34 Trang 7 maxn chỉ số của thành phần tần số tại gia tốc cao nhất của động cơMTn Tần số tự nhiên của rãnh nam châm P Số cặp cựcloadR Điện trở của tảiloadqR Điện trở của tải trong trục q
Gi ớ i thi ệu độ ng cơ tuy ế n tính
Gi ớ i thi ệ u chung v ề độ ng cơ tuy ế n tính
Gần đây, sau sự ra đời của động cơ tuyến tính, ứng dụng sản xuất chế tạo của nó đã gia tăng đáng kể, đặc biệt trong các hệ thống truyền động cho máy công cụ CNC và các hệ thống máy móc tự động hóa trong công nghiệp phụ trợ Điều này mang lại độ chính xác cao và tốc độ nhanh, đồng thời cũng được áp dụng trong các phương tiện giao thông như tàu điện.
Động cơ tuyên tính có cấu trúc tương tự như động cơ quay đã được cán lăn phẳng, với nguyên tắc hoạt động giống nhau Bộ phận rôto được chế tạo từ các cuộn dây bọc trong nhựa epoxy, trong khi rãnh được chế tạo bằng nam châm định vị, thường là nam châm đất hiếm có công suất cao trên thép Hệ thống này bao gồm các cuộn dây và một bộ mạch điều khiển, cùng với cảm biến nhiệt để theo dõi nhiệt độ và các linh kiện điện tử phù hợp Khi động cơ quay, rôto và stato cần các vòng bi quay để hỗ trợ rôto, đồng thời duy trì khe hở không khí giữa các bộ phận chuyển động.
Hình 1.1 Nguyên lý hoạ ột đ ng của đ ng cơ truyộ ền th ng ố
Hình 1.2 Nguyên lý hoạ ột đ ng của động cơ tuyến tính
Hình 1.3 Mô hình nguyên lý của đ ng cơ tuyến tính ộ
Động cơ tuyến tính yêu cầu một bộ ray dẫn hướng phù hợp để duy trì vị trí của bộ lộc bên trong từ trường của rãnh tuyến tính nam châm Bộ mã hóa gắn trên rôto cung cấp phản hồi về vị trí của trục, giúp động cơ tuyến tính yêu cầu phản hồi vị trí theo hướng chuyển động Sử dụng bộ mã hóa tuyến tính cho phép đo vị trí trục trực tiếp, tăng độ chính xác của vị trí tải.
Điều khiển động cơ tuyến tính không thể phân biệt với điều khiển động cơ quay Tương tự, động cơ quay không cần thay đổi than.
Động cơ tuyến tính không sử dụng chổi than và hoạt động khác biệt so với động cơ quay, trong đó rôto quay còn stato giữ nguyên Hệ thống này có thể chuyển động với lực nhỏ hơn so với động cơ quay, mặc dù cần có dây cáp có độ bền cao Động cơ tuyến tính có khả năng di chuyển cả theo chiều dài của đường rãnh từ mà không cần hệ thống quản lý cáp Nguyên tắc cơ điện tương tự áp dụng cho cả hai loại động cơ, với lực điện từ tạo ra mô-men xoắn trong động cơ quay và lực thẳng trong động cơ tuyến tính Điều này cho phép động cơ tuyến tính hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng khác nhau.
1.1.2 Ứng dụng củađộng cơ tuyến tính:
Động cơ tuy n tính ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực dân dụng và công nghiệp nhờ vào độ chính xác cao, tốc độ nhanh và khả năng giảm tiêu hao năng lượng.
Tàu đệm từ, một ứng dụng cách mạng trong lĩnh vực giao thông, sử dụng điện từ trường và động cơ tuyến tính để nâng, dẫn lái và đẩy phương tiện Phương pháp này mang lại tốc độ và tiện nghi vượt trội so với các phương tiện giao thông công cộng truyền thống, nhờ việc giảm ma sát và loại bỏ cấu trúc cơ khí Tàu đệm từ có thể đạt tốc độ ngang với máy bay, từ 500 đến 580 km/h, và đã được đưa vào sử dụng thương mại từ năm 1984 Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ này vẫn bị hạn chế bởi các yếu tố khoa học và kinh tế.
Hình 1.4 JR-Maglev tại Nhật
Kỹ thuật nâng bằng lực từ không giống với kỹ thuật tàu sử dụng bánh xe, vì vậy không tương thích với hệ thống đường ray xe lửa truyền thống Do không sử dụng chung các cơ sở hạ tầng hiện có, tàu đệm từ cần được thiết kế với một mô hình giao thông hoàn toàn mới.
Tàu đệm từ không chỉ là phương tiện chuyên chở, mà còn thể hiện sự tương tác giữa tàu và đường ray Mỗi thành phần được thiết kế đặc biệt để tương thích lẫn nhau, nhằm tạo ra lực nâng và điều khiển chính xác quá trình nâng lên và di chuyển bằng lực điện từ.
Hình 1.5 Transrapid tại trạm thử nghi m Emsland ở Đứệ c
Do không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa đường ray và tàu, tàu đệm từ chỉ chịu lực ma sát với không khí, giúp giảm tiêu tốn năng lượng và tiếng ồn Hệ thống tàu đệm từ có thể đạt tốc độ lên đến 650 km/h, nhanh hơn nhiều so với tàu hỏa truyền thống Tốc độ cao này cho phép tàu đệm từ cạnh tranh hiệu quả với các chuyến bay trong khoảng cách dưới 1.000 kilômét.
Hình 1.6 Nguyên lý c ủa tàu đệm từ trườ ng
Robot đơn trục là một ứng dụng cách mạng trong công nghiệp, nổi bật với độ chính xác cao và tốc độ nhanh Thiết bị này có khả năng sử dụng nhiều cảm biến di chuyển trên cùng một bộ, cho thấy sự vượt trội trong ứng dụng Tuy nhiên, giá thành tương đối cao vẫn là rào cản khiến nó chưa được sử dụng rộng rãi trong thời điểm hiện tại.
Hình 1.7 Động cơ tuyến tính đơn trụ c
6 Hình 1.8 Ứng dụng động cơ tuyến tính trong máy công cụ
Hình 1.9 ng d Ứ ụng động cơ tuyế n tính trong bàn kiểm tra
Ứ ng d ụ ng c ủ a đ ng cơ tuy ộ ế n tính
Hình 1 10 Máy kiểm tra 2 trục sử ụ d ng đ ng cơ tuyộ ến tính
Rung độ ng trong chuy ể n đ ộ ng
Ngành công nghiệp sản xuất chính xác cung cấp các thiết bị có độ chính xác cao và phản hồi nhanh chóng về vị trí, giúp mở rộng vùng hoạt động nhờ kích thước sản phẩm tăng lên và cải thiện năng suất Hệ thống chuyển động bán dẫn yêu cầu độ chính xác cực cao và tốc độ nhanh trong các hành trình dài, với độ chính xác đạt đến 1 nanomet và hành trình lên đến hàng chục mét Do đó, cần có những thiết bị và giải pháp tiên tiến để đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Vấn đề rung động trong cơ hệ khi động cơ tuyến tính chuyển động do tăng tốc và giảm tốc nhanh chóng của các phần chuyển động là nguyên nhân chính làm giảm độ chính xác, giảm tuổi thọ ổ trục và năng suất sản xuất Để tăng tốc hoặc giảm tốc một khối tải trọng lớn, cần sinh ra lực đẩy lớn để cân bằng với phản lực của cơ hệ Phản lực lớn này dẫn đến rung động không chấp nhận được, và nếu kéo dài trong thời gian đủ lâu, sẽ làm giảm tuổi thọ, thời gian hoạt động và năng suất của các thiết bị sản xuất.
Mô t ả độ ng h ọc các quá trình dao độ ng
Dao độ ng đi ề u hòa
1.3.1.1 Các tham số độ ng học của dao động điều hoà
Dao động đi u hoà đượề c mô t v ả ềphương di n đệ ộng h c bọ ở ệ ứi h th c
Dao động điều hòa, hay còn gọi là dao động hình sin, có biên độ A, thường được giả thiết là dương Biên độ dao động là giá trị tuyệt đối của độ lệch lớn nhất so với giá trị trung bình Góc pha ψ(t) = ωt + α thể hiện trạng thái của dao động, trong đó α là pha ban đầu.
Hình 1 11Biên độ dao động
Tần số góc (ω) của dao động điều hòa được định nghĩa là tần số vòng quay của dao động, với đơn vị đo là rad/s hoặc s⁻¹ Do hàm sin có chu kỳ 2π, dao động điều hòa cũng có chu kỳ tương ứng.
= ω (1.2) Đi u đó đưề ợc xác định b i biở ến đổi sau
Như thế chu kỳdao động là khoảng thời gian nhỏ nhất cần thiết để đạ i lượng dao động trở ạ l i v trí ban ị đầu Đại lượng f 1
Tần số dao động (f) được đo bằng đơn vị s⁻¹ hoặc Hertz (Hz), biểu thị số lần dao động xảy ra trong một giây Mối quan hệ giữa tần số dao động và tần số vòng (ω) là rất quan trọng trong lĩnh vực vật lý.
Một dao động điều hòa được xác định bởi ba đại lượng A, ω và φ Ngoài ra, dao động này cũng có thể được xác định duy nhất khi biết tần số góc ω và các điều kiện ban đầu Giả sử các điều kiện ban đầu có dạng nhất định.
0; t= y(0) =y 0 y(0) =y 0 Khi đó t phương trình (1.1) ta cóừ
Việc biểu diễn pha ban đầu α bằng công thức (1.6) có nhược điểm là không xác định rõ ràng trong khoảng từ 0 đến 2π Do đó, để xác định α một cách chính xác, cần chú ý đến công thức arcsiny0 α = A (1.7).
Người ta cũng hay biểu diễn dao đ ng điộ ều hoà công thức (1.1) dưới dạng sau
So sánh biểu thức (1.8) v i bi u thớ ể ức (1.1) ta có các hệ ứ th c
C và C 2 cũng có thểxác định được từcác điều kiện đầu
1.3.1.2 Biểu diễn phức dao động điều hoà
Biểu diễn dao động điều hòa có thể được thể hiện bằng véc tơ phức, trong đó hàm điều hòa y(t) được coi là phần ảo của véc tơ phức z Véc tơ này quay với vận tốc góc trong mặt phẳng số, tạo nên hình ảnh trực quan cho dao động.
Hình 1 V12 éc tơ phức z quay trong mặt ph ng sẳ ố Đại lượng A Ae= i α được gọi là biên độ phức Như thế biên độ phức
A biểu diễn vị trí của véc tơ phức z tại thời điểm t = 0 Véc tơ phức z còn được gọi là véc tơ quay
Nhờ công thức Euler cos sin ei ϕ = ϕ+i ϕ ta có
1.3.1.3 Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương và cùng tần số
Cho hai dao động điều hoà cùng phương và cùng tần số
Tổng của hai dao động điều hoà trên được xác định bởi hệ thức
Sử dụng định lý cộng đối với hàm sin ta có
( ) sin cos cos sin sin cos cos sin
( cos cos )sin ( sin sin )cos y t A t A t
Nếu ta đưa vào các ký hiệu
1 1 2 2 cos cos cos sin sin sin
= + thì biểu thức trên có dạng
( ) sin cos cos sin sin( ) y t = A ωt α + A ωt α = A ω αt+ (1 ) 13
Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương và cùng tần số tạo ra dao động điều hoà mới với tần số không đổi Biên độ A và góc pha ban đầu α của dao động tổng hợp được xác định qua các hệ thức cụ thể.
Nếu sử dụng cách biểu diễn phức dao động điều hoà, thì hai dao động điều hoà thành phần có dạng
Từ đó dao động tổng hợp có dạng
Sử dụng công thức Euler, chúng ta có thể xác định biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp thông qua các công thức được trình bày trong (1.14) và (1.15).
Khi các pha ban đầu α α 1 = 2 =0 thì ta có
Hai dao động điều hòa y₁(t) và y₂(t) có cùng phương, tần số và biên độ được gọi là dao động đồng bộ Dù các biên độ A₁ và A₂ có thể đại diện cho các đại lượng vật lý khác nhau, chúng vẫn giữ mối liên hệ chặt chẽ trong quá trình dao động.
1( ) y t biểu diễn lực thay đổi điều hoà, y t 2 ( ) biểu diễn biến dạng đàn hồi do lực đó gây ra Chúng tạo nên một quá trình diễn biến đồng bộ.
1.3.2.1 Các tham số động học của dao động tuần hoàn
Một hàm số y t( ) được gọi là hàm tuần hoàn, nếu tồn tại một hằng số
T > , sao cho với mọi t ta có hệ thức
Dao động tuần hoàn được mô tả qua hàm tuần hoàn y(t), với chu kỳ dao động là hằng số T nhỏ nhất để thỏa mãn hệ thức (1.19) Hình 1.6 minh họa sự diễn biến theo thời gian của quá trình dao động tuần hoàn.
Chú ý rằng nếu hàm số y t( )có chu kỳ T thì hàm số u t( ) ( )= y at có chu kỳ là T a / Thực vậy
+ = + = + = Hình 1 13 Quá trình di n biễ ến theo thời gian của một dao động tuần hoàn Đại lượng nghịch đảo của chu kỳ dao động
Tần số dao động (f) được định nghĩa là số dao động thực hiện trong một đơn vị thời gian, với chu kỳ dao động (T) tính bằng giây Tần số dao động được đo bằng Hertz (Hz) hoặc s⁻¹ Trong lĩnh vực kỹ thuật, khái niệm tần số vòng (ω) cũng được sử dụng, được tính theo công thức ω = 2πf.
Tần số vòng, thường được gọi tắt là tần số dao động (ω), là một khái niệm phổ biến trong vật lý Cần phân biệt rõ giữa tần số vòng và tần số dao động (f) để tránh nhầm lẫn Đơn vị đo của tần số vòng là rad/s hoặc 1/s.
Biên độ A của dao động tuần hoàn y t( ) được định nghĩa bởi hệ thức sau:
Trong dao động tuần hoàn, ngoài các tham số động học như chu kỳ, tần số và biên độ, còn có các tham số giá trị trung bình theo thời gian của hàm y(t) trong một chu kỳ Ba loại giá trị trung bình thường được sử dụng là giá trị trung bình tuyến tính.
= ∫ (1 ) 23 giá trị trung bình hiệu dụng
= ∫ (1 ) 24 và giá trị trung bình hiệu chỉnh
Trong các công thức (1.23), (1.24) và (1.25) khoảng lấy tích phân [−T/ 2, / 2]T có thể thay bằng khoảng [ ,T T T 0 0 + ]
1.3.2.2 Tổng hợp hai dao động điều hoà có cùng phương khác tần số với tỷ lệ giữa hai tần số là số hữu tỷ
Cho hai dao động điều hoà thành phần
Tổng của hai dao động điều hoà trên được xác định bởi hàm
Chu kỳ của dao động thành phần y t 1 ( ) là T 1 =2 /π ω 1 , của dao động thành phần y t 2 ( )là T 2 =2 /π ω 2 Từ công thức (1.27) ta suy ra chu kỳ của dao động tổng hợp y t( )là
Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương nhưng khác tần số với tỷ lệ giữa hai tần số là số hữu tỷ, cụ thể là ω₁ : ω₂ = p : q, sẽ tạo ra một dao động tuần hoàn có chu kỳ T = pT₁ = qT₂ Nếu p/q là phân số tối giản, thì T sẽ là bội số chung nhỏ nhất của T₁ và T₂.
Hình 1 14Đồ ị th dao động t ng h p cổ ợ ủa hai dao động điều hoà với:
A A = , ω ω 1 : 2 =2:3, α 1 =0, α π 1 = / 3 Nếu sử dụng các véc tơ phức ta có thể viết một cách hình thức như sau
Từ hình 8 1 ta có thể xác định được mođun z và argument ψcủa số phức
Bây giờ ta xét một trường hợp riêng quan trọng Đó là trường hợp hiệu
1 2 ω ω− nhỏ và biên độ các dao động điều hoà thành phần bằng nhau
A =A =A Chú ý đến hệ thức lượng giác2cos2 1 cos2 α = + α, từ công thức (1.30) ta suy ra
Hình 1.15 Mođun z và argument ψ c a s ph c ủ ố ứ z
Chú ý đến hệ thức lượng giác sin sin 2sin cos
2 2 α β α β α + β = + − ta có thể biến đổi biểu thức (1.31) về dạng đơn giản hơn
(1 ) 33 Để viết cho gọn ta đưa vào ký hiệu
Chú ý đến (1.32), (1.33), (1.34) từ công thức (1.29) ta suy ra
Dao độ ng tu n hoàn 14 ầ
Phân tích một hàm tuần hoàn thông qua chuỗi Fourier được gọi là phân tích điều hoà Trong đó, hằng số a₀ đại diện cho giá trị trung bình của dao động, còn số hạng A₁ sin(ωα₁ + 1) được xem là dao động cơ bản Các số hạng sin( ) k k thể hiện các dao động bậc cao hơn trong chuỗi Fourier.
A k tω α+ được gọi là dao động bậc k − 1 (với k > 1) hay gọi là các điều hoà.
Nếu một chuỗi Fourier hội tụ đều, nó sẽ hội tụ đến giá trị của hàm y(t) Đối với chuỗi Fourier hội tụ đều, ta có thể thực hiện tích phân và vi phân từng số hạng của chuỗi Tuy nhiên, cần lưu ý rằng một chuỗi Fourier có thể hội tụ, nhưng chuỗi các đạo hàm của các thành phần trong nó có thể không hội tụ.
Đánh giá v ề các phương pháp gi ả m rung đ ộ ng
Các phương pháp làm giả m rung đ ộ ng c ủ a cơ h ệ
Nhìn chung, sựrung động c a các h ủ ệcơ khí có thểđược gi m b t vả ớ ới
3 cách tiếp cận: Thi t k ph n m m (software), ph n c ng (hardware) ho c ế ế ầ ề ầ ứ ặ hỗn hợp (Hybrid) (kết hợp giữa phần cứng và phần mềm)
Phương pháp phần mềm có thể được phân loại dựa trên hình dạng của tín hiệu đầu vào và tín hiệu điều khiển Hình dạng tín hiệu đầu vào có khả năng loại bỏ các rung động bằng cách điều chỉnh tín hiệu theo động lực của hệ thống Lệnh đầu vào được tùy chỉnh thông qua sự kết hợp các chuyển xung của hệ thống, như được chỉ ra trong hình 1.10 (Schurter et al, 2001).
Hình 1 17 Hình dạng đầu vào với 2 tín hiệu xung tham chiếu
Phương pháp sử dụng phần cứng để giảm rung động bao gồm việc lắp đặt các cơ cấu như khối lượng, lò xo giảm chấn Các thiết bị phổ biến như hệ thống hấp thụ rung động thụ động và hệ thống cách ly rung động thụ động đã được nghiên cứu (Ozturk et al, 2008; Jolly et al, 1996; Poster et al, 1994) Hệ thống hấp thụ rung động này thường được áp dụng để giảm rung cho ray, đai và vách ngăn (Snowdon, 1973) Để tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống hấp thụ rung động, cần có các thiết kế đặc biệt (Keye et al, 2009) Lò xo phí tuyến được sử dụng để cách ly rung động, nhằm giảm thiểu tác động đến các cấu trúc cơ sở (Friswell et al, 2012).
Cấu trúc hình hợp hai lỗ được sử dụng để tăng cường độ cứng phi tuyến trong ứng dụng cách ly rung động Để giảm rung động của khung gầm, cân bằng đối trọng được thêm vào (Verschuure et al, 2007) Phương pháp hỗn hợp điều khiển rung động thông qua bể độ truyền động Hệ thống hấp thụ chủ động hoặc cách ly rung động chủ động là ví dụ điển hình về cơ cấu hình hợp Thiết bị truyền động được sử dụng để hấp thụ rung động thông qua cảm biến và thiết bị truyền động độ để kiểm soát rung động Điều khiển phi tuyến dựa trên chức năng Lyapunov được đề xuất cho cách ly QZS với một cuộn dây (Pham, Ahn, 2013) Bộ truyền động điện từ được áp dụng cho cách ly rung động chủ yếu theo phương ngang nhằm giảm rung động của bàn máy Hệ thống cách ly bán chủ động tiêu thụ một lượng nhỏ năng lượng sinh ra để điều chỉnh hiệu suất của hệ thống.
1.4.2 Nghiên cứu trước đây cho giảm rung động trạng thái chuyển động của động cơ tuyến tính.
Trạng thái chuyển động của động cơ tuyến tính có liên quan đến một số luận văn về giảm rung của cơ hệ Các nghiên cứu này phân loại phương pháp giảm rung động thành hai nhóm chính: phương pháp phần cứng và phương pháp hỗn hợp.
Về phương pháp phần cứng, có hai cách tiếp cận chính là sử dụng gá tấm nam châm cố định hoặc có thể di chuyển nhằm giảm rung động trong cơ hệ khi hoạt động Phương pháp tấm nam châm cố định sử dụng cấu trúc gắn thêm để bảo vệ cơ hệ khỏi phản lực chuyển động, như được minh họa ở hình 1.11 Tuy nhiên, phương pháp này gặp phải nhược điểm là yêu cầu không gian lớn và chi phí cao cho các cấu trúc bổ sung.
Hình 1 H 18 ệloại bỏphản lực với cấu trúc lắp thêm
Bài viết đề xuất một cơ cấu bù lực thông qua việc sử dụng khối nam châm di chuyển, kết hợp với lò xo hỗ trợ, nhằm cải thiện độ ổn định và hiệu quả trong hệ thống Hình 1.12 minh họa rõ ràng cơ cấu này.
Hình 1 19Cơ cấu bù lực thụ động với hỗ ợ tr lò xo
Phản lực của hệ thống được truyển tải thông qua lực xo và lực giảm chấn, đặc biệt trong các cơ chế khi có sự chuyển động của nam châm Điều này cho thấy rằng rung động của cơ hệ có thể được giảm đáng kể Thêm vào đó, việc bù lực bằng cách sử dụng một khối lượng thêm vào cũng đã được chỉ ra trong nghiên cứu.
Cơ cấu bù lực thụ động có khả năng điều chỉnh độ rung của hệ thống, trong đó giảm chấn và độ cứng sẽ thay đổi tùy theo hình dạng chuyển động Điều này giúp duy trì hiệu suất hoạt động và tránh hiện tượng cộng hưởng.
Hình 1 20Cơ cấu bù lực thụ động với khối lượng l p thêm ắ
Luận văn áp dụng phương pháp hỗn hợp cho trạng thái chuyển động tuyến tính, sử dụng hệ khử rung chủ động với cơ cấu tuy n tính lế ắp thêm Hệ thống này được điều khiển để di chuyển ngược hướng với phần di chuyển và triệt tiêu phần lực lên cơ hệ Tuy nhiên, việc sử dụng động cơ lắp thêm làm tăng giá thành và độ phức tạp của hệ thống.
Nghiên c ứu trước đây cho gi m rung đ ả ộ ng tr ng thái chuy ạ ể n đ ộ ng c a ủ độ ng cơ tuy ế n tính
Hình 1 H 21 ệthống kiểm soát phản lực với mộ ột đ ng cơ lắp thêm.
K ế t lu ậ n
Động cơ tuyến tính ngày càng phổ biến trong công nghiệp và dân dụng nhờ vào việc truyền động trực tiếp, giúp giảm thiểu lực mất mát và tăng cường tải trọng, tốc độ và độ chính xác Tuy nhiên, quá trình di chuyển của động cơ có thể phát sinh rung động, ảnh hưởng đến độ bền của động cơ và các cấu trúc xung quanh Có hai loại dao động chính là dao động điều hòa và dao động tuần hoàn, chúng sẽ tổng hợp lại thành dao động của hệ cơ Để giảm rung động, có thể áp dụng ba phương pháp chính: thiết kế phần mềm, phần cứng hoặc kết hợp cả hai Các phương pháp giảm rung bao gồm hệ thống phản lực với cấu trúc lắp thêm, cơ cấu bù lực thụ động với lò xo, và hệ thống kiểm soát phản lực với động cơ lắp thêm Chương tiếp theo sẽ đi sâu vào cơ cấu bù lực cho động cơ tuyến tính.
Mặc dù phương pháp phần mềm và phần cứng có khả năng giảm rung động của cơ hệ trong trạng thái chuyển động của động cơ tuyến tính, nhưng chúng vẫn gặp phải những hạn chế nhất định Cụ thể, các tín hiệu đầu vào có thể làm giảm rung động của hệ thống, tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến việc làm trễ các lệnh đầu vào (Singhose et al, 1995).
Cơ cấu bù lực thụ động không thể điều chỉnh độ ứ c ng và độ giảm chấn của hệ thống theo sự thay đổi của biên dạng chuyển động, dẫn đến nguy cơ xảy ra hiện tượng cộng hưởng Để khắc phục vấn đề này, phương pháp hỗn hợp giữa phần mềm và phần cứng được chú trọng Chương 2 sẽ trình bày về phương pháp bù lực chủ động, cho phép điều chỉnh độ ứ c ng và độ giảm chấn của các cấu trúc trong hệ thống Ngoài ra, một kiểu điều khiển tự động được đề xuất để biến thiên theo biên dạng chuyển động Biên dạng chuyển động trong trạng thái chuyển động tuyến tính sẽ được phân tích bằng chuỗi Fourier, và phản hồi của cơ cấu bù lực thụ động (RFC) sẽ được ước tính gần bằng biên dạng chuyển động Một cơ cấu RFC hoạt động với một cuộn dây điều khiển sẽ được giới thiệu để nâng cao hiệu quả của cơ cấu này.
Phương pháp cơ cấu bù lực bán chủ động (Semi-active RFC) sử dụng cuộn dây cố định để giảm rung động của cơ hệ và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống ống RFC Lực điện từ được sinh ra trong cuộn dây nhờ khối nam châm, tạo ra lực Lorentz khi cuộn dây cố định ngắn lại, giúp giảm chấn cho rãnh nam châm Điều này cho phép kiểm soát lực giảm chấn dễ dàng thông qua việc thay đổi điện trở hoặc chuyển đổi cuộn dây.
CƠ CẤ U BÙ L C CH Ự Ủ ĐỘ NG CHO CHUY Ể N Đ Ộ NG ĐỘNG CƠ TUYẾ N TÍNH
Phân tích biên d ạ ng chuy ể n đ ộ ng b ằ ng chu i Fourier ỗ
Chuyển các chức năng từ lực đẩy di chuyển cùa rãnh nam châm và sang lực truyền tương tứng là các phương trình (2.3) và (2.4) tương ứng.
( ) ( ) 2 tran MT MT t MT MT MT
Phân tích tần số của biên dạng chuyển động là yếu tố quan trọng để dự đoán hiệu suất của cơ cấu bù lực thụ động, do hai hàm truyền trong phương trình (2.3) và (2.4) phụ thuộc vào tần số kích thích của lực đẩy.
Do đó cả độ cứng và giảm chấn của rãnh nam châm nên được điều chỉnh theo sự thay đổi của biên dạng chuyển động.
2.2 Phân tích biên d ng chuyạ ển động b ng chuằ ỗi Fourier 2.2.1 Phân loại biên dạng chuyển động
Các cấu hình chuyển động lặp đi lặp lại phổ biến trong các giai đoạn hoạt động của động cơ tuyến tính bao gồm chuyển động qua lại, chuyển động đi và dừng lặp lại, cùng với chuyển động kết hợp Hình 2.2(a) minh họa một chuyển động bóng bàn dài với thời gian tăng tốc = 0.1, thời gian chạy = 0.4, thời gian dừng = 1 và gia tốc cực đại.
20 / 2 và tần số của nó
Mặt khác hình 2 (b) cho thấy một chuyển động đi và dừng lặp đi lặp 2 lại thời gian tăng tốc = 0.1, thời gian chạy = 0, thời gian dừng
= 0.1, gia tốc cực đại là 20 / 2 và tần số của nó.
Mặc dù cả hai biên dạng chuyển động có tổng hành trình giống nhau, nhưng tần số thành phần của chúng lại hoàn toàn khác biệt.
Hình 2.2 Ví dụ ề v biên dạng chuyển động 2.2.1.1 Phân tích cấu hình chuyển động bằng chuỗi Fourier
Chuyển động hành trình dài có thể được mô hình hóa bằng toán học thông qua các khoảng thời gian quan trọng: thời gian tăng tốc (T1), thời gian chạy (T2) và thời gian dừng (T3) Chu kỳ của chuyển động qua lại được tính bằng công thức: T = 4T1 + 2T2 + 2T3, như thể hiện trong hình 2.3.
Thời gian tăng tốc được đặt là 0,05 giây để đạt gia tốc cực đại 10 m/s² với lực đẩy tối đa từ động cơ tuyến tính Thời gian chạy liên quan đến hành trình của biên dạng chuyển động; nếu thời gian này lớn, biên dạng chuyển động được gọi là hành trình dài, ngược lại, nếu nhỏ, được gọi là hành trình ngắn Thời gian chạy bị giới hạn bởi kích thước giai đoạn chuyển động và thường không vượt quá 0,6 giây Thời gian dừng thay đổi tùy theo yêu cầu của thiết bị, nhưng không lớn hơn 2 giây.
Trong chương nàyđã tập trung vào chuyển động qua l i v i hành trình ạ ớ dài vì chuyển động hành trình dài quan trọng hơn chuy n để ộng hành trình ng n.ắ
Các thành phần tần số của biên dạng chuyển động có thể được tính toán thông qua chuỗi Fourier Theo chuỗi Fourier, bất kỳ hàm tuần hoàn nào với chu kỳ T đều có thể được biểu diễn bằng phương trình (2.5).
Hình 2.3 Gia tốc của chuyển động qua lại
Biên dạng chuyển đ ng đượộ c d ch chuy n bị ể ởi Td w / 2 để trởthành hàm chẵn và các hệ ố s trởthành H0 ệ ố s Fourier có thể được suy ra dưới dạng phương trình (2.6)
2.2.2 Các đápứng của cơ cấu RFC thụ động Đặc tính c a ủ ( ) do phản lực có thể nhận được với phương trình (2.8) Trong phần này, đ phân tích đơn giể ản, luận văn chỉ xét lực đẩy đố ới v i gia tốc của đ ng cơ.ộ
MT MT MT MT MT MT M n T n m x c x k x m a ∞ a n tω
(2.8) trong đó, = (2 / ) là tần số cơ bản của biên dạng chuyển động:
Giải pháp cụ thể thứ n của phương trình (2.8) có thểđược đưa ra trong phương trình (2.9)
Độ ứ c ng c a rãnh nam châm cần được chọn để giảm thiểu lực truyền trong điều kiện chuyển động nhỏ hơn một giá trị nhất định, chẳng hạn như 0,1m Mặc dù giảm chấn có thể được sử dụng để tránh cộng hưởng của RFC, nhưng nó lại làm tăng gia tốc của hệ thống Nếu tần số riêng của rãnh nam châm được giả định là một giá trị cố định và độ ắ t t dần được giả định bằng 0 để đơn giản hóa, thì biểu thức của hệ thống có thể được thể hiện qua một phương trình cụ thể.
MT MT a sin T m A T T n T T T x sin sin n m n n T nT
T ừ phương trình (2.6) thành phần lớn nhấ ủt c a c ụthểlà:
MT MT max MT max MT max MT m A T T m A T T x =m π n −n = m π n −n n +n (2 ) 11
Độ lớn của lực truyền phụ thuộc vào nghiệm c thụ ể thứ n của , có thể được xác định qua phương trình (2.10) Đồng thời, độ ứ c ng tương ứng của rãnh ủ nam châm được mô tả trong phương trình (2.12).
Thành phần lớn nhất của lực truyền cụ thể có thểđược tính toán t ừthành phần lớn nhất của như thể ệ hi n trong phương trình (2.14)
4 max max n n MT max a tran MT MT M
Luận văn có thể suy ra m t sộ ố đường dẫn hướng heuristic cho , như thể hi n trong ệ bảng 2.1 vì thành phần lớn nhất của lực truyền
‖ ‖ nên được gi m thiả ểu để giảm t ng lổ ực truyền Độ cứng của rãnh nam châm ( ) nên được chọn theo c u hình chuyấ ển động
Bảng 2.1 Đường dẫn hướng Heuristic cho
Tham số tham chiếu Hiệu suất
K ế t lu ậ n
Cơ cấu bù lực thụ động trong hệ thống rung động của máy đã được cải tiến với một thiết kế mới, giúp nâng cao tính ổn định mà không cần trang bị thêm cấu trúc bên ngoài Để khắc phục những hạn chế của cơ cấu bù lực hiện tại, một cơ cấu bù lực hoạ với cuộn dây điều khiển đã được giới thiệu, nhằm thích ứng với các biến đổi của biên dạng chuyển động.
Dựa vào các phép biến đổi cơ học, ta có thể thấy mối liên hệ giữa lực đẩy, phản lực làm cho rãnh nam châm dao động và tạo ra sự dịch chuyển Khi rãnh nam châm được hỗ trợ bởi lò xo và giảm chấn, hiện tượng này trở nên rõ ràng hơn.
CƠ CẤ U RFC BÁN CH Ủ ĐỘ NG CHO CHUY Ể N ĐỘ NG
Mô hình toán h ọ c
Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng cuộn dây động cơ ba pha làm cuộn dây cố định bù cho ổ đĩa cơ cấu RFC bán chủ động Trước khi phát triển mô hình toán học cho cơ cấu RFC bán chủ động, luận văn đã trình bày kiến thức cơ sở về mô hình động cơ ba pha.
3.2.1 Hệ thống biến đổi và tọa độ
Hình 3.2 Mô hình cu n dây ba pha cho cuộ ộn dây cố định bổ sung của cơ cấu RFC bán chủ động
Mô hình giản đồ ủ của cuộn dây ba pha (a-b-c) cho cuộn dây cố định bổ sung với kết nối hình sao được thể hiện trong hình 3.2 Trong mô hình này, mỗi pha được dịch chuyển 2/3 π độ so với nhau Để phân tích cuộn dây ba pha, cần suy ra phép biến đổi tọa độ từ các thành phần ba pha a, b và c thành các thành phần trục x-y hai pha, như được trình bày trong hình 3.3 (Ponomarev).
Hình 3.3 Tọa độ x-y và a-b-c của cuộn dây ba pha
Dòng điện ba pha trong tọa độa, b và c có thểđược biến đổi thành hai trục x-y pha, như thể hiện trong phương trình (3 ) 1
Dòng điện ba pha trong cuộn dây c nh ủ ộ ố đị được xác định theo tọa độ a-b-c, với các ký hiệu , , Đồng thời, dòng điện hai pha của cuộn dây cố định được biểu diễn theo tọa độ x-y, với θ là góc giữa trục x và trục a.
Với θ = 0, phương trình (3.1) có thểđược vi t lế ại dưới dạng phương trình (3 ) .2
Dòng điện trong cuộn dây cố định có thể được xác định trong hệ quy chiếu với trục vuông góc Trục d và trục q giao nhau, trong đó trục q quay với tốc độ đồng bộ quanh trục tọa độ x-y Trong trường hợp này, trục d song song với trục nam châm, trong khi trục q trực giao với trục d theo cùng một hướng quay, ngược chiều kim đồng hồ.
Mối quan hệgiữa tốc độ và vận tốc tuyến tính của rãnh nam châm
có thể được bi u diể ễn dưới dạng phương trình (3 ) .3 xMT ω π
=τ (3.3) trong đó, là cao độ ự c c theo dõi nam châm
Hình 3.4 H ệquy chiếu d q c- ủa đ ng cơ ba pha ộ
Các dòng điện trong h tệ ọa độ x-y có thểđược chuyển đổi sang h tệ ọa độ d q− bằng phương trình (3 4)
(3.4) trong đó, và là dòng điện của cuộn dây bán hoạ ột đ ng theo tọa độ d q− , α là góc giữa tr c d và trụ ục x
S dử ụng phương trình (3 ) (3 ) 2 và 4 và = 2 /, phép biến đổi d q− t từ ọa độ a-b-c sang tọa độ d q− có thể được biểu diễn dưới dạng phương trình (3 ) (3 ) .5 và 6
3.2.2Mô hình toán học của cuộn dây cố định cho cơ cấu RFC bán chủ động
Khi thanh nam châm dao động do ảnh hưởng của lực, dòng điện sẽ được sinh ra trong cuộn dây cố định Lực Lorentz tác động lên dòng điện trong cuộn dây và từ thông của rãnh nam châm có thể được tính bằng phương trình (3.7) (Ponomarev, 2009).
= + − (3.7) trong đó, là liên kết t thông cừ ủa rãnh nam châm, và là độ ự t cảm trục d và trục q, p là số ặ c p cực
Do độ ự ả t c m c a cu n dây củ ộ ố đị nh thấp (Ponomarev, 2009), l c ự Lorentz của cuộn dây cố định có thể được tính gần đúng là phương trình
Phương trình (3.8) có thể được đơn giản hóa hơn nữa dưới dạng phương trình (3 9). coil f q
F ≈K I (3.9) trong đó, là dòng điện đ ng cơ.ộ
Trong cơ học, phương trình chuy n để ộng c a ủ cơ cấu RFC bán ch ủ động được thể ệ hi n trong phương trình (3.10)
MT MT MT MT MT MT t coil m x + c x +k x = F −F (3 ) 10
Trong bài viết này, khối lượng của rãnh nam châm được ký hiệu là , trong khi vị trí của rãnh nam châm được biểu thị bằng Vận tốc và gia tốc cố định của rãnh nam châm lần lượt được ký hiệu là và Cuối cùng, phản lực do chuyển động của động cơ được ký hiệu là .
Lực truyền đến cơ ệ đượh c tính bằng phương trình (3.11) tran MT MT MT MT coil
Sức đi n đệ ộng của cuộn dây cố định theo trục q có thể được biểu thị bằng phương trình 3.12 q emf emf MT
Trong đó, là suất đi n đệ ộng gây ra trong cuộn dây bán động theo trục q
Hình 3.5 Cuộn dây bán hoạ ột đ ng v i tớ ải điện tr ở
Cơ cấu RFC bán chủ động có thể được mô hình hóa bằng phương trình toán học trong (3.9) Sơ đồ mô hình điện của hệ thống thủy lực ống RFC bán chủ động được thể hiện trong hình 3.5 Bằng cách áp dụng định luật Kirchhoff, phương trình mạch của cuộn dây bán hoạt động có thể được suy ra dưới dạng phương trình.
Điện trở của cuộn dây cố định theo trục q được ký hiệu là , trong khi độ cự ảm của cuộn dây cố định theo trục q được ký hiệu là Bên cạnh đó, điện trở tải thêm vào mạch được ký hiệu là ụ .
S dử ụng phương trình (3.9), ( 12), ( 13), lu3 3 ận văn có thể suy ra hàm truyền từ cu n dây ộ ( ) sang ( ) , như thể ệ hi n trong phương trình
( ) ( ) f emf coil coil load coil
Xem xét dao động tần số thấp của rãnh nam châm và độ ảnh hưởng của cuộn dây nhỏ, luận văn có thể suy ra hàm truyền dẫn từ vận tốc của rãnh nam châm, như thể hiện trong phương trình 3.5.
Hệ ống giảm chấn của cuộn dây cố định có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi Rload Theo phương trình (3.15), khi Rload tăng, giảm chấn của cuộn dây cố định sẽ giảm.
( ) ( ) f emf coil coil coil load
+ (3 ) 15 trong đó, là hệ ố s giảm chấn của cuộn dây bán hoạ ột đ ng
3.2.3Cuộn dây cố định ba pha có tải điện trở
Một sơ đồ của cuộn dây cố định ba pha với tải điện trở được trình bày trong hình 3.6 Ba cuộn dây của cuộn dây bán chủ động được kết nối theo hình sao, trong khi tải điện trở được nối theo hình tam giác.
Hình 3.6 Cuộn dây cố đị nh ba pha có tải điện trở
Here is a rewritten paragraph that contains the meaning of the original text, complying with SEO rules:"Cuộn dây cố định được ni dây vòng xoắn ối kết hình sao, theo trục quay có thể được tính bằng cách nhân điện trở của cuộn dây ở ụ độ với hệ số 1/√3, như thể hiện trong phương trình (3.6) (Delta Tau, 2012)."
Nếu không, tải điện trở được nối trong kết nối tam giác có thể được tính toán từ trục q bằng hệ số chuyển đổi m hình ạ sao tam giác 1/3 và hệ số 1/√3, như thể hiện trong phương trình (3.17).
3.3 Cơ cấu RFC bán chủ độ ng v i công tớ ắc b t - t t ậ ắ ON/OFF
Trong phần trước, cơ cấu RFC bán chủ động với các tải điện trở khác nhau đã được đề xuất để thay đổi giảm chấn của hệ thống Để linh hoạt hơn trong việc điều khiển, phương pháp điều khiển bật-tắt ON/OFF thông qua công tắc được nghiên cứu nhằm thay đổi van điều tiết của hệ thống Mô hình sơ đồ của cơ cấu RFC bán chủ động với công tắc ON/OFF được thể hiện trong hình 3.7, cho thấy khi tất cả các công tắc ở trạng thái bật, dòng điện sẽ được tạo ra trong cuộn dây cố định.
Hình 3.7 Mô hình sơ đồ ủ c a hệ thống RFC bán chủ độ ng với công tắc b t-tậ ắt ON/OFF
Hình 3.8 (a), (b), (c) và (d) trình bày mô phỏng vị trí của rãnh nam châm với nhiều thời gian sử dụng rơle đóng ngắt trong khoảng 20 ms Kết quả cho thấy rằng việc tăng thời gian giảm chân của rơle có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoạt động của hệ thống.
45 h ệ thống tăng lên Do đó, biên độ v ị trí của rãnh nam châm sẽ ả gi m, được chỉ lra i trong hình 3.9 ạ
(a)Thời gian b t = 0 ms (0% khoậ ảng th i gian)ờ
(b) Thời gian b = 5 ms (25% kho ng thật ả ời gian)
(c)Thời gian b t = 16 ms (80% kho ng thậ ả ời gian)
(d)Thời gian bật = 20 ms (100% kho ng thả ời gian)Hình 3.8 V ịtrí c a rãnh nam châm vủ ới các nhiệm vụ khác nhau
Hình 3.9 V ịtrí c a rãnh nam châm vủ ới các khác nhau v ề ời gian th
K Ế T QU Ả MÔ PH Ỏ NG
3.4.1 RFC thụ động với các cấu hình chuyển động khác nhau
Mô hình toán học của RFC động được xem xét với lực đẩy tác động lên chuyển động của động cơ, được biểu thị qua phương trình (3.18) Lực này phụ thuộc vào khối lượng của động cơ và gia tốc của biên dạng chuyển động Đồng thời, lực cần thiết để vượt qua ma sát và dây cáp của phần di chuyển được mô tả trong phương trình (3.19) Ma sát trong rãnh nam châm được ước tính gần đúng với hệ số nhớt, do rãnh nam châm được hỗ trợ bởi một dẫn hướng tuyến tính có ma sát và độ chính xác thấp.
MT MT MT MT MT MT t m f m x +c x +k x = F = F + F (3 ) 18
( ) ( ) ( ) s MT s n x v f MT f MT fs MT v MT
(3 ) 19 Ởđây, là ma sát Coulomb và , , là các hệ ố s ma sát Stribeck
Tất cả các tham số ủ c a cơ cấu RFC thụ động đểmô phỏng được th ể hiện trong bảng 1.3
Bảng 3.1 Các thông số ủa cơ cấ c u RFC thụ động đểmô phỏng
Thông số Giá trị Thông số Giá trị mMT 26 kg Fc 1.5N kMT 1000 N/m Fs 56 N cMT 30 Ns/m ns 0.01 kv 25 Ns/m vs 0.1
Khả năng truyền mô phỏng của cơ cấu RFC thụ động được thể hiện qua biên độ ủ c a lực truyền và phản lực, như hình 10 cho thấy (3 = 1000 N/m) Do cơ cấu RFC thụ động không thể điều chỉnh độ ứ c ng c a rãnh nam châm theo cấu hình chuyển động, nên không thể tránh khỏi sự cộng hưởng của rãnh nam châm, điều này dẫn đến việc không đảm bảo lực truyền tối thiểu Luật vận hành chỉ ra rõ sự cộng hưởng của rãnh nam châm đối với các giá trị nhỏ.
(a)Biên độ ủ c a chuyển động theo dõi nam châm
(b) Quá trình chuyển tiếp Hình 3 10 Mô phỏng RFC thụ động với = 1000 / m.
3.4.2 Kết quả mô phỏng. Để xây d ng mô hình mô phự ỏng dựa trên các phương trình cơ điện suy ra của cơ cấu RFC bán chủ độ ng với các thông số trong bảng 3 2
Bảng 3.2 Thông số ỹ k thuật của giai đoạn chuyển động thẳng của đ ng cơộ
Tham số Giá trị Tham số Giá trị mMT 26 kg Kemf 25 Vs/m kMT
Cấu hình chuyển động dài được sử dụng trong mô phỏng, như thể hiện trong hình 3.11 Trong trường hợp chuyển động hành trình dài, cơ cấu RFC sẽ giảm chấn ấn nhiều hơn, dẫn đến việc truyền lực nhỏ hơn đến cơ sở.
50 h ệ thống Vớ ấi c u hình chuyển đ ng đã cho,ộ lực đẩy ho c phặ ả ựn l c có thể được tính toán b ng cách sằ ử ụ d ng phương trình (3 8) .1
Hình 3 C11 ấu hình chuyển đ ng đưộ ợc sử ụ d ng trong mô phỏng RFC bán chủ độ ng
Kết quả mô phỏng chuyển động của rãnh nam châm với các giá trị điện trở tải khác nhau, cụ thể là 0,2 Ohm, 3,3 Ohm và vô cùng (không có cơ cấu RFC bán chủ động), cho thấy rằng điện trở lớn hơn sẽ dẫn đến giảm chấn nhỏ hơn và chuyển động của rãnh nam châm lớn hơn Trong trường hợp không có cơ cấu RFC, điện trở tải là vô cùng, khiến lực giảm chấn của cuộn dây cố định bằng 0, dẫn đến biên độ dao động lớn nhất của rãnh nam châm Ngược lại, với điện trở 0,2 hoặc 3,3 Ohm, cuộn dây cố định sẽ làm giảm đáng kể chuyển động của rãnh nam châm.
Hình 3.12 (a), (b) và (c) mô tả ả c dao động theo dõi nam châm mô phỏng với = 0,2 Ohm, 3,3 Ohm và vô cùng
(c)Cuộn dây cố đị nh mở, không có RFC
(d)So sánh giữa các kết quả Hình 3 12 Mô phỏng dao động theo dõi nam châm v i nhiớ ều điện trở
Lực giảm chấn của cuộn dây cố định có thể được đánh giá bằng hai phương pháp: tính toán vận tốc của rãnh nam châm theo phương trình 3.9 và dòng điện Iq trong cuộn dây cố định theo phương trình 3.14 Để xác nhận mô hình toán học của cơ cấu RFC bán chủ động, trước tiên cần tính toán vận tốc của rãnh nam châm từ chuyển động của nó.
Dòng điện Iq có thể được tính từ dòng điện ba pha đo được theo tọa độ a-b-c Đặc biệt, dòng điện Iab, Ibc, Ica của tải điện trở kết nối hình sao được đo bằng cách sử dụng điện áp của tải tương ứng Sau đó, dòng điện ba pha Ia, Ib, Ic trong tọa độ a-b-c được tính bằng các phương trình (3.20), (3.21) và (3.22) Cuối cùng, dòng điện Iq có
Hình 143 (a) & (b) thể hiện lực giảm chấn của cuộn dây cố định với hai điện trở khác nhau là 0,2 Ohm và 3,3 Ohm Các đường gạch ngang màu đỏ biểu thị lực giảm chấn được đo bằng cách quan sát vận tốc của rãnh nam châm, trong khi các đường liền nét màu đen minh họa lực giảm chấn đo bằng dòng điện Hai phương pháp này cho kết quả tương tự nhau, tuy nhiên, lực giảm chấn được đánh giá bằng phương pháp vận tốc có độ tin cậy cao hơn do cảm biến Hall dùng để đo chuyển động của rãnh nam châm có độ phân giải thấp.
(a) F coil lực giảm chấn với = 0,2 Ohm
F l ự c gi ả m ch ấ n v ớ i = 3,3 Ohm Hình 3 L13 ực gi m chả ấn đư c đánh giá theo vợ ậ ốn t c và dòng điện
3.5 Kết luận và kiến nghị
Trong bài viết này, tác giả đã phát triển một bộ điều khiển cho cơ cấu RFC chủ động nhằm giảm thiểu rung động không mong muốn của động cơ Đầu tiên, các thành phần tần số của rung động trong giai đoạn chuyển động thẳng được phân tích, và các hoạt động của cơ cấu RFC được đánh giá chính xác thông qua mô phỏng Hơn nữa, một cơ cấu RFC kết hợp với một cuộn điều khiển bổ sung được giới thiệu để khắc phục những hạn chế của cơ cấu RFC thông thường, đồng thời tối ưu hóa khả năng điều chỉnh theo các chuyển động khác nhau Các kết quả mô phỏng đã xác minh tính hiệu quả của quy trình điều chỉnh tham số của bộ điều khiển P cho cơ cấu RFC chủ động.
Luận văn giới thiệu cơ cấu RFC bán chủ động có khả năng điều chỉnh linh hoạt mà không cần sử dụng bộ khuếch đại và trục điều khiển, chỉ bằng cách thay đổi tải điện trở Mô hình toán học cho cuộn dây bán chủ động ba pha được đề xuất nhằm tối ưu hóa mối quan hệ giữa hệ số giãn nở và giá trị tải điện trở Bên cạnh đó, một cơ cấu RFC bán chủ động mới với bộ chuyển đổi ON/OFF cũng được đưa ra để cải thiện khả năng điều chỉnh của hệ thống Hiệu quả của cơ cấu RFC bán chủ động này đã được chứng minh qua các kết quả mô phỏng.
Trong nghiên cứu tương lai về cấu trúc RFC chống, tác giả sẽ tập trung vào việc nâng cao điều kiện dựa trên tần số phân tích chuyển động Phương pháp này được áp dụng cho cuộn dây chủ động nhằm cải thiện hiệu suất của cuộn dây trong các chuyển động đặc biệt.
Cơ cấu RFC bán chừng vủ độ với điều khiển bật tắt ON/OFF được đề xuất sử dụng rơ le để thay đổi hệ thống, mang lại tính linh hoạt cho quá trình hoạt động.
Trong thời gian tới, việc thiết kế các mạch điện cần chú ý đến việc ngăn chặn hiện tượng rơ le phát tia lửa khi ngắt kết nối Để cải thiện hiệu suất điều khiển bật/tắt, một số linh kiện như MOSFET và JFET sẽ được xem xét thay thế cho rơ le.
Giá trị ủ của hệ ố ả s gi m chấn cần được điều chỉnh theo chuyển động để tối ưu hóa hiệu suất của RFC bán chệ ệ ấ ủ ộ ủ động Do đó, việc phân tích chuyển động là cần thiết để lựa chọn đúng biến số ủ của hệ ố ắ s t t dần.
Qua tính toán lý thuyết và mô phỏng phần mềm, chúng ta nhận thấy rằng cơ cấu bù lực có tác dụng giúp giảm bớt rung động của cơ hệ sử dụng động cơ tuyến tính Với các thông số khác nhau, cơ cấu bù lực mang lại những kết quả khác nhau, nhưng về cơ bản, nó cung cấp hiệu quả nhất định trong việc giảm rung động của cơ hệ, từ đó tăng độ chính xác và độ bền vững của hệ thống.