GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
Tính cấp thiết của đề tài
Trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt hiện nay, các nhà sản xuất đang nỗ lực đổi mới để nâng cao năng suất Một trong những lĩnh vực tiềm năng là cải thiện hoạt động của cầu trục, thiết bị quan trọng trong quy trình vận chuyển hàng hóa Năng suất và an toàn là hai yếu tố hàng đầu trong sản xuất, trong đó vấn đề lắc lư của tải trong quá trình di chuyển của cầu trục được coi là nghiêm trọng nhất Việc kiểm soát lắc lư cầu trục một cách chính xác không chỉ nâng cao hiệu quả vận hành mà còn giảm thiểu thời gian chờ trong quy trình sản xuất.
Ngày nay, cầu trục là thiết bị phổ biến trong các nhà máy và xưởng sản xuất
Cầu trục là thiết bị thiết yếu cho việc di chuyển vật nặng trong các dây chuyền sản xuất, đặc biệt trong các ngành như kim loại, ô tô, cảng xếp dỡ và sản xuất máy móc Hiệu suất sản xuất thường phụ thuộc vào tốc độ di chuyển hàng hóa, cho thấy tầm quan trọng của cầu trục trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Nhiều chủ sở hữu nhà máy đang đầu tư vào việc nâng cao an toàn, tính nhất quán và tốc độ của cầu trục, nhằm cải thiện hiệu suất hoạt động và giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất.
Cải thiện hoạt động của cầu trục gặp nhiều thách thức, đặc biệt là vấn đề lắc lư của tải trong quá trình di chuyển Lắc lư tải nặng có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho tài sản và đe dọa an toàn con người trong trường hợp tai nạn Nếu không có giải pháp hạn chế dao động, người điều khiển cầu trục phải dựa vào cảm giác và kinh nghiệm cá nhân, yêu cầu họ có trình độ chuyên môn cao Các giải pháp chống lắc lư không chỉ giảm thiểu nguy cơ tai nạn mà còn nâng cao tốc độ và độ tin cậy trong vận hành cầu trục, cho phép công nhân được đào tạo cơ bản có thể vận hành cầu trục một cách an toàn nhờ vào thuật toán chống lắc lư.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu giảm dao động lắc lư của cầu trục khi di chuyển có hoặc không hàng hóa mang lại nhiều ý nghĩa khoa học quan trọng Đối với sinh viên kỹ thuật, nghiên cứu này giúp hiểu rõ cách các lực hoạt động trong hệ thống cầu trục, cũng như ảnh hưởng của chúng đến sự ổn định và an toàn của hàng hóa cùng nhân viên làm việc liên quan.
Việc phát hiện, phân tích và hiểu rõ nguyên nhân gây ra dao động và lắc lư là rất quan trọng, bao gồm các lực tác động, vị trí và trọng lượng hàng hóa, cấu trúc cầu trục, cùng với các yếu tố môi trường khác Hiểu biết sâu sắc về những yếu tố này sẽ giúp tìm ra phương pháp hiệu quả để kiểm soát, điều khiển và giảm thiểu dao động lắc lư đến mức tối thiểu.
Trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, giảm dao động lắc lư là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của cầu trục.
Nghiên cứu này giới thiệu mô hình cầu trục với độ dao động thấp thông qua việc phát triển và áp dụng các phương pháp điều khiển hiệu quả Các thiết bị điều khiển được sử dụng nhằm kiểm soát dao động, kết hợp với các thuật toán giảm thiểu dao động lắc lư của cầu trục.
Giảm dao động lắc lư của cầu trục khi di chuyển hàng hóa nặng là rất quan trọng để bảo vệ cả hàng hóa và công nhân.
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu giảm dao động lắc lư của cầu trục trong quá trình di chuyển hàng hóa có khối lượng không chỉ có giá trị khoa học mà còn mang lại nhiều lợi ích thực tiễn cho các ngành công nghiệp và sản xuất.
Việc kiểm soát và giảm thiểu dao động lắc lư của cầu trục là rất quan trọng, vì nó có thể nâng cao hiệu quả và năng suất trong quá trình vận chuyển và sản xuất Khi dao động được giảm, thời gian chờ trong di chuyển hàng hóa sẽ giảm, từ đó tăng tốc độ di chuyển và cải thiện năng suất tổng thể.
Giảm dao động lắc lư của cầu trục không chỉ giảm nguy cơ hư hỏng và rơi rớt hàng hóa, mà còn giúp tiết kiệm chi phí do mất mát và bảo vệ giá trị cũng như chất lượng sản phẩm.
Việc giảm dao động lắc lư của cầu trục không chỉ nâng cao hiệu quả làm việc mà còn tăng cường an toàn lao động Điều này giúp giảm nguy cơ tai nạn lao động do hàng hóa rơi rớt hoặc cầu trục bị lật do dao động mạnh, từ đó bảo vệ an toàn cho công nhân và giảm thiểu trách nhiệm pháp lý cho doanh nghiệp.
Cuối cùng, việc giảm dao động cầu trục cũng có thể kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm thiểu chi phí bảo dưỡng và sửa chữa.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.3.1 Đối với nhu cầu thực tế Đồ án sẽ chủ yếu tập trung vào việc phát triển một giải pháp hiệu quả và thuận tiện Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng lắc lư tải trọng khi vận hành cầu trục Đồ án có tác động thực tế đến tính hiệu quả và an toàn của sản xuất nếu áp dụng thành công Mục tiêu của dự án nhằm đáp ứng các yêu cầu sau:
− Xây dựng thuật toán giảm lắc lư tải trọng hiệu quả cho cầu trục
− Xây dựng một nguyên mẫu hoạt động bao gồm cả phần cứng và phần mềm để chứng minh ý tưởng
Chúng tôi tiến hành thử nghiệm nguyên mẫu với cầu trục thực tế để phân tích và đánh giá hiệu quả của hệ thống Đầu tiên, chúng tôi phân tích và đánh giá dao động lắc lư của cầu trục khi vận chuyển hàng hóa có hoặc không có tải trọng Việc này bao gồm nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng như tốc độ di chuyển của cầu trục và các yếu tố môi trường.
Để đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển hàng hóa có tải trọng, việc xác định các nguyên nhân gây ra lắc lư là rất quan trọng Những nguyên nhân này có thể bao gồm tác động từ chuyển động của cầu trục và các yếu tố từ môi trường xung quanh.
Để giảm lắc lư hiệu quả, cần phát triển các phương pháp dựa trên nguyên nhân đã xác định, bao gồm việc sử dụng hệ thống điều khiển PLC và biến tần để điều chỉnh gia tốc và vận tốc của cầu trục Bên cạnh đó, việc sử dụng cảm biến gốc giúp xác định biên độ dao động cần điều chỉnh và thiết kế, tối ưu hóa cấu trúc cầu trục cũng là những yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu dao động.
Bước cuối cùng trong quá trình phát triển các phương pháp giảm lắc lư là kiểm tra và đánh giá hiệu quả của chúng Cần thực hiện các kiểm nghiệm thực tế trên hệ thống cầu trục để đánh giá các tiêu chí hiệu suất như độ ổn định, độ chính xác và độ an toàn.
1.3.2 Đối với việc vận dụng kiến thức học được Đôi với kiến thức về điện tử và viễn thông: Hiểu về nguyên lý hoạt động của PLC (Programmable Logic Controller) và các thành phần điện tử liên quan Có kiến thức về giao tiếp giữa các thiết bị điều khiển và hiểu cách truyền nhận tín hiệu giữa cảm biến và PLC
Lý thuyết điều khiển là nền tảng quan trọng trong việc thiết lập các phương pháp điều khiển hiệu quả, trong đó nổi bật là điều khiển PID (Tỷ lệ - Tích phân - Đạo hàm) và điều khiển tuyến tính Việc áp dụng kiến thức này giúp tối ưu hóa các tham số điều khiển trong PLC, từ đó giảm thiểu dao động lắc lư trong hệ thống.
Understanding programming languages is essential, particularly in PLC programming Key languages include Ladder Diagram (LD), Structured Text (ST), Function Block Diagram (FBD), and Sequential Function Chart (SFC) A solid grasp of fundamental concepts such as variables, subroutines, memory, timers, and communication with peripheral devices is crucial for effective programming.
Kiến thức về điện - điện tử công suất bao gồm việc hiểu rõ các thiết bị như biến tần, mạch chuyển mạch, động cơ, relay và hệ thống điện Những kiến thức này giúp điều khiển tốc độ và lực tác động của cầu trục một cách chính xác và hiệu quả.
Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tiết nghiệp kết cấu gồm có 7 chương và một phần nói về kết luận và phương hướng phát triển của đề tài như sau:
- Chương 1: Giới thiệu tổng quan: Chương này nhằm mục tiêu trình bày sơ lược về đề tài mà nhóm đang tập trung nghiên cứu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài cung cấp cái nhìn toàn diện về đề tài nghiên cứu và tình hình hiện tại trong lĩnh vực này, bao gồm cả các nghiên cứu trong nước và quốc tế.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết cung cấp những kiến thức thiết yếu mà nhóm nghiên cứu áp dụng trong quá trình thực hiện đề tài này.
- Chương 4: Giải pháp điều khiển: Chương này trình bày phương pháp sử dụng để điều khiển và lựa chọn cách thức điều khiển phù hợp với đề tài
Chương 5 của bài viết tập trung vào việc tính nghiệm hệ thống cầu trục, bao gồm các công thức và quy trình cần thiết để đánh giá độ bền cũng như hiệu suất hoạt động của hệ thống này.
Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển trình bày quy trình thiết kế và bố trí các thiết bị điện nhằm đáp ứng yêu cầu của hệ thống một cách hiệu quả.
Chương 7: Kết quả và thực nghiệm trình bày chi tiết về những thành tựu mà nhóm chúng tôi đã đạt được thông qua các thí nghiệm thực tế trên hệ thống cầu trục.
Kết luận của nghiên cứu tóm tắt những kết quả đạt được, đồng thời chỉ ra những hạn chế còn tồn tại Dựa trên những đánh giá này, bài viết đề xuất các hướng phát triển tiếp theo cho đề tài, nhằm mở rộng và nâng cao tính khả thi của nghiên cứu trong tương lai.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống giảm dao động lắc lư của cầu trục đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các hoạt động công nghiệp Nó được thiết kế để giảm thiểu các dao động không mong muốn khi cầu trục nâng hoặc di chuyển hàng hóa, điều này giúp bảo vệ hàng hóa khỏi hư hỏng, kéo dài tuổi thọ của cầu trục và đảm bảo an toàn cho nhân viên làm việc xung quanh.
Hình 2.1: Hình ảnh tổng quan của cầu trục
Mục đích của đề tài: Việc giảm dao động rung lắc của cầu trục khi di chuyển hàng hóa có tải trọng là:
Giảm thiểu dao động và rung lắc trong quá trình vận chuyển giúp tăng hiệu suất vận chuyển, đảm bảo hàng hóa được vận chuyển ổn định và an toàn hơn Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian và công sức mà còn bảo vệ hàng hóa khỏi va chạm và hư hỏng, duy trì chất lượng và tránh thất thoát hay lãng phí.
Nâng cao an toàn lao động là điều quan trọng, vì khi cầu trục di chuyển ổn định và hạn chế dao động mạnh, nguy cơ tai nạn lao động sẽ giảm đáng kể Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe và tính mạng của công nhân mà còn tạo cảm giác an tâm và yên tâm hơn trong quá trình vận hành cầu trục.
Tiết kiệm chi phí bảo trì là một lợi ích quan trọng từ việc giảm thiểu rung lắc và dao động mạnh trong hệ thống cầu trục Hiện tượng này nếu không được kiểm soát có thể dẫn đến hao mòn và tổn hại cho thiết bị Bằng cách hạn chế các tác động tiêu cực này, tuổi thọ của cầu trục sẽ được kéo dài, từ đó giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa.
Tăng cường độ tin cậy và ổn định của hệ thống cầu trục là yếu tố quan trọng, giúp giảm thiểu dao động trong quá trình vận hành Sự ổn định này đảm bảo hiệu suất cao, đặc biệt là trong các hoạt động công nghiệp yêu cầu tính chính xác cao.
Hệ thống giảm dao động và lắc lư trong quá trình vận chuyển hàng hóa mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng đối mặt với một số thách thức quan trọng.
Một thách thức lớn trong việc xây dựng và triển khai hệ thống giảm dao động và lắc lư hiệu quả là yêu cầu về kỹ thuật cao Để đạt được điều này, cần sử dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến, đồng thời đầu tư tài chính và chuyên môn vào nghiên cứu và áp dụng các giải pháp kỹ thuật hiện đại.
Chi phí đầu tư ban đầu là một thách thức lớn trong việc xây dựng và cài đặt hệ thống giảm dao động lắc lư Việc này đòi hỏi một nguồn vốn lớn để mua sắm và lắp đặt các thiết bị cũng như công nghệ cần thiết Mặc dù lợi ích lâu dài từ việc giảm dao động có thể rất đáng kể, nhưng các doanh nghiệp và tổ chức thường gặp khó khăn khi phải đối mặt với chi phí ban đầu này.
Đào tạo nhân viên sử dụng hệ thống giảm dao động lắc lư một cách an toàn và hiệu quả là rất quan trọng Nhân viên cần được hướng dẫn để hiểu và vận hành hệ thống chính xác, nhằm tránh sai sót và sự cố trong quá trình hoạt động Việc này yêu cầu đầu tư thời gian và công sức để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng hệ thống.
Kết cấu của hệ thống
Cầu trục (Crane Arm/Gantry) là một cấu trúc thiết yếu trong ngành công nghiệp và xây dựng, đảm nhiệm việc nâng và di chuyển hàng hóa hiệu quả Chế tạo từ sắt thép chữ I, cầu trục có khả năng chịu tải lên đến 2.8 tấn, phù hợp cho việc xử lý các vật liệu nặng và cồng kềnh Với chiều cao nâng hạ tối đa 6m, cầu trục cho phép nâng hàng hóa từ mặt đất lên vị trí cao hơn Tốc độ nâng hạ đạt 8m/phút và di chuyển ngang 18m/phút, giúp tối ưu hóa quy trình vận chuyển hàng hóa, nâng cao hiệu suất và giảm thời gian chờ đợi.
Hình 2.2: Hình khung cầu trục
Bộ điều khiển F21-E1B là thiết bị điều khiển từ xa phổ biến cho cầu trục và thiết bị nâng hạ trong công nghiệp, cho phép người điều khiển vận hành từ khoảng cách xa, từ vài chục đến vài trăm mét Thiết bị này được trang bị mã trình điều khiển có tính năng mã hóa, giúp tránh xung đột tín hiệu và giảm thiểu sự cố trong quá trình điều khiển Ngoài ra, bộ điều khiển còn được thiết kế tiết kiệm năng lượng, nhỏ gọn và nhẹ, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng trong quá trình làm việc.
Hình 2.3: Bộ điều khiển cầu trục từ xa F21-E1B
Hệ thống cảm biến bao gồm các cảm biến dao động, gia tốc và tốc độ, giúp theo dõi tình trạng hoạt động của cầu trục và cung cấp dữ liệu cho bộ điều khiển dao động Cảm biến đo góc nghiêng HVS126T-90 là thiết bị tiên tiến, có khả năng đo độ nghiêng và hướng với dải đo rộng Được làm từ chất liệu bền vững, cảm biến này có khả năng chịu đựng các điều kiện môi trường khắc nghiệt, đảm bảo độ tin cậy trong việc đo đạc góc nghiêng trong các môi trường công nghiệp.
Hình 2.4: Ảnh cảm biến góc nghiêng HVS126T-90
Bộ phận nâng hàng là một thành phần quan trọng trong cầu trục, cho phép nâng và di chuyển hàng hóa một cách hiệu quả và an toàn Cấu trúc của bộ nâng hạ bao gồm nhiều thành phần thiết yếu, như được mô tả trong hình 2.5.
Hình 2.5: Ảnh bộ nâng hạ
Hệ thống điều khiển trung tâm là một phần quan trọng trong việc giám sát và điều chỉnh tốc độ động cơ cầu trục, nhằm đảm bảo di chuyển chính xác và giảm thiểu dao động Hệ thống này không chỉ quản lý hoạt động của cầu trục mà còn đáp ứng các tín hiệu điều khiển, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
Hình 2.6: Hệ thống điều khiển điều khiển
Các nghiên cứu liên quan của đề tài
2.3.1 Các nghiên cứu ngoài nước
Nghiên cứu "Chiến lược điều khiển để giảm dao động của cầu trục mang tải linh hoạt" (2009) tập trung vào việc phân tích và phát triển các chiến lược điều khiển nhằm giảm thiểu dao động lắc lư của cầu trục khi vận chuyển hàng hóa có khối lượng Nghiên cứu đề xuất một hệ thống điều khiển tự động, sử dụng các thông số như vận tốc, gia tốc và tải trọng để điều chỉnh động cơ, từ đó giảm thiểu dao động hiệu quả.
Nghiên cứu "Active Swing Control of Container Cranes" (2013) tập trung vào việc áp dụng kỹ thuật điều khiển chủ động nhằm giảm thiểu dao động lắc lư của cầu trục container Bằng cách sử dụng cảm biến và hệ thống điều khiển tự động, nghiên cứu đề xuất các phương pháp phát hiện và điều chỉnh dao động, từ đó giúp cân bằng và ổn định quá trình di chuyển của cầu trục.
Nghiên cứu "Điều khiển chống dao động cho cầu trục trên cao với khối lượng biến đổi" (2014) đề xuất một hệ thống điều khiển hiệu quả nhằm giảm thiểu dao động lắc lư trong quá trình di chuyển hàng hóa Hệ thống này áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh, giúp duy trì sự ổn định và an toàn khi khối lượng hàng hóa thay đổi.
Nghiên cứu "Mô hình hóa và Điều khiển Cầu trục Container" (2015) tập trung vào việc phát triển mô hình toán học cho cầu trục container, đồng thời đề xuất phương pháp điều khiển nhằm giảm thiểu dao động lắc lư Bằng cách sử dụng các thông số như tốc độ, gia tốc và tải trọng, nghiên cứu điều chỉnh các thông số hệ thống để đạt được hiệu quả giảm dao động tối ưu.
Nghiên cứu về giảm dao động lắc lư của cầu trục đang thu hút sự quan tâm lớn trong ngành công nghiệp Các phương pháp điều khiển và kỹ thuật giảm dao động vẫn đang được phát triển nhằm nâng cao hiệu suất và an toàn Điều này chứng tỏ rằng việc cải thiện khả năng ổn định của cầu trục là một chủ đề quan trọng được nhiều chuyên gia theo dõi.
2.3.2 Các nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu về "Điều khiển cầu trục kết hợp chống rung lắc và tránh vật cản" tập trung vào việc cải thiện hiệu suất hoạt động của cầu trục trong môi trường có nhiều vật cản Mục tiêu là phát triển các phương pháp điều khiển hiệu quả để đảm bảo an toàn và giảm thiểu rung lắc khi di chuyển qua không gian hạn chế.
Bài viết đề xuất các phương pháp điều khiển cầu trục nhằm giảm thiểu rung lắc và tránh né các vật cản, đảm bảo an toàn và tối ưu hóa hiệu suất trong quá trình vận hành cầu trục.
Nghiên cứu này phát triển mô hình cầu trục 6 độ tự do, tập trung vào yếu tố rung lắc dọc theo chiều cầu trục Đồng thời, chúng tôi cũng thực hiện nghiên cứu động lực học dựa trên kết quả từ các phép mô phỏng số.
Nghiên cứu này nhằm nâng cao chất lượng điều khiển cho hệ cầu trục thông qua việc phát triển mô hình toán học và thiết kế bộ điều khiển PID mờ mới Chúng tôi khảo sát tác động của các tham số trong bộ điều khiển này nhằm giảm thiểu dao động của tải và đánh giá khả năng ứng dụng thực tiễn Tại Việt Nam, nghiên cứu về cân bằng dao động lắc lư của cầu trục vẫn còn hạn chế, do ngành cơ khí và tự động hóa đang trong giai đoạn phát triển và chưa được chú trọng như ở các quốc gia phát triển khác.
Các tồn tại của hệ thống
Các phương pháp điều khiển ngược, điều khiển mô hình dự đoán và các mô hình học máy đang được áp dụng trong nghiên cứu, nhưng thường gặp phải những vấn đề phức tạp.
Các phương pháp này yêu cầu trình độ kỹ thuật và học thuật cao, với các hệ thống điều khiển cần kỹ năng phức tạp như lập trình, toán học và vật lý Người học không chỉ cần hiểu rõ các nguyên lý cơ bản mà còn phải có khả năng áp dụng chúng vào các tình huống thực tế trong môi trường đòi hỏi độ chính xác cao.
Việc thực hiện các hệ thống điều khiển yêu cầu sự đồng bộ giữa các thiết bị và phụ kiện đo đạc Các yếu tố như độ dài dây, khối lượng tải nặng, quãng đường đi của động cơ và nhiều yếu tố khác cần được xem xét và điều chỉnh chính xác để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.
Chi phí thực hiện các phương pháp này thường rất cao, không chỉ do giá thiết bị mà còn bao gồm thời gian nghiên cứu, hiệu chỉnh và thử nghiệm để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả.
Các phương pháp hiện tại thường chỉ được áp dụng cho các cầu trục lớn và hiện đại, trong khi việc triển khai chúng cho các cầu trục nhỏ hơn và ứng dụng đơn giản gặp nhiều khó khăn Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu của chúng tôi đang phát triển một hệ thống điều khiển có chi phí thấp hơn, nhằm dễ dàng triển khai và tăng khả năng tiếp cận cho nhiều tổ chức và doanh nghiệp.
Nhóm chúng tôi đang làm việc chăm chỉ để phát triển hệ thống có thể áp dụng cho hầu hết các loại cầu trục nhỏ đến trung bình tại các nhà xưởng và công ty, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng và đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.
Nhóm chúng em đang nỗ lực đơn giản hóa quy trình thi công và lắp đặt hệ thống, nhằm giảm thời gian và nguồn lực cần thiết cho triển khai, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
Hệ thống mới này, mặc dù có thể không giảm thiểu độ lắc hơn các phương pháp trước đó, vẫn được nhóm chúng tôi tin rằng sẽ cải thiện đáng kể độ lắc của các cầu trục hiện tại, từ đó nâng cao hiệu suất và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Giới hạn của đề tài
Đề tài này tập trung vào việc phát triển hệ thống điều khiển nhằm dự đoán và giảm thiểu hiện tượng dao động rung lắc của cầu trục trong quá trình vận hành Thuật toán sẽ được thiết kế và thử nghiệm trên mô hình mô phỏng cầu trục để xác minh hiệu quả trước khi áp dụng vào hệ thống thực tế.
Nghiên cứu sẽ mô phỏng và đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều khiển trên cầu trục dựa vào các chỉ số như độ chính xác, ổn định và tốc độ phản hồi Sau khi so sánh hiệu suất, hệ thống sẽ được triển khai và thử nghiệm trong môi trường công nghiệp để đảm bảo tính ổn định và an toàn Đề tài tập trung phát triển hệ thống điều khiển hạn chế rung lắc cho cầu trục với các tải trọng dưới 500 kg và khoảng cách di chuyển 8m, trong đó tốc độ di chuyển cực đại của con chạy là 18m/phút.
Hệ thống điều khiển hạn chế rung lắc cho cầu trục đã được thực hiện, mang lại kết quả giảm hơn 50% giá trị góc lắc của dây cáp và móc cẩu so với hệ thống ban đầu.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cơ sở lý thuyết về cầu trục
3.1.1 Tổng quan về cầu trục
Cầu trục, hay còn gọi là overhead crane, là thiết bị chuyên dụng giúp nâng, hạ và di chuyển hàng hóa trong nhà xưởng và kho bãi Với khả năng nâng tải từ 1 đến 500 tấn, cầu trục là công cụ hiệu quả trong việc bốc dỡ hàng hóa Được vận hành chủ yếu bằng động cơ điện, cầu trục được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất công nghiệp.
Cầu trục, hay còn gọi là cần trục, là loại máy móc chuyên dụng dùng để nâng, hạ và di chuyển các vật có kích thước lớn hoặc hình dáng cồng kềnh qua không gian trên cao trong các cơ sở, thay vì di chuyển qua lối đi hoặc trên sàn.
Việc di chuyển cần trục được thực hiện bởi người vận hành thông qua hệ thống điều khiển bằng tay hoặc tự động, sử dụng điện hoặc khí nén Cầu trục thường được sử dụng để di chuyển vật liệu đa hướng, hỗ trợ các hoạt động sản xuất, lưu trữ, và bốc dỡ hàng hóa tại các cơ sở, bãi đỗ, cũng như tại các ga đường sắt và cảng.
Cầu trục mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các thiết bị nâng hạ hàng hóa khác, như chi phí lắp đặt thấp, dễ dàng trong quá trình lắp đặt, dễ dàng tìm kiếm phụ tùng thay thế, độ bền cao, tuổi thọ lâu dài và bảo trì đơn giản.
Hình 3.2: Các loại cầu trục khác nhau
3.1.2 Về nguyên lý hoạt động
Sự chuyển động của cầu trục là quá trình di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác để nâng hạ và vận chuyển vật liệu, hàng hóa hoặc thiết bị nặng Cầu trục có khả năng di chuyển trên các hệ thống đường ray, xích hoặc bánh xe, tùy thuộc vào loại cầu trục cụ thể, với hai chuyển động chính là di chuyển ngang và nâng hạ.
Cầu trục có khả năng điều chỉnh độ cao của mâm cầu để nâng và hạ vật liệu, thường thông qua việc tăng hoặc giảm chiều dài của dây cáp hoặc xích cầu.
Cầu trục được thiết kế để di chuyển ngang, giúp vận chuyển vật liệu hiệu quả từ vị trí này sang vị trí khác Để tăng cường tính linh hoạt trong việc di chuyển và thay đổi vị trí làm việc, cầu trục thường được trang bị bánh xe hoặc hệ thống đường ray.
3.1.3 Mô hình động lực học của cầu trục
Hệ cầu trục bao gồm một xe đẩy có khối lượng M di chuyển trên thanh dầm ngang theo phương X Trên xe đẩy, có cuộn cáp cho phép nâng hạ tải, trong đó tải có khối lượng m sẽ dao động với góc lệch θ khi di chuyển Hệ thống này có thể được mô hình hóa bằng mô hình con lắc xuôi trên xe.
Hình 3.3: Mô hình động lực học của cầu trục [8]
Bảng 3.1: Chú thích đơn vị của hình 3.6
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
Xe đẩy có khối lượng M kg, trong khi tải có khối lượng m kg Chuyển vị của xe đẩy theo phương X là x m, và chuyển vị của tải theo phương X cũng là x m Chuyển vị của tải theo phương Y là y m, và chiều dài cáp treo là l m.
F N Lực tác dụng vào hệ thống
Góc lệch của tải theo phương Y
Phương trình động lực học theo phương pháp Lagrangian của hệ cầu trục có dạng:[8]
( ) ( cos sin ) cos sin 0 m M x ml f mlx ml mgl
Thông qua phương trình động lực học của hệ cầu trục, ta có thể thấy rằng góc lệch có quan hệ với các thông số của hệ bao gồm:
Phân tích mô hình động lực học là một công cụ quan trọng để hiểu rõ tính chất của cầu trục, đồng thời hỗ trợ trong việc áp dụng các phương pháp hạn chế rung lắc hiệu quả hiện nay.
3.4 Các phương pháp hiện nay
3.1.4 Mô hình vật lý của cầu trục
Chuyển động của cầu trục là điểm pivot di chuyển với tải có thể mô hình vật lý hóa tương ứng với con lắc đơn [6]
Hình 3.4: Mô hình vật lý của cầu trục dưới dạng con lắc đơn
Các công thức điển hình trong hệ con lắc đơn bao gồm:
- Dao động của con lắc đơn theo ly độ góc theo thời:
- Chu kì của con lắc đơn với điều kiện biên độ góc tối đa là 0 1rad:
Bảng 3.2: Chú thích đơn vị của hình 3.7
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
L m Chiều dài dây g m s / 2 Gia tốc trọng trường
0 Biên độ góc tối đa
Mặc dù các công thức trên là tiêu chuẩn trong lý thuyết con đơn, nó vẫn không phù hợp để áp dụng trong thực bởi các nguyên nhân sau:
Góc ban đầu của con lắc đơn cần phải nhỏ và gần với vị trí cân bằng để đảm bảo lực hồi phục do trọng lực không quá mạnh, từ đó ngăn chặn dao động không điều hòa.
Độ lớn gia tốc của con lắc đơn được giới hạn ở mức vừa phải, đảm bảo rằng gia tốc góc không vượt quá ngưỡng cho phép Sự giới hạn này rất quan trọng vì nó giúp ngăn chặn các lực như trọng lực và ma sát gây ra dao động không ổn định.
Trong điều kiện lý tưởng, con lắc đơn hoạt động mà không có lực ma sát, giúp duy trì năng lượng Tuy nhiên, trong thực tế, sự hiện diện của ma sát có thể ảnh hưởng đáng kể đến chuyển động của con lắc, dẫn đến việc mất năng lượng và làm giảm hiệu suất hoạt động của nó.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể khai thác tính chất dao động điều hòa vào quá trình cầu trục di chuyển tạo ra một hệ thống con lắc
Hình 3.5: Dao động điều hòa Tính chất dao động điều hòa của con lắc có thể biểu diễn với các ví dụ như sau:
- Thời gian dao động từ A đến B sẽ bằng từ B đến A
- Thời gian dao động từ C đến B sẽ bằng từ B đến C
3.1.5 Phân tích rung lắc của cầu trục khi di chuyển
Các nguyên nhân khách quan tạo ra lắc lư khi cầu trục di chuyển có thể kể đến bao gồm:
Trọng tải không được phân bố đồng đều trên cầu trục có thể tạo ra lực không cân bằng, dẫn đến hiện tượng góc lắc Khi trọng tải tập trung chủ yếu ở một bên cầu trục, lực cân bằng chỉ xuất hiện ở phía đó, gây ra sự mất ổn định và làm tăng nguy cơ góc lắc.
Cân bằng lực nâng là yếu tố quan trọng trong vận hành cầu trục; nếu không được điều chỉnh đúng cách hoặc lực nâng không phân bố đều, trọng tải sẽ không được hỗ trợ hiệu quả Hệ quả là có thể xảy ra lực không cân bằng và góc lắc trong quá trình di chuyển.
Tín hiệu Analog
Tín hiệu Analog là loại tín hiệu liên tục, thể hiện qua đồ thị dưới dạng đường cong như hình sin hoặc hình cos "Analog" có nghĩa là tương tự, cho thấy tín hiệu này giữ nguyên bản chất nhưng có sự khác biệt về cường độ theo thời gian Biến đổi của tín hiệu Analog diễn ra theo một mô hình tương tự nhưng với cường độ khác nhau Tín hiệu Analog rất đa dạng, bao gồm dòng điện trong thiết bị điện analog, tín hiệu âm thanh, hình ảnh trong cuộc sống hàng ngày, và sóng điện từ trong viễn thông Chúng ta thường xuyên gặp tín hiệu Analog trong cuộc sống hàng ngày.
Tín hiệu Analog 4 – 20mA là một dạng tín hiệu điện với giá trị dao động từ 4 mA đến 20 mA Những giá trị nằm ngoài khoảng này thường được coi là tín hiệu báo lỗi, nhằm thông báo về sự cố xảy ra.
Tín hiệu Analog thường được biểu diễn dưới dạng áp, như 0 - 5V hoặc 0 - 10V, nhưng có nhược điểm là khó phát hiện lỗi ở mức tín hiệu thấp và dễ bị nhiễu trong quá trình truyền, đặc biệt ở khu vực có hệ thống điện lưới, tủ điện, biến tần và động cơ Để khắc phục những vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển tín hiệu dòng.
Tín hiệu 0 - 20mA gặp khó khăn trong việc phân biệt tín hiệu báo lỗi ở mức thấp (0mA) với tín hiệu thông thường Do đó, tín hiệu analog 4 - 20mA đã được phát triển để khắc phục vấn đề này.
Tín hiệu analog là một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt trong lĩnh vực âm thanh Nó được sử dụng để điều khiển thiết bị điện thông qua việc giám sát mức điện áp Những thay đổi về điện áp sẽ được ghi nhận, và khi xảy ra sự cố, hệ thống sẽ cảnh báo bằng còi và đèn.
Các tín hiệu điện áp này sau đó sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu analog và gửi đến các thiết bị điều khiển và hiển thị
Các thiết bị đo nhiệt độ hoạt động dựa trên tín hiệu analog, trong đó cảm biến nhiệt độ chuyển đổi nhiệt độ thành tín hiệu analog để hiển thị Điều này giúp người dùng dễ dàng đọc và hiểu các thông số, đồng thời tiết kiệm chi phí và giảm thiểu nhiễu từ môi trường xung quanh.
Tín hiệu analog đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị và máy móc công nghiệp nhờ vào tính tiện lợi trong quản lý và điều khiển Trong cuộc sống hàng ngày, các tín hiệu analog phổ biến bao gồm độ ẩm, nhiệt độ, âm thanh, hình ảnh và áp suất Cả tín hiệu analog và tín hiệu số đều được sử dụng rộng rãi trong thực tế.
Các phương pháp hiện nay
3.1.4 Mô hình vật lý của cầu trục
Chuyển động của cầu trục là điểm pivot di chuyển với tải có thể mô hình vật lý hóa tương ứng với con lắc đơn [6]
Hình 3.4: Mô hình vật lý của cầu trục dưới dạng con lắc đơn
Các công thức điển hình trong hệ con lắc đơn bao gồm:
- Dao động của con lắc đơn theo ly độ góc theo thời:
- Chu kì của con lắc đơn với điều kiện biên độ góc tối đa là 0 1rad:
Bảng 3.2: Chú thích đơn vị của hình 3.7
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
L m Chiều dài dây g m s / 2 Gia tốc trọng trường
0 Biên độ góc tối đa
Mặc dù các công thức trên là tiêu chuẩn trong lý thuyết con đơn, nó vẫn không phù hợp để áp dụng trong thực bởi các nguyên nhân sau:
Góc ban đầu của con lắc đơn cần phải nhỏ và gần với vị trí cân bằng để đảm bảo lực hồi phục từ trọng lực không quá mạnh, tránh gây ra dao động không điều hòa.
Độ lớn gia tốc của con lắc đơn được giới hạn ở mức độ không quá lớn, đảm bảo rằng gia tốc góc không vượt quá giới hạn xác định Giới hạn này rất quan trọng vì nó giúp ngăn chặn các lực như trọng lực và ma sát gây ra dao động không ổn định.
Trong một trường hợp lý tưởng, con lắc đơn hoạt động mà không có lực ma sát, giúp bảo toàn năng lượng Tuy nhiên, trong thực tế, ma sát có thể xuất hiện và ảnh hưởng đến chuyển động của con lắc, dẫn đến sự mất mát năng lượng.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể khai thác tính chất dao động điều hòa vào quá trình cầu trục di chuyển tạo ra một hệ thống con lắc
Hình 3.5: Dao động điều hòa Tính chất dao động điều hòa của con lắc có thể biểu diễn với các ví dụ như sau:
- Thời gian dao động từ A đến B sẽ bằng từ B đến A
- Thời gian dao động từ C đến B sẽ bằng từ B đến C
3.1.5 Phân tích rung lắc của cầu trục khi di chuyển
Các nguyên nhân khách quan tạo ra lắc lư khi cầu trục di chuyển có thể kể đến bao gồm:
Trọng tải không đều phân bố trên cầu trục có thể tạo ra lực không cân bằng, dẫn đến hiện tượng góc lắc Khi trọng tải chủ yếu tập trung ở một bên, lực cân bằng chỉ xuất hiện ở phía đó, gây ra sự mất ổn định và ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của cầu trục.
Cân bằng lực nâng là yếu tố quan trọng trong vận hành cầu trục Nếu cầu trục không được cân bằng đúng hoặc lực nâng không được phân bố đều, trọng tải sẽ không được hỗ trợ một cách chính xác Tình trạng này có thể dẫn đến lực không cân bằng và góc lắc khi di chuyển, gây nguy hiểm cho quá trình vận chuyển.
Khi cầu trục di chuyển, nó có thể chịu tác động từ các lực ngoại vi như lực gió, lực ma sát và lực từ quá trình di chuyển tải trọng Những lực này có thể gây ra mô-men không cân bằng, dẫn đến hiện tượng lắc góc.
Hiện tượng rung lắc của cầu trục chủ yếu do nguyên nhân chủ quan gây ra, đặc biệt là khi tải (con lắc) thay đổi trạng thái chuyển động theo định luật 3 của Newton.
Mô hình vật lý của cầu trục được trình bày qua 3.1.4, trong đó xe đẩy (Pa lăng) được sử dụng làm hệ quy chiếu Chiều dương của động lực theo phương X được xác định từ trái sang phải, và hiện tượng lắc lư phát sinh từ sự di chuyển của xe đẩy.
Khi xe đẩy (Pa lăng) tăng tốc với gia tốc a và được sử dụng làm hệ quy chiếu, tải sẽ chịu một lực tác động được tính bằng f = -ma.
Hình 3.7: Hệ quy chiếu của cầu trục
Chuyển động của cầu trục được chia làm 03 giai đoạn:
Giai đoạn tăng tốc là quá trình quan trọng khi cầu trục bắt đầu di chuyển từ vị trí đứng yên, trong đó cầu trục cần đạt được tốc độ di chuyển mong muốn Quá trình này được thực hiện thông qua việc điều khiển hệ thống động cơ và truyền động, nhằm cung cấp năng lượng và lực đẩy cần thiết để cầu trục tăng tốc hiệu quả.
Giai đoạn giữ vận tốc của cầu trục là quá trình duy trì tốc độ di chuyển ổn định sau khi đã đạt được tốc độ mong muốn Để thực hiện điều này, cần phải cung cấp năng lượng liên tục và cân bằng các lực để vượt qua lực cản và lực trở kháng trong suốt quãng đường di chuyển.
Khi cầu trục tiếp cận đích hoặc cần dừng lại, quá trình giảm tốc bắt đầu để đảm bảo an toàn Việc giảm tốc đến mức 0 là cần thiết, và cầu trục phải dừng lại một cách ổn định Hệ thống phanh hoặc các cơ chế dừng khác có thể được sử dụng để đảm bảo tính an toàn trong quá trình này.
Hình 3.8: Sơ đồ vận tốc của chuyển động cầu trục trên biến tần ABB ACS800
Giả sử tại thời điểm bắt đầu chuyển động, tải có vị trí như hình:
Hình 3.9: Vị trí ban đầu Hiện tượng lắc bắt đầu gây ra bởi góc lệch khi cầu trục chuyển động
Khi cầu trục di chuyển và Pa lăng dầm tăng tốc (a > 0), tải bị kéo theo bởi Pa lăng sẽ chịu một lực -ma Sự chuyển động này làm vị trí của tải thay đổi từ A đến B, tạo ra một góc lệch a0 ngược chiều với hướng di chuyển.
Giai đoạn giữ vận tốc:
Trong giai đoạn giữ vận tốc (a = 0), con lắc sẽ quay ngược từ vị trí B về vị trí cân bằng A Quá trình này khiến con lắc dao động quanh A, với biên độ giảm dần theo thời gian do ảnh hưởng của ma sát không khí.
Giai đoạn giảm tốc và dừng lại:
Trong giai đoạn giảm tốc của cầu trục, khi động cơ bắt đầu giảm tốc (a < 0), một góc lệch θ ngược chiều với hướng chuyển động của Pa lăng sẽ được tạo ra Vị trí này được gọi là C, và con lắc sẽ duy trì vị trí này trong suốt quá trình giảm tốc cho đến khi động cơ dừng lại.
Kết luận
Hình 3.16: Biểu đồ so sánh 3 phương pháp
Phương pháp điều khiển ngược và Mô hình học máy đều có độ chính xác cao, nhưng độ phức tạp của thuật toán và yêu cầu tính chuyên môn để tinh chỉnh mô hình là những yếu tố cần xem xét Tính linh hoạt và khả năng tích hợp của mô hình bị hạn chế bởi sự thay đổi của các thông số đầu vào, dẫn đến việc cần phải tính toán và xây dựng lại mô hình, làm giảm khả năng áp dụng trong thực tế khi các thông số như tải trọng và chiều dài dây thường khó đo đạc chính xác Mặc dù thiết bị hiện đại có thể khắc phục những nhược điểm này, nhưng chi phí lắp đặt lại rất cao.
Phương pháp dự đoán của nhóm mang lại tính linh hoạt cao và sử dụng thuật toán đơn giản, không phụ thuộc vào thông số đầu vào, giúp áp dụng rộng rãi cho các cầu trục với chi phí thấp Mặc dù thuật toán này chưa đạt được độ chính xác cao như các mô hình khác trong việc hạn chế rung lắc, nhưng vẫn đảm bảo cải thiện rung lắc lên đến 50% so với mức ban đầu Kết quả này sẽ được trình bày chi tiết trong phần kết quả thực nghiệm phía dưới.
GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN
Giải pháp đề xuất
4.1.1 Tổng quan phương pháp dự đoán
Nhóm đã đề xuất một phương pháp dự đoán mới nhằm khắc phục những khuyết điểm của hai phương pháp trước đây liên quan đến cầu trục Phương pháp này được thiết kế để giảm thiểu chi phí lắp đặt và đáp ứng nhu cầu của phần lớn các cầu trục đơn giản Đặc biệt, nó cũng rất dễ sử dụng, ngay cả đối với những người mới bắt đầu, mà không yêu cầu nhiều kinh nghiệm trong việc điều khiển cầu trục.
Phương pháp này tập trung vào việc sử dụng bù trừ góc lệch trong giai đoạn tăng tốc và giảm tốc nhằm giảm thiểu góc lệch do tải đặt lên cầu trục Việc điều chỉnh góc lệch giúp cầu trục duy trì trạng thái ổn định hơn trong quá trình vận hành.
Phương pháp này có tần số tối đa thực nghiệm là 50 Hz, nhưng có thể được điều chỉnh và điều tiết để phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng trường hợp.
Phương pháp dự đoán này giảm góc lệch do tải, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của cầu trục, từ đó tối ưu hóa hoạt động trong môi trường làm việc Với tính hiệu quả và khả năng thích ứng cao, giải pháp này hứa hẹn sẽ giải quyết các vấn đề liên quan đến cầu trục trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
Hình 4.1: Sơ đồ tổng quát điều khiển
The acceleration phase draws inspiration from the program "Crane Control and Safety with ACS880 Drives" and the topic "Anti-Sway Algorithm and Its Implementation for Industrial Overhead and Gantry Cranes" by author Vo Thanh Vinh.
Hình 4.2: Sơ đồ điều khiển Anti – sway của biến tần ACS880 [13]
Hình 4.3: Sơ đồ điều khiển giai đoạn tăng tốc của tác giả Vo Thanh Vinh [6]
Hình 4.4: Sơ đồ giai đoạn tăng tốc
0 – T1: Động cơ tăng tốc với tần số 25Hz tương ứng với 50% vận tốc tối đa Góc lệch tạo ra trong quá trình này là 1
Sau thời điểm T1, góc lệch của tải đạt giá trị cực đại do quán tính sau giai đoạn tăng tốc từ 0Hz đến 25Hz, được gọi là 1 Động cơ duy trì vận tốc 50% vận tốc tối đa cho đến khi góc lắc gần đạt giá trị 1.
T2 – T3: Động cơ hoạt động với tần số 50Hz đạt 100% vận tốc tối đa Tại điểm T3, góc lệch được giảm thiểu đáng kể, được gọi là góc lệnh 2.
Trong giai đoạn T3 – T4, động cơ duy trì tốc độ tối đa với gia tốc bằng 0, dẫn đến tải trọng dao động quanh vị trí cân bằng với biên độ θ2 Trạng thái này sẽ không thay đổi nếu góc lệch θ2 lớn hơn 2 độ.
Khi góc lệch 2 lớn hơn 2, động cơ sẽ tự động giảm tốc về tần số 20Hz, tạo ra lực f = ma với a ngược chiều chuyển động, giúp giảm góc lệch a 2 Hệ quả là tại T5, góc lệch 2 được giảm xuống, và góc lệch mới được hình thành là 3 với độ lớn 3 nhỏ hơn 2.
T5 – T6: Động cơ duy trì vận tốc ổn định ở tần số 20Hz cho đến khi tải có sự dao động quanh vị trí cân bằng, tạo ra góc lệch 3 theo cùng phương và ngược chiều với góc lệch 3 ban đầu Thời điểm này được gọi là T6.
Hình 4.11: Thời điểm T5 - T6 khi góc lệch 3 đảo chiều
T6 – T7: Động cơ tăng tốc với tần số 50Hz, dẫn đến việc giảm góc lệch 3 Tương tự như trong quá trình T4 – T5, góc lệch mới được gọi là 4, với điều kiện 4 < 3.
Trong giai đoạn T6 - T7, góc lắc của tải đã giảm đáng kể, và từ T7 – T8, cầu trục tiếp tục di chuyển với vận tốc tối đa cho đến khi người điều khiển dừng lại Tải dao động với biên độ 4 quanh vị trí cân bằng đã được xác lập trong quá trình T6 – T7.
4.1.4 Giai đoạn giảm tốc và dừng lại
Giai đoạn giảm tốc và dừng lại của biến tần Mitsubishi A800 được thiết kế dựa trên ý tưởng từ chương trình điều khiển Sơ đồ điều khiển Anti-sway trong giai đoạn giảm tốc của biến tần này giúp cải thiện hiệu suất và độ ổn định trong quá trình vận hành.
Hình 4.14: Sơ đồ điều khiển Anti – sway giai đoạn giảm tốc của biến tần Mitsubishi
Thông qua quá trình nghiên cứu và thực nghiệm nhóm đưa ra phương pháp điều khiển trong giai đoạn giảm tốc và dừng lại như sau:
Hình 4.15: Sơ đồ giai đoạn giảm tốc và dừng lại
T8 – T9: Khi người điều khiển ra lệnh dừng cầu trục, động cơ sẽ giảm tốc từ 50Hz đến 0Hz Trong quá trình này, góc lệch mới sinh ra gọi là 5
Trong giai đoạn T9 – T10, mục tiêu chính là giảm thiểu góc lệch 5 bằng cách tăng tốc động cơ, tạo ra phản lực f = ma Động cơ sẽ tiếp tục tăng tốc cho đến khi đạt được góc lệch 6 = 0 Tuy nhiên, giá trị tần số cần thiết để đạt được góc lệch này là không xác định.
T10 – T11: Động cơ giảm tốc từ tần số X Hz về 0 Hz, di chuyển ngược chiều dương ban đầu để đưa cầu trục về đúng vị trí khi người điều khiển ra lệnh dừng tại T8 Góc lệch được xác lập trong giai đoạn này được gọi là .
Thực nghiệm trên mô hình và xây dựng chương trình
Mô hình được thiết kế để thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, mô phỏng cấu trúc và hoạt động của cẩu trục thực tế Mục tiêu của mô hình là thể hiện quá trình di chuyển tiến và lùi, nhằm minh họa sự rung lắc của cầu trục trong thực tế.
Yêu cầu đưa ra để xây dựng mô hình có thể mô phỏng lại hệ thống thực tế với các yêu cầu sau:
- Động cơ di chuyển là động cơ 3 pha
- Bộ truyền động cần chắc chắn, mượt mà, đáp ứng thay đổi tốc độ trung bình
- Vì mô hình di chuyển tải