Điều khiển hệ thống cần trục không cảm biến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN XUÂN NAM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CẦN TRỤC KHÔNG CẢM BIẾN S K C 0 9 NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 3 Tp Hồ Chí Minh, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN XUÂN NAM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CẦN TRỤC KHÔNG CẢM BIẾN Chuyên ngành: Thiết bị mạng nhà máy điện Mã ngành: 60 52 50 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Đoàn Xuân Nam Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/12/1985 Nơi sinh: Gia Lai Quê quán: Thái Bình Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 40 Phù Đổng, phường Phù Đổng, Tp Pleiku Điện thoại quan: 061722185 Điện thoại nhà riêng: 01254587074 Fax: E-mail: doanxuan_nam@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1.Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 09/2004 đến 05/2009 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện Khí Hóa Cung Cấp Điện Cao học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 2/2010 đến 2/2012 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Thiết Bị Mạng Nhà Máy Điện Tên đề tài: Điều Khiển Hệ Thống Cần Trục Không Cảm Biến Ngày & nơi bảo vệ: Tháng 1/2013, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS Ngô Văn Thuyên III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 09/2009 đến 10/2011 Từ 12/2011 đến 12/2012 Nơi công tác Nhiệm vụ Đại Học Công Ngiệp Thực Phẩm Tp HCM Giáo viên Tổng Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Dầu Khí Nhân viên Tp HCM, ngày 15 tháng năm 2013 Người khai ký tên Đoàn Xuân Nam Lời Cam Đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 02 năm 2013 Tác giả luận văn Đoàn Xuân Nam i Lời Cảm Ơn Để hoàn thành đề tài này, trước hết học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS Ngô Văn Thuyên, thầy định hướng hỗ trợ phương tiện, thiết bị động viên, khích lệ tinh thần làm việc học viên suốt thời gian thực đề tài Bên cạnh đó, học viên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới tất quí Thầy Cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh trang bị cho học viên lượng kiến thức bổ ích, đặc biệt xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô Khoa Điện – Điện Tử tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho học viên nhiều trình học tập thời gian làm luận văn Học viên xin gởi lời cảm ơn chân thành đến đồng nghiệp, gia đình, bạn bè giúp đỡ cho học viên nhiều, tạo cho học viên niềm tin nỗ lực cố gắng để hoàn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 02 năm 2013 Tác giả luận văn Đoàn Xuân Nam ii Tóm Tắt Luận Văn Cần trục sử dụng rộng rãi để vận chuyển vật nặng vật liệu độc hại nhà máy hạt nhân, xí nghiệp đóng tàu, xây dựng nhà cao tầng…Việc vận chuyển cần trục đòi hỏi phải nhanh chóng để đảm bảoan toàn dao động tải không lớn suốt trình vận chuyển Trong điều khiển chống dao động hệ thống cần trục, cảm biến thường dùng để đo lường vị trí góc dao động tải Hai tín hiệu đo lường phản hồi hai điều khiển riêng biệt để điều khiển xe chạy tới vị trí đảm bảo cho góc dao động ổn định dập tắt xe chạy đến vị trí đặt Tuy nhiên, cảm biến đo lường góc dao động tải hệ thống thực tế có trở ngại: chi phí đầu tư cao, khó lắp đặt với cần trục có cấu nâng hạ, thường xuyên bảo trì sữa chữa… Mục tiêu đề tài không dùng cảm biến đo lường góc mà điều khiển tự động hệ thống cần trục hoạt động theo yêu cầu Ngoài ra, dòng điện làm việc động điều chỉnh phạm vi dòng điện định mức để tránh tượng tải làm cho dòng tăng mức cho phép Mô hình toán học cầu trục xây dựng dựa phương trình vật lý định luật Newton thông qua phép biến đổi Laplace.Mô hình sử dụng để mô đáp ứng cần trục theo phương pháp điều khiển: điều khiển với hai PID, điều khiển với hai PID có điều khiển dòng điện, điều khiển không cảm biến mạng nơron Các kết mô thí nghiệm mô hình thựccho thấy phương pháp điều khiển không cảm biến mạng nơroncókết tương tự điều khiển có cảm biến thực.Khâu điều khiển dòng điện cho phép điều chỉnh linh hoạt dòng làm việc dòng khởi động động iii Abstract Cranes are widely used in various applications such as heavy loads transportation and hazardous materials handling in shipyards, in factories, in nuclear installations and in high building constructions The transportation by crane requires as fastas possible and, at the same time, the load swing is kept small during the transfer process andcompletely vanishes at the load destination In anti-swing feedback control of automatic gantry crane system, sensors are normally employed to detect trolley position and payload swing angle Two measurement signals will be feedback on two separate controllers to control the trolley to the correct position, ensure swing angle stability, and extinguish when driving to the location However, the sensors measure the payload swing angle in real systems there are obstacles: the high investment costs, difficult to install especially with the crane lifting structure, difficult to maintenance and repair, etc The goal of thesis is sensor-less anti-swing control method for automatic gantry crane system In addition, the motor working current always be adjusted in the range of the rated current to avoid increase excessive when overloading Mathematical model of the gantry crane is based on the physical equations and Newton's laws through the Laplace transform This model is used to simulate the response of the gantry crane control methods: two PID controllers, two PID controllers with current controller, sensor-lesscontrol using soft sensor by neural networks The simulation and experimental results on real models showed that using softsensor by neural networks similar to real sensors Loop current controller allows adjustment of flexible motor working current, as well as the motor starting current iv Mục Lục Trang Trang tựa Quyết Định Giao Đề Tài Lý Lịch Khoa Học Lời Cam Đoan i Lời Cảm Ơn ii Mục Lục .v Danh Sách Các Hình ix Chương Tổng Quan 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Phương pháp tiếp cận điều khiển cần trục 1.3 Mục tiêu giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Nội dung luận văn .6 Chương Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 Mô tả hệ thống sử dụng 2.2 Mô hình toán học hệ thống cần trục .8 2.2.1 Mô hình động DC .9 2.2.2 Mô hình xe .9 2.2.3 Mô hình tải 10 2.3 Mô hình mô hệ thống cần trục 12 v 2.4 Mạng nơron nhân tạo (Artifical Neural Networks_ ANN) .13 2.4.1 Hàm tổng hợp 14 2.4.2 Hàm kích hoạt 15 2.4.3 Giải thuật lan truyền ngược 16 2.4.4 Minh họa giải thuật lan truyền ngược huấn luyện mạng nơron nhiều lớp 18 Chương Các Phương Pháp Điều Khiển 24 3.1 Phương pháp điều khiển với hai khâu PID .24 3.2 Phương pháp điều khiển với hai khâu PID có điều khiển dòng điện 27 3.3 Phương điều khiển không cảm biến 31 3.3.1 Phương pháp luận 31 3.3.2 Xây dựng phần mềm cảm biến mạng nơron 32 Chương Điều Khiển Hệ Thống Thực 41 Sơ lược mô hình thí nghiệm hệ thống thực 41 Thiết kế phần cứng 42 Điều khiển với hai khâu PID 45 4.3.1 Thiết kế điều khiển PID góc dao động .46 4.3.2 Thiết kế điều khiển PID vị trí 47 4.3.3 Kết thực nghiệm .48 4 Điều khiển với hai khâu PID có điều khiển dòng .50 Điều khiển không cảm biến mạng nơron 53 Giao diện đồ họa .57 Chương Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề tài 59 vi 5.1 Kết luận .59 5.2 Hướng phát triển đề tài .60 Tài Liệu Tham Khảo .61 Phụ Lục 64 vii Danh Sách Các Chữ Viết Tắt PID : Bộ điều khiển PID (Proportional Integral Derivative) PWM : Phương pháp điều rộng xung (Pulse width modulation) BPA : Giải thuật lan truyền ngược (Back propagation algorithm) ANN : Mạng nơron nhân tạo (Artifical Neural Networks) viii Danh Sách Các Hình Hình Trang Hình 1.1 Cần trục giàn .2 Hình 1.2 Cần trục quay Hình 2.1 Mô hình cần trục Hình 2.2 Mô hình động DC Hình 2.3 Sơ đồ khối động DC .9 Hình 2.4 Sơ đồ khối điều khiển vòng hở hệ thống cần trục .12 Hình 2.5 (a) kết mô vị trí xe, (b) kết mô góc dao động tải 12 Hình 2.6 Cấu trúc nơron sinh học .13 Hình 2.7 Cấu trúc mạng nơron nhân tạo 14 Hình 2.8 Cấu trúc nơron nhân tạo .14 Hình 2.9 Cấu trúc mạng với nơron lớp vào, nơron lớp ẩn nơron lớp 18 Hình 2.10 Mô tả tín hiệu vào nơron .18 Hình 2.11 Tính toán liệu lớp vào 19 Hình 2.12 Tính toán liệu lớp ẩn .19 Hình 2.13 Tính toán liệu lớp 20 Hình 2.14 Tính toán sai số đầu mạng nơron 20 Hình 2.15 Mô tả trình lan truyền ngược sai số sang lớp ẩn 21 Hình 2.16 Mô tả trình lan truyền ngược sai số sang lớp vào 21 Hình 2.17 Quá trình cập nhập lại trọng số lớp vào 22 Hình 2.18 Quá trình cập nhập lại trọng số lớp ẩn 23 ix Hình 2.19 Quá trình cập nhập lại trọng số lớp .23 Hình 3.1 Điều khiển cần trục với hai khâu PID .24 Hình 3.2 Giải thuật điều khiển 25 Hình 3.3 Kết mô vị trí điều khiển với hai khâu PID 26 Hình 3.4 Kết mô góc dao động điều khiển với hai khâu PID 26 Hình 3.5 Kết mô dòng làm việc điều khiển với hai khâu PID .27 Hình 3.6 Điều chỉnh dòng điện thông qua điều chỉnh PWM 28 Hình 3.7 Động DC với vòng điều khiển dòng điện 28 Hình 3.8 Mô hình điều khiển với hai khâu PID có điều khiển dòng .29 Hình 3.9 So sánh kết mô vị trí hai phương pháp điều khiển 30 Hình 3.10 So sánh kết mô góc hai phương pháp điều khiển 30 Hình 3.11 So sánh kết mô dòng điện hai phương pháp điều khiển 31 Hình 3.12 Điều khiển không dùng cảm biến góc .32 Hình 3.13 Sử dụng mạng nơron nhận dạng phần mềm cảm biến 33 Hình 3.14 Cấu trúc mạng nơron hai ngõ vào ngõ ra, 30 nơron lớp ẩn .34 Hình 3.15 Sơ đồ mô điều khiển không cảm biến phương án .34 Hình 3.16 Sơ đồ mô điều khiển không cảm biến phương án .34 Hình 3.17 Sơ đồ mô điều khiển không cảm biến phương án .35 Hình 3.18 Sơ đồ mô điều khiển không cảm biến phương án .35 Hình 3.19 So sánh kết mô vị trí điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 36 Hình 3.20 So sánh kết mô vị trí góc dao động điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 36 x Hình 3.21 So sánh kết mô vị trí điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 37 Hình 3.22 So sánh kết mô góc dao động điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 37 Hình 3.23 So sánh kết mô vị trí điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 38 Hình 3.24 So sánh kết mô vị trí điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 38 Hình 3.25 So sánh kết mô vị trí góc dao động điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 39 Hình 3.26 So sánh kết mô vị trí góc dao động điều khiển không cảm biến phương án điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 39 Hình 3.27 So sánh kết mô dòng điện điều khiển không cảm biến phương án 3, điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 40 Hình 4.1 Mô hình cần trục thực nghiệm 41 Hình 4.2 Nguyên lý mô hình thí nghiệm hệ thống thực 42 Hình 4.3 Các phương pháp đo dòng điện .43 Hình 4.4 Nguyên lý mạch đo dòng dùng IC INA139 44 Hình 4.5 Điều chỉnh tốc độ động theo nguyên tắc PWM 44 Hình 4.6 Chương trình điều khiển với hai khâu PID .45 Hình 4.7 Khâu PID điều khiển góc dao động 46 Hình 4.8 Sai số góc kết cấu khí 47 Hình 4.9 Khâu PID điều khiển vị trí 48 Hình 4.10 Ví dụ đồ thị đáp ứng hệ thống 48 Hình 4.11 Kết thực nghiệm vị trí điều khiển với hai khâu PID 49 xi Hình 4.12 Kết thực nghiệm góc dao động điều khiển với hai khâu PID 49 Hình 4.13 Kết thực nghiệm dòng điện điều khiển với hai khâu PID 50 Hình 4.14 Nguyên lý điều khiển dòng điện .51 Hình 4.15 Chương trình điều khiển có thêm khâu điều khiển dòng 51 Hình 4.16 Kết thực nghiệm vị trí điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng 51 Hình 4.17 Kết thực nghiệm góc dao động điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 52 Hình 4.18 Kết thực nghiệm dòng điện điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 52 Hình 4.19 So sánh kết dòng điện điều khiển hai khâu PID điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 53 Hình 4.20 Chương trình điều khiển không cảm biến .54 Hình 4.21 Kết thực nghiệm vị trí điều khiển không cảm biến 54 Hình 4.22 Kết thực nghiệm góc điều khiển không cảm biến 55 Hình 4.23 Kết thực nghiệm dòng điện điều khiển không cảm biến 55 Hình 4.24 So sánh kết thực nghiệm vị trí điều khiển không cảm biến điều khiển có cảm biến 56 Hình 4.25 So sánh kết thực nghiệm góc điều khiển không cảm biến điều khiển có cảm biến 56 Hình 4.26 So sánh kết thực nghiệm dòng điện điều khiển không cảm biến điều khiển có cảm biến 57 Hình 4.27 Giao diện đồ họa chương trình điều khiển 57 xii Danh Sách Các Bảng Bảng Trang Bảng 2.1 Các thông số mô hệ thống .12 Bảng 3.1 Các thông số điều khiển 26 Bảng 3.2 Các thông số điều khiển 30 Bảng 3.3 Kết mô điều khiển không cảm biến mạng nơron 35 Bảng 4.1 Các thông số điều khiển 49 Bảng 4.2 Các thông số điều khiển 53 xiii Tổng quan Chương TổngQuan 1.1 Giới thiệu chung Cần trục sử dụng rộng rãi để vận chuyển vật nặng vật liệu độc hại xí nghiệp đóng tàu, nhà máy hạt nhân, xây dựng nhà cao tầng… Dựa cấu hình, phân loại thành hai loại: cần trục giàn cần trục quay Cần trục giàn thường sử dụng nhà máy (Hình 1.1).Đây dạng cần trục, dịch chuyển mặt phẳng nằm ngang Tải trọng gắn với xe dây cáp, chiều dài thay đổi cấu nâng hạ Tải với cáp xem hệ lắc dao động bậc tự Một dạng khác cần trục quay, di chuyển theo phương ngang hai hướng vuông góc Phân tích gần giống cho hai, chuyển động hai chiều chia thành hai chuyển động chiều 1 Tổng quan Hình 1.1 Cần trục giàn a) Cần trục tay với b) Cần trục hình tháp Hình 1.2 Cần trục quay Cần trục quay chia thành hai loại: cần trục tay với thường dùng nhà máy đóng tàu, cần trục hình tháp sử dụng xây dựng (Hình 1.2) Tổng quan 1.2 Phương pháp tiếp cận điều khiển cần trục Cần trục sử dụng để di chuyển vật nặng từ điểm đến điểm khác thời gian nhỏ để vật đến đích mà không bị đung đưa (dao động) Thông thường, người điều khiển lành nghề đảm nhiệm công việc Trong trình hoạt động, tải dao động tự chuyển động lắc Nếu dao động vượt giới hạn cho phép, phải giảm dao động phải dừng hoạt động dao động bị triệt tiêu.Những vấn đề thúc đẩy nhiều nhà nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển để tự động hóa hoạt động cần trục Hoạt động cần trục chia thành năm bước sau: kẹp tải, nâng lên, di chuyển tải từ điểm tới điểm khác, hạ xuống, nhả tải Tự động hóa toàn trình hoàn toàn có thể, vài nghiên cứu hướng tới nhiệm vụ này[1].Di chuyển tải từ điểm tới điểm khác khâu chiếm hầu hết thời gian toàn trình đòi hỏi người điều khiển khéo léo để thực nó.Tìm phương pháp phù hợp để di chuyển tải dễ dàng mà không gây dao động lớn trọng tâm nghiên cứu nay.Chúng ta phân chia việc điều khiển cần trục thành hai cách tiếp cận Trong cách tiếp cận đầu tiên, người vận hành tham gia vào điều khiển thay đổi cấu khí động lực tải để giúp cho vận hành dễ dàng hơn.Cách thêm giảm chấn đường hồi tiếp góc dao động tải tốc độ đường hồi tiếp góc dao động trước đó[2, 3].Hồi tiếp cho biết quỹ đạo phát sinh thêm vào vận hành.Cách thứ hai để tránh tải tự kích gần tần số tự nhiên cách thêm lọc để loại bỏ tần số từ đầu vào [4].Cách thứ ba thêm giảm xóc vào cấu cần trục[5] Trong cách tiếp cận thứ hai, hoạt động hoàn toàn tự động mà người vận hành điều khiển.Điều thực cách sử dụng kỹ thuật khác nhau.Kỹ thuật thứ dựa tạo quỹ đạo để chuyển tải đến đích với dao động nhỏ nhất.Quỹ đạo đạt nhờ dạng tín hiệu ngõ vào kỹ thuật điều khiển tối ưu.Kỹ thuật thứ hai dựa vào tín hiệu hồi tiếp vị trí góc dao Tổng quan động Kỹ thuật thứ ba chia thiết kế điều khiển thành hai phần: điều khiển chống dao động điều khiển theo dõi Mỗi thiết kế riêng biệt sau kết hợp để đảm bảo hiệu suất ổn định hệ thống tổng thể Dao động tải bị ảnh hưởng tăng tốc chuyển động, nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào tạo quỹ đạo, chuyển tải nhanh với góc dao động nhỏ Những quỹ đạo tìm cách sử dụng kỹ thuật tối ưu hóa với hàm mục tiêu thời gian chuyển[6], hay hành động điều khiển[7], góc dao động [8].Một phương pháp quan trọng tạo quỹ đạo dạng tín hiệu vào, bao gồm chuỗi xung tăng tốc giảm tốc.Những trình tự tạo mà không gây dao động trình vận chuyển [9].Điều khiển vòng hở nhạycảm với nhiễu loạn bên thông số biến đổi Ngoài ra, hoạt động điều khiển bang-bang, không liên tục Hơn nữa, thường đòi hỏi góc dao động không đầu trình, nhận góc thực tế lúc đó.Để tránh bất lợi điều khiển vòng hở, nhiều nhà nghiên cứu [12, 13]đã điều khiển thông qua hồi tiếp vòng kín Điều khiển hồi tiếp nhạy cảm với nhiễu loạn thông số biến đổi Do đó, phương pháp thiết kế điều khiển phổ biến cho cần trục Ridout [14] phát triển điều khiển hồi tiếp vị trí xe, tốc độ góc dao động tải Độ lợi (gains) hồi tiếp tính toán phép thử sai dựa phương pháp quỹ đạo nghiệm Salminen [16] sử dụng điều khiển hồi tiếp với độ lợi (gains) tính toán dựa phương pháp biểu đồ cực Hazlerigg [17] phát triển bù (compensator) để triệt tiêu động lắc Điều khiển thử nghiệm mô hình cần trục vật lý.Nó tạo kết tốt, ngoại trừ dao động hệ thống chậm tắt dần Do đó, hệ thống đáp ứng dao động, nghĩa thời gian vận chuyển lâu Hurteau DeSantis [18] phát triển điều khiển hồi tiếp tuyến tính sử dụng tín hiệu hồi tiếp trạng thái đầy đủ Độ lợi (gains) điều khiển điều chỉnh theo chiều dài cáp Tuy nhiên, việc thay đổi chiều dài cáp làm giảm đặc tính hệ thống.Ngoài ra, thuật toán điều chỉnh không kiểm nghiệm thực nghiệm Tổng quan Mục tiêu điều khiển cần trục chuyển tải từ điểm tới điểm khác đồng thời dao động tải nhỏ nhất.Thông thường, điều khiển thiết kế để đạt hai nhiệm vụ lúc, điều khiển nói trên.Tuy nhiên, có đề xuất khác sử dụng rộng rãi, hai nhiệm vụ xử lý riêng cách thiết kế hai điều khiển hồi tiếp.Bộ điều khiển chống dao động.Nó điều khiển dao động tín hiệu phản hồi góc dao động tải Bộ điều khiển thứ hai thiết kế để theo dõi làm việc xe theo quỹ đạo tham chiếu Vị trí xe sử dụng làm tín hiệu hồi tiếp Quỹ đạo vị trí thường dựa mô hình cổ điển, thu từ điều khiển tối ưu vòng hở hay kỹ thuật nhận dạng Bộ điều khiển theo dõi điều khiển vi phân tỉ lệ (PD) [19] điều khiển logic mờ [20, 21] Tương tự vậy, điều khiển chống dao động thiết kế phương pháp khác nhau[19] sử dụng hồi tiếp vị trí trễ, khi[20, 21]sử dụng điều khiển logic mờ, tách nhiệm vụ kiểm soát, chống dao động theo dõi, cho phép điều khiển xử lý quỹ đạo khác tùy theo môi trường làm việc Nâng cao tải (cẩu) thời gian vận chuyển điều cần thiết để tránh chướng ngại vật.Chuyển động chậm, biến đổi chiều dài cáp coi nhiễu loạn cho hệ thống Do đó, ảnh hưởng biến đổi độ dài cáp xem xét thông qua mô để đảm bảo thực việc không làm điều khiển xấu Tuy nhiên, có vài nghiên cứu thiết kế điều khiển bao gồm nâng hạ [22] Ảnh hưởng trọng lượng tải thường bỏ qua.Tuy nhiên, Lee [23], Omar Nayfeh [24, 25]đã xem xét việc thiết kế điều khiển cho cần trục giàn tháp Từ nghiên cứu này, thấy rằng, trọng lượng tải nặng so với trọng lượng xe, hiệu điều khiển thiết kế không đạt bỏ qua đại lượng Hầu hết hệ thống điều khiển hồi tiếpđã đề cập cần cảm biến để đo vị trí xe góc dao động tải Tuy nhiên, cảm biến đo lường góc dao động tải [...]... thực nghiệm dòng điện điều khiển không cảm biến 55 Hình 4.24 So sánh kết quả thực nghiệm vị trí giữa điều khiển không cảm biến và điều khiển có cảm biến 56 Hình 4.25 So sánh kết quả thực nghiệm góc giữa điều khiển không cảm biến và điều khiển có cảm biến 56 Hình 4.26 So sánh kết quả thực nghiệm dòng điện giữa điều khiển không cảm biến và điều khiển có cảm biến 57 Hình... Sơ đồ mô phỏng điều khiển không cảm biến phương án 1 .34 Hình 3.16 Sơ đồ mô phỏng điều khiển không cảm biến phương án 2 .34 Hình 3.17 Sơ đồ mô phỏng điều khiển không cảm biến phương án 3 .35 Hình 3.18 Sơ đồ mô phỏng điều khiển không cảm biến phương án 4 .35 Hình 3.19 So sánh kết quả mô phỏng vị trí giữa điều khiển không cảm biến phương án 1 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện... vị trí giữa điều khiển không cảm biến phương án 3 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 38 Hình 3.24 So sánh kết quả mô phỏng vị trí giữa điều khiển không cảm biến phương án 3 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 38 Hình 3.25 So sánh kết quả mô phỏng vị trí và góc dao động giữa điều khiển không cảm biến phương án 4 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện... góc dao động giữa điều khiển không cảm biến phương án 1 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 36 x Hình 3.21 So sánh kết quả mô phỏng vị trí giữa điều khiển không cảm biến phương án 2 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 37 Hình 3.22 So sánh kết quả mô phỏng góc dao động giữa điều khiển không cảm biến phương án 2 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện ... nghiệm dòng điện điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 52 Hình 4.19 So sánh kết quả dòng điện giữa điều khiển hai khâu PID và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 53 Hình 4.20 Chương trình điều khiển không cảm biến .54 Hình 4.21 Kết quả thực nghiệm vị trí điều khiển không cảm biến 54 Hình 4.22 Kết quả thực nghiệm góc điều khiển không cảm biến 55 Hình... mô phỏng vị trí và góc dao động giữa điều khiển không cảm biến phương án 4 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 39 Hình 3.27 So sánh kết quả mô phỏng dòng điện giữa điều khiển không cảm biến phương án 3, 4 và điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng điện 40 Hình 4.1 Mô hình cần trục thực nghiệm 41 Hình 4.2 Nguyên lý mô hình thí nghiệm hệ thống thực 42 Hình 4.3 Các phương... điều khiển với hai khâu PID 49 Hình 4.13 Kết quả thực nghiệm dòng điện điều khiển với hai khâu PID 50 Hình 4.14 Nguyên lý điều khiển dòng điện .51 Hình 4.15 Chương trình điều khiển có thêm khâu điều khiển dòng 51 Hình 4.16 Kết quả thực nghiệm vị trí điều khiển hai khâu PID có điều khiển dòng 51 Hình 4.17 Kết quả thực nghiệm góc dao động điều khiển hai khâu PID có điều khiển. .. hình điều khiển với hai khâu PID có điều khiển dòng .29 Hình 3.9 So sánh kết quả mô phỏng vị trí giữa hai phương pháp điều khiển 30 Hình 3.10 So sánh kết quả mô phỏng góc giữa hai phương pháp điều khiển 30 Hình 3.11 So sánh kết quả mô phỏng dòng điện giữa hai phương pháp điều khiển 31 Hình 3.12 Điều khiển không dùng cảm biến góc .32 Hình 3.13 Sử dụng mạng nơron nhận dạng phần mềm cảm biến. .. diện đồ họa chương trình điều khiển 57 xii Danh Sách Các Bảng Bảng Trang Bảng 2.1 Các thông số mô phỏng hệ thống .12 Bảng 3.1 Các thông số của bộ điều khiển 26 Bảng 3.2 Các thông số của bộ điều khiển 30 Bảng 3.3 Kết quả mô phỏng điều khiển không cảm biến mạng nơron 35 Bảng 4.1 Các thông số của bộ điều khiển 49 Bảng 4.2 Các thông số của bộ điều khiển 53 xiii... góc dao động bằng không tại đầu mỗi quá trình, và không thể nhận ra được góc thực tế lúc đó.Để tránh những bất lợi của điều khiển vòng hở, nhiều nhà nghiên cứu [12, 13]đã điều khiển thông qua hồi tiếp vòng kín Điều khiển hồi tiếp ít nhạy cảm với các nhiễu loạn và các thông số biến đổi Do đó, nó là phương pháp thiết kế điều khiển phổ biến cho cần trục Ridout [14] đã phát triển bộ điều khiển hồi tiếp vị