Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển chuyển động máy in sử dụng thuật toán PID kết hợp LFFC

ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP  NGUYỄN VĂN ĐẠT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG MÁY IN SỬ DỤNG THUẬT TỐN PID KẾT HỢP LFFC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ THÁI NGUN – 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP  NGUYỄN VĂN ĐẠT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG MÁY IN SỬ DỤNG THUẬT TỐN PID KẾT HỢP LFFC Chun ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60. 52. 02. 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Duy Cương THÁI NGUN – 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tên tơi là: Nguyễn Văn Đạt  -  Thái Ngun.      “Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển chuyển động máy in sử dụng thuật tốn PID kết hợp LFFC”  TS. Nguyễn Duy Cương   Tơi   , tơi  Thái Ngun, ngày tháng 4 Học viên Nguyễn Văn Đạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN  TS. Nguyễn Duy CươngThiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển chuyển động máy in sử dụng thuật tốn PID kết hợp LFFC”  Tơi  TS. Nguyễn Duy Cương tơi    tơi    tơi mong                     4 Học viên Nguyễn Văn Đạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC  i  ii  iii  v  vi  1  3  3  3 1.3.  5  5  7 1.4. Khó k 7  9 1.6.   Feed-Forward 11 1.7.  và n 12 1.8.  14 -FORWARD CONTROL (LFFC) VÀ MODEL REFERENCE ADAPTIVE SYSTEMS (MRAS) 16  16  16 - LC) 16 - FEL) 20 2.1.4. Learning Feed forward Control (LFFC) 22  22 2.2.1. Khái qt chung 23  27  29  32 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv  33 - Forward 35  37  42   43  43  45  46  50  51 máy in 51 4.2.C 52  57  58  59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ Viết Tắt   AC Alternating Current  AD Analog digital B- DC Direct Current  FEL Learning Feedback Error   ILC Interative learning control   LC Learning Control  LFFC Learning Feed Forward Control MRAS Model Reference Adaptive System   STR Self Tuning Regulator  PWM Pulse  width modulation  PID Proportional - Integral - Derivative - tích phân -  Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ  máy in 3  4  5 H 6  18 HÌ 20  21  25  26  27  28  34 HÌNH 2. 9: MR 34  35 HÌNH2. 11 36  37  44  45  46  47  48  49  51  52  52 HÌNH4. 4:  53 HÌNH4. 5:  53  54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vii  54  55  55  56  56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 1 LỜI NĨI ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài    v.v     STR (Self Tuning Regulator) v.v   t           , t                .         Control (LFFC) trên   System: MRAS)t .                       -   -   Sim Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ [...]... mẫu Hệ thống điều khiển Cơ cấu tác động Hàm truyền Cơ cấu tác động cuối HÌNH 1 3: Hệ thống chuyển động điện cơ Việc sử dụng phản hồi để tạo ra một hệ thống vòng lặp kín ổn định đòi hỏi việc sử dụng các cảm biến phù hợp để cung cấp các thơng tin cần thiết về q trình Các cảm biến này thường được đặt ở thiết bị truyền động hoặc cơ cấu tác động cuối Với cấu tr c này, hạn chế cho thiết kế một hệ thống điều. .. là: (1) hệ thống được thiết kế s cho ra sai số nhỏ nhất có thể để đáp ứng đầu vào tham chiếu mong muốn, (2) Động học hệ thống khơng q nhạy cảm với những thay đổi của các thơng số hệ thống, và (3) những ảnh hưởng của nhiễu q trình nên được giảm thiểu Với mục tiêu Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển chuyển động máy in ta cần tiến hành các bước sau: 1- Thiết kế, tính tốn cơ hệ chuyển động máy in; 2 -... số kỹ thuật làm việc và một mơ hình đối tượng thích hợp được xác định, thiết kế thực tế của hệ thống điều khiển có thể được thành lập Có rất nhiều phương pháp điều khiển để thiết kế hệ thống điều khiển Tuy nhiên, các phương pháp thích hợp hơn được lựa chọn dựa trên các thơng số kỹ thuật làm việc, mơ hình đối tượng, và kiến thức và kinh nghiệm của các nhà thiết kế Sau khi một hệ thống được thiết kế, nếu... là: hệ thống phanh tự động ơ tơ; điều khiển hệ thống camera; điều khiển cánh tay robot; máy hàn Các ứng dụng chỉ ra r ng bộ điều khiển FEL đã cải thiện một cách rõ ràng dựa trên q trình vận hành của bộ điều khiển phản hồi và các ứng dụng này cũng chỉ ra có thể thu được chất lượng bám cao mà khơng cần mơ hình mở rộng Cách hoạt động của một bộ FEL được so sánh với cách hoạt động của hệ thống điều khiển. .. http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 13 suất, cùng với những hạn chế đối với hệ thống để tạo ra một hệ thống ổn định Thiết kế thơng qua lý thuyết điều khiển hiện đại sử dụng các cơng thức tốn học của bài tốn và áp dụng lý thuyết tốn học vào bài tốn thiết kế trong đó hệ thống có thể có nhiều đầu vào và nhiều đầu ra và có thể biến đổi theo thời gian Nó cho phép các nhà thiết kế để tạo ra một hệ thống thiết kế mà tối ưu với các chỉ số... trường hợp này, một bộ điều khiển phải có khả năng đảm bảo việc học ổn định bất chấp các điều kiện vận hành thay đổi như thế nào 2.1.3 Bộ điều khiển học sử dụng sai lệch phản hồi (Feedback Error Learning - FEL) Một bộ LC cho máy in mà phải bám theo các quỹ đạo Nói chung bộ điều khiển này được biết đến với cái tên là bộ điều khiển học sai lệch phản hồi: Bộ điều khiển (Feedback Error Learning- FEL) Hệ thống. .. tác dụng lên q trình km H ng số động cơ dc Thơng số Coulomb của Damper Bảng1.1: Giải thích các biến và các thơng số sử dụng trong các cơng thức (1.2) và (1.6) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 5 1.3 Các yếu tố gây ra chuyển động thiếu chính xác cho hệ thống máy in Các nhiễu lặp và bất định đối tượng trong các hệ thống chuyển động điện cơ (máy in) : Một hệ thống chuyển động. .. truyền Khi sử dụng các phương pháp đáp ứng tần số, các nhà thiết kế điều khiển muốn thay đổi hệ thống sao cho đáp ứng tần số của hệ thống được thiết kế s thỏa mãn các chi tiết kỹ thuật Khi sử dụng các phương pháp quỹ đạo nghiệm, các nhà thiết kế muốn thay đổi và định dạng lại các quỹ đạo nghiệm sao cho các nghiệm của hệ thống thu được s n m ở vị trí mong muốn trong mặt phẳng - s Thiết kế điều khiển dựa... 2 - Trên cơ sở của mơ hình hệ thống thực viết các phương trình vi phân mơ tả hệ thống, kết hợp với thực nghiệm ta xác định được mơ hình tốn của đối tượng điều khiển; 3 Dựa trên mơ hình tốn nhận được lựa chọn cấu tr c điều khiển phù hợp đó là sự kết hợp giữa ID truyền thống và Learning Feed-Forward đồng thời tính tốn được thơng số của các bộ điều khiển; 4 - Kết quả tính tốn thiết kế được kiểm chứng và... Learning Feed-Forward Control (LFFC) và Model Reference Adaptive Systems (MARS) Chương 3: Thiết kế và mơ phỏng bộ điều khiển LFFC trên cơ sở MRAS để điều khiển máy in Chương 4: Thực nghiệm Thái Ngun, ngày tháng .năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Đạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Cấu tạo, cấu trúc máy in (cơng nghệ in) Máy in cơng nghiệp được sử dụng . KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP  NGUYỄN VĂN ĐẠT THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG MÁY IN SỬ DỤNG THUẬT TỐN PID KẾT HỢP LFFC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG MÁY IN SỬ DỤNG THUẬT TỐN PID KẾT HỢP LFFC Chun ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60. 52. 02. 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT.    Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển chuyển động máy in sử dụng thuật tốn PID kết hợp LFFC  TS. Nguyễn Duy Cương  