So sánh hai phương pháp điều khiển cân bằng chống giao động cho hệ cần trục 2d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CHỐNG GIAO ĐỘNG CHO HỆ CẦN TRỤC 2D GVHD: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG HẢI SVTH: VÕ QUỐC ANH TRƯƠNG DUY DƯƠNG SKL009758 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA -o0o KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CHỐNG GIAO ĐỘNG CHO HỆ CẦN TRỤC 2D GVHD: TS.Nguyễn Văn Đông Hải SVTH: Võ Quốc Anh MSSV: 18151047 SVTH: Trương Duy Dương MSSV: 18151062 TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA -o0o KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CHỐNG GIAO ĐỘNG CHO HỆ CẦN TRỤC 2D GVHD: TS.Nguyễn Văn Đông Hải SVTH: Võ Quốc Anh MSSV: 18151047 SVTH: Trương Duy Dương MSSV: 18151062 TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên nhóm sinh viên: Võ Quốc Anh – Trương Duy Dương MSSV: 18151047 - 18151062 Tel: 0374070838 Email: 18151047@student.hcmute.edu.vn Thông tin đề tài Tên đề tài: “So sánh hai phương pháp điều khiển cân chống dao động cho hệ cần trục 2D” Mục đích đề tài: Nghiên cứu ứng dụng giải thuật điều khiển Đồ án tốt nghiệp thực tại: Bộ môn Tự động điều khiển, Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: Từ ngày / / 2022 đến / / 2022 Các số liệu, tài liệu ban đầu Giáo viên hướng dẫn cung cấp số nghiên cứu có sẵn để phục vụ cho việc làm đề tài Các nhiệm vụ cụ thể đề tài - Tìm hiểu phương trình động lực học hệ cần trục 2D - Xây dựng giải thuật điều khiển PD Fuzzy cho hệ cần trục mơ thực nghiệm (trên mơ hình có sẵn) u cầu đề Khảo sát tìm thơng số tối ưu hóa để hệ ổn định nhanh đáp ứng Sản phẩm - Mơ hình thực nghiệm hệ cần trục 2D hồn chỉnh - Chương trình mô cho hệ cần trục Lời cam đoan sinh viên Tôi SV Võ Quốc Anh cam đoan ĐATN cơng trình nghiên cứu nhóm tơi hướng dẫn TS Nguyễn Văn Đông Hải Các kết công bố ĐATN trung thực khơng chép từ cơng trình khác TP.HCM, Ngày tháng năm 2022 SV thực đồ án Võ Quốc Anh - Trương Duy Dương Giáo viên hướng dẫn xác nhận mức độ hoàn thành cho phép bảo vệ: Sinh viên thực đề tài thời hạn Kết mô thực nghiệm hoàn thành đầy đủ Cho phép bảo vệ trước hội đồng TP.HCM, Ngày TRƯỞNG NGÀNH tháng năm 2022 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Võ Quốc Anh MSSV: 18151047 Họ tên Sinh viên: Trương Duy Dương MSSV: 18151062 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển – Tự động hoá Tên đề tài: So sánh hai phương pháp điều khiển cân chống dao động cho hệ cần trục 2D Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Đông Hải NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên :…Võ Quốc Anh……………………MSSV: 18151047………… ….Trương Duy Dương…………… MSSV: 18151062………… Tên đề tài : So sánh hai phương pháp điều khiển cân chống dao động cho hệ cần trục 2D ……………………………….……………… Giảng viên Hướng dẫn : ……Ts Nguyễn Văn Đông Hải………………………………… Giảng viên Phản biện : ……Ts Đặng Xuân Ba………………………………………… Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét chung nội dung đề tài Ý kiến kết luận (ghi rõ nội dung cần bổ sung, hiệu chỉnh)   Đề nghị : Được bảo vệ: Bổ sung để bảo vệ: Không bảo vệ: Câu hỏi phản biện (Giảng viên không cho SV biết trước)  Điểm đánh giá đề tài:/10(Bằng chữ: ) TP HCM, ngày tháng năm 2023 Người nhận xét LỜI CẢM ƠN Đầu tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Đông Hải, người trực tiếp hỗ trợ hướng dẫn nghiên cứu đồ án tốt nghiệp, giải khó khăn, nhiệt tình giúp đỡ, khích lệ, động viên chúng em, ln ln tạo điều kiện tốt việc mượn trang thiết bị vật tư từ phịng thí nghiệm xun suốt q trình thực hiện, hồn thành đề tài tốt nghiệp Những trải nghiệm q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp giúp nhóm em trau dồi thêm kỹ phần cứng lẫn phần mềm làm tảng giúp ích làm sau Nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy/Cô khoa Đào tạo chất lượng cao ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa nhà trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật giảng dạy nhiệt tình cho chúng em kiến thức mơn chun ngành môn đại cương, giúp tụi em nắm sở lý thuyết vững vàng có tảng kiến thác quan trọng suốt bốn năm theo học trường Đồ án hoàn thành khơng tránh sai sót, nhóm em hi vọng nhận lời góp ý nhận xét để nhóm hồn thiện đề tài tốt TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Võ Quốc Anh Trương Duy Dương i TÓM TẮT Với phát triển ngày nhanh công nghiệp, nhóm ngành kỹ thuật ngày áp dụng vào hoạt động sản xuất Việc mơ hình hóa hệ thống để kiểm tra tính điều khiển áp dụng nhiều phương pháp điều khiển để điều khiển, vận hành cách tự động mượt mà Qua tìm hiểu nhóm sinh viên định chọn hệ cần trục 2D (Gantry Crane) làm đề tài nghiên cứu cho đồ án tốt nghiệp Từ nhóm sinh viên chọn hệ để áp dụng hai phương pháp điều khiển PD Fuzzy để chống dao động tải cho hệ, giúp cẩu đến vị trí nhanh dao động tải ổn định nhanh ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH HÌNH ẢNH v DANH SÁCH BẢNG viii Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn Chương PHƯƠNG TRÌNH TỐN HỆ THỐNG 2.1 Giới thiệu số hệ thống cân 2.2 Giới thiệu hệ Gantry Crane 2D 2.3 Phương trình tốn hệ Gantry Crane 2D Chương THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.1 Mơ hình 3.1.1 Tổng quan mô hình 3.1.2 Các thiết bị thành phần 12 Chương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 19 4.1 Phương pháp điều khiển PID 19 4.2 Phương pháp điều khiển Fuzzy 21 4.2.1 Khái niệm 21 4.2.2 Xây dựng điều khiển Fuzzy cho hệ GCS 23 Chương MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 5.1 5.2 27 Chương trình điều khiển 27 5.1.1 Thư viện Waijung blockset 27 5.1.2 Hyper terminal 28 5.1.3 Viết chương trình điều khiển cho hệ GCS 29 Chương trình mơ 44 5.2.1 Bộ điều khiển PD 44 5.2.2 Bộ điều khiển Fuzzy 45 5.3 Nhận xét: 46 5.4 Kết điều khiển 47 5.4.1 Bộ điều khiển PD 47 iii