  4.8241s + GP ( s ) =   −0.156e −0.229 s  0.316 s + 0.1845e−1.1364 s 5.0459 s + −0.24e −0.0253s 0.0242 s + 0.96e−0.4174 s 1.1691s + 0.9594e −0.4928s 0.2663s + thành hai ma trận Dd(s) Do(s) Dd(s) liên kết trực tiếp từ điều khiển đến đầu vào hàm q trình, phản hồi đầu vào hàm truyền trình vào Do(s) đầu vào tách hệ −0.516e −1.3487 s  1.089 s +  0.2138e −0.5979 s  1.0214 s +  thống (2) ly nghịch theo hình số 3, mơ tả thành Trên sở thước đo mức độ liên kết độ ổn định cho trình đa đầu vào, đa dầu (MIMO) Dựa sở định lý Niederlinski[12-13] tìm thấy cách xét mảng độ lợi tướng đối (RGA)[14] đây:  y (s) k G Y =   = ( K  GP ) X =  11 P11 y s ( )  k21GP 21   k12GP12   x1 ( s )    k22GP 22   x2 ( s )  biểu thức ma trận D(s) sau: D( s ) = Dd ( s ).( I − Do ( s ).Dd ( s )) −1 phân tách biểu thức biểu diễn (3) chung[16] cho toàn phương pháp phân ly thu sau: Trong thực tế, thường việc thay đổi chu kỳ xung dòng điện tốc độ cấp dây hàn ưu tiên chọn để điều khiển độ rộng vũng hàn nhánh dây hàn Do đó, kết hợp (1) (3), mơ hình hai đầu vào, hai đầu (TITO) cho hàn MIG xung hợp kim nhôm thu sau: 0.96e −0.4174 s  1.1691s +  0.9594e −0.4928 s  0.2663s +  (5) Thêm vào đó, để đầu q trình Trong  biểu diễn cho phép nhân phần tử K biểu diễn cho mảng độ lợi tương đối G trình đa biến   0.1845e −1.1364 s  5.0459s + GP ( s ) =   −0.24e −0.0253s  0.0242s + Dựa theo, cách diễn giải phân GP (s).D(s) = Q(s) (6) hay D ( s ) = GP−1 ( s ).Q ( s ) (7) Ma trận hàm truyền D(s) phép tách thơng thường có liên quan đến cấu trúc tách đảo ngược theo (6) Vì biểu thức phức tạp, nên dễ dàng để làm việc với nghịch đảo nó, kết thu từ việc kết hợp (5) (7) sau: (4) Dd ( s ).( I − Do ( s ).Dd ( s )) −1 = GP−1 ( s).Q( s) (8) Khai triển rút gọn lại, kết thu 2.2 Thiết kế phân ly nghịch cho hàn MIG xung nhôm sau: Dd −1 ( s ) − Do ( s ) = G p ( s )Q −1 ( s ) (9) Biểu thức cuối sử dụng để tính tốn phần tử phân ly nghịch đảo Ưu điểm tính Hình 12 Diễn giải cách thức phân ly nghịch đơn giản, khơng phụ thuộc vào kích thước Cấu trúc điều khiển phân ly nghịch[15] suất hệ thống, ma trận Q(s) chọn làm phát từ mơ hình phân ly đơn giản hóa 86 • đường chéo kết phép trừ nghịch đảo Cấu hình 2-1:    G p11 ( s ) − D ( s ) o 11  Dd 21 ( s)   Q11 ( s )  =    G p 21 ( s)  D ( s ) − Do 22 ( s )    d 12   Q22 ( s ) Dd(s) Do(s) ma trận hàm truyền với phần tử tính tốn vị trí Lưu ý Dd(s) khơng suy biến đảo ngược, đó, phần tử G p12 ( s )   Q11 ( s )  G p 22 ( s )   Q22 ( s )  (11) Sơ đồ điều khiển cấu hình 2-1 mơ chọn, phần tử tả hình 3: hàng cột chọn Do đó, q trình n × n có n! cách lựa chọn Dd(s) Do đó, q trình TITO, phân ly nghịch thu hai cấu sau: • Cấu hình 1-2:    G p11 ( s ) − D ( s ) o 12  D (s)   Q (s)  d 11  =  11   G p 21 ( s)   − Do 21 ( s) D ( s )   d 22    Q22 ( s ) G p12 ( s )   Q11 ( s )  G p 22 ( s )   Q22 ( s )  Hình 14 Sơ đồ điều khiển tách rời nghịch đảo x cấu hình 2-1 (10) Thơng thường, hai phần nằm Sơ đồ điều khiển cấu hình 2-1 mơ đường chéo phân ly thường tả hình 2: đơn giản hóa (bằng 1) cách thức phân ly đơn giản hóa[17] Tuy nhiên, trường hợp bốn trường hợp xảy hai yếu tố chọn để đồng với Do đó, quy trình n × n, số lượng trường hợp xảy cấu hình nn Kết trường hợp phân ly nghịch 2×2 trình bày bảng bảng Hình 13 Sơ đồ điều khiển tách rời nghịch đảo x cấu hình 1-2 87 Bảng 1: Các trường hợp phân ly nghịch 2×2 với hai phần tử đơn vị (cấu hình 1-2) Bảng 2: Các trường hợp phân ly nghịch 2×2 với hai phần tử đơn vị (cấu hình 2-1) THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN IMC - Với cấu trúc điều khiển hai bậc tự do, PID lọc IMC phù hợp với FOPDT có mẫu sau: Mơ hình q trình bậc có trễ f ( s) = (FOPDT) mơ hình sử dụng rộng rãi  s +1 ( s + 1) (13) Trong báo này, qui luật điều chỉnh nhà máy cơng nghiệp Vì thế, chúng thường xem xét để thiết kế IMC – PID với lọc bậc cao xem xét điều khiển PID Hàm truyền trình bậc theo phương pháp thiết kế Le Linh, có trễ cho sau: Truong Nguyen Luan Vu, Le Hieu Giang[18], k e− s  s +1 tính hiểu ổn định G p ( s) = (12) hệ thống phân ly nghịch Kết hợp với lọc Trong k ,  ,  tương ứng độ lợi, IMC (13) hàm truyển bổ điều khiển PID số thời gian thời gian trễ trình thu được: 88 Gc ( s) = ( s + 1)(  s + 1) k ( s + 1) − e− s (  s + 1)  d =0 c= 1  +  +  +  3 − a= 2 +  −  2  +   b= − a 2 +  −  (14) Chú ý với e− s cịn tồn (14) việc chuyển mẫu PID chuẩn khó, kỹ thuật xấp xỉ cho thời gian trễ thực ½ Padé Kết khai triển thu biểu thức đây: e − s 1−  s = 1 +  s +  2s2 (21) (22) (23) (24) Ngoài ra, thành phần ( s + 1) gây độ vọt lố ý muốn phản hồi (15) điểm đặt, điều triệt tiêu cách thêm vào lọc điểm đặt f r ( s ) sau: Bằng việc kết hợp (14) (15), đồng thời so sánh với điều khiển PID phân tầng f r (s) = với lọc cho (16):   + cs + ds Gc ( s) = K P 1 + + Ds   Is  + as + bs  s +  s +1 (25) Trong    (16) Một vài điểm lưu ý cần biết: • Cuối cùng, việc phân tích số hạng,  = : trường hợp cực đoan, tích phân đạo hàm mà điều khiển PID khơng có điều kiện dẫn đề xuất dễ dàng cho kết quả: lọc điềm đặt, gây phản hồi KP = 2 3k ( 2 +  −  ) I =  (18) D =  (19) hệ thống chậm (17) • khơng có lọc điểm đặt • vịng hở s =     1: Trường hợp hiểu chỉnh trực tiếp  để đạt tốc độ mong muốn phản hồi điểm đặt Hệ số  xác định bỏ qua cực −1  = : trường hợp này, dây NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG , giá trị  tìm 4.1 Tích phân sai số tuyệt đối (IAE) Để đánh giá hiệu suất vịng kín, tiêu chí tích phân sai số tuyệt đối (IAE) xem xét, xác định: thấy sau:      =  1 − 1 −  e− /       (20)  IAE =  e(t ) dt Các thông số lọc (16) dễ dàng (26) tính sau: 4.2 Tổng giá trị (TV) Để đánh giá mức độ sử dụng đầu vào thao tác, tổng chuyển động lên xuống tín hiệu điều khiển xem xét như: 89  TV =  ui +1 − ui  G p11 ( s )  −  G p12 ( s)   D( s) =  G p 22 ( s )    − G p 21 ( s)   1,1691s+1 −0.719s   -0,1922 5,0459s+1 e   = 0,0242s+1 −0.4675s   3,9975 e   0,2663s+1   (27) i =1 TV thường sử dụng để đo độ mượt mà biến thao tác phải nhỏ tốt 4.3 Kết mô Từ hàm truyền ma trận hệ thống (4) qui trình thiết kế điều khiển phân ly mà ma trận phân ly dễ dàng đạt cách sử dụng phương trình (9-11) kết trình bày  G p12 ( s ) Q( s) =  G p 21 ( s )    0,96e −0,4174 s   1,1691s +    = −0,0253 s   −0, 24e   0, 0242s +   Cuối cùng, sử dụng phương trình (17-24) để tím tham số điều khiển IMC – PID tương ứng cho trình tách rời Kết thể bảng Bảng Các thông số điều khiển hiệu suất chúng Vịng lặp Thơng số Kc I D  Ms IAE TV Overshoot 0,72042 3,59367 0,10435 0,4 1,955 0,7836 1,0417 0,143% -1,69932 59,2885 0,00633 0,02 1,664 0,0617 4,1667 0,51% Hình phản ảnh cho thấy phản hồi bước hệ thống vịng kín Có thể thấy hai đầu có phản hồi mượt, khơng có tượng vọt lố thời gian thiết lập nhanh Quá trình loại bỏ nhiễu ấn tượng, khơng có dao động thay đổi vịng Hình cho thấy tín hiệu điều khiển hai vịng lặp Cả hai tín hiệu điều khiển hai vịng coi tạm ổn khơng q đột ngột để gây hại hệ thống nên giá trị TV cao TV 5,21 cho hai vịng 90 Hình 15 Ảnh hưởng hai vịng sau phân ly Hình 16 Tín hiệu điều khiển đáp ứng bước vịng Hình 17 Tín hiệu điều khiển đáp ứng bước vịng 91 KẾT LUẬN giá trị đầu gồm độ rộng vũng hàn Trong báo này, phương thức tiếp cận nhánh dây hàn thực xem xét với điều khiển phân ly nghịch điều kiện hàn thực tế Kết mô phát triển có hệ thống để điều khiển cho cho thấy phương pháp đề xuất đạt mơ hình MIG xung hợp kim nhôm hiệu suất tốt với thời gian xác lập Trong giá trị đầu vào chu kỳ nhanh, đầu cân với thời gian xung dòng điện tốc độ cấp dây, vịng kín cho khử nhiễu hai vịng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ding Fan, Jiankang Huang, Lihui Lu & Yu Shi: “Simulation of Decoupling Control of Pulsed MIG Welding for Aluminum Alloy”, Robotic Welding, Intelligence and Automation, LNEE 88, pp 279-284, Springer - Verlag Berlin Heidelberg (2011) [2] Zhang, Y., Walcott, B.L., Wu, L.: “Adaptive predictive decoupling control of full penetration process in GTAW”, The First IEEE Conference on Control Applications, pp 938–943, (1992) [3] Ozcelik, S., Moore, K.L., Naidu, S.D.: “Application of MIMO Direct Adaptive Control to Gas Metal Arc Welding”, In: Proceedings of the American Control Conference Ohiladelphia Rennsyvania, pp 1762–1766 (1998) [4] Shi, Y., Li, J., Fan, D., et al.: “Vision-based control system for aluminum alloy MIG welding pool width”, Transactions of the China Welding Institution, 28(2), pp 9–12, (2007) [5] McAvoy, T J.: “Interaction Analysis: Principles and Applications”, Instrument Society of America, Research Triangle Park, U.S.A (1983) [6] Gagnon, E., Pomerleau, A., & Desbiens, A.: “Simplified, ideal or inverted decoupling?”, ISA transactions, 37(4), pp 265-276, (1998) [7] Garrido, Juan, Francisco Vázquez, and Fernando Morilla.: “An extended approach of inverted decoupling.” Journal of process control, 21.1, pp 55-68, (2011) [8] Luyben, W L.: “Distillation Decoupling”, AIChE J, 16, pp 198–203, (1970) [9] Luyben, W L.: “Simple Method for Tuning SISO Controllers in Multivariable Systems”, Ind Eng Chem Process Des Dev, 25, pp 654–660, (1986) [10] Shi, Y., Li, J., Fan, D., et al.: “Vision-based control system for aluminum alloy MIG welding pool width”, Transactions of the China Welding Institution, 28(2), pp 9–12, (2007) [11] Bao Yunjie, Zhu Zhiming, Wu Wen K.: “Through-the-Wire Sensor of Short-circuit CO2 Welding”, Transactions of The China Welding Institution, 22, pp 55-58, (2000) [12] Shi Yu, Xue Cheng, Fan Ding: “Modeling and simulation of decoupling control system of aluminum pulsed MIG welding”, Transactions of the China Welding Institution, 29, pp 9-12, May (2008) [13] Bristol, Edgar.: "On a new measure of interaction for multivariable process control." IEEE transactions on automatic control, 11.1, pp 133-134, (1966) [14] Bristol, E H.: “Recent Results on Interactions in Multivariable Process Control”, 71st Annual AIChE Meeting, p 78b, (1979) [15] Garrido, J., Vázquez, F., & Morilla, F.: “An extended approach of inverted decoupling.” Journal of Process Control, 21(1), pp 55-68, (2011) 92 [16] Waller, Kurt VT.: "Decoupling in distillation." AIChE Journal-American Institute of Chemical Engineers, 20.3, pp 592-594, (1974) [17] Truong, N.L.V, Lee, M.Y.: “An Extended Method of Simplified Decoupling for Multivariable Processes with Multiple Time Delays”, Journal of Chemical Engineering of Japan, 46, pp 279–293, (2013) [18] Linh, L., & Vu, T N L.: “Design of IMC-PID Controller Cascaded Filter for Simplified Decoupling Control System” International Journal of Electrical and Information Engineering, 10(7), pp 894-909, (2016) TP Hồ Chí Minh, ngày .tháng .năm 20 Giảng viên hướng dẫn Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: TRẦN TUẤN KIỆT (Ký & ghi rõ họ tên) Đơn vị: ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Điện thoại: 0906298861 Email: kiettt97@gmail.com 93 S K L 0 ... phân ly nghịch có phù hợp hàn MIG hợp kim nhôm Thiết kế hồn chỉnh thuật tốn điều khiển phân ly nghịch IMC - PID với lọc bậc cao cho hệ thống hai đầu vào hai đầu (TITO) Tiến hành mô đánh giá kết... TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN TUẤN KIỆT THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN LY NGHỊCH CHO QUÁ TRÌNH HÀN MIG TRÊN HỢP KIM NHÔM TRANG TỰA NGÀNH: CƠ ĐIỆN... vấn đề nêu trên, đồng thời xuất phát từ ý tưởng nghiêng cứu nên đề tài ? ?Thiết kế hệ thống điều khiển phân ly nghịch hợp kim nhơm” đề xuất Bên cạnh đó, phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển tách