Nâng cao chất lượng các hệ truyền động bám công suất nhỏ trên cơ sở điều khiển bù đặc tính tĩnh và thích nghi modal (TT)

1 BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ VŨ HỮU THÍCH NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM CÔNG SUẤT NHỎ TRÊN CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN BÙ ĐẶC TÍNH TĨNH VÀ THÍCH NGHI MODAL Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Mã số: 62 52 02 16 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HÀ NỘI - 2016 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Tuấn Thành PGS.TS Đào Hoa Việt Phản biện 1: PGS.TS Lại Khắc Lãi Phản biện 2: PGS.TS Trần Đức Thuận Phản biện 3: PGS.TS Lê Tòng Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo định số 2081/QĐ-HV ngày 15 tháng năm 2016 Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp Học viện Kỹ thuật Quân vào hồi… giờ….ngày….tháng….năm… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân - Thư viện Quốc gia DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Vũ Hữu Thích, Phạm Tuấn Thành, Trần Văn Cấp (2015), Nâng cao chất lượng hệ truyền động bám động đồng kích thích vĩnh cửu công suất nhỏ phương pháp điều khiển thích nghi modal kết hợp thuật toán điều khiển bù đặc tính tĩnh, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Công nghệ Quân số 39, Viện Khoa học Công nghệ Quân Vũ Hữu Thích, Phạm Tuấn Thành (2015), Nâng cao chất lượng hệ truyền động bám động đồng kích thích vĩnh cửu công suất nhỏ thuật toán điều khiển bù đặc tính tĩnh, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, số 170, Học viện Kỹ thuật Quân Phạm Tuấn Thành, Nguyễn Ngọc Tuấn, Vũ Hữu Thích (2015), Xây dựng điều khiển mờ cho thiết bị di động không người lái , Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, số 170, Học viện Kỹ thuật Quân Vũ Hữu Thích (2015), Điều khiển thích nghi modal hệ truyền động bám động đồng kích thích vĩnh cửu công suất nhỏ, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 30, Đại học Công nghiệp Hà Nội Vũ Hữu Thích, Phạm Tuấn Thành, Nguyễn Đình Tuyên (2015), Xây dựng mô hình mô hệ truyền động động đồng kích thích vĩnh cửu phương pháp điều khiển bù đặc tính tĩnh, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 29, Đại học Công nghiệp Hà Nội Hieu To Nguyen, Shogo Odomari, Tomohiro Yoshida, Tomonobu Senjyu, Atsushi Yona, Vu Huu Thich (2014), Digital Position Control Strategy of Traveling-wave Ultrasonic Motors, AUTOMATIKA 55 (2014) 3, 246–255, Journan for control, measurement, electronics, computing and communications Vũ Hữu Thích (2012), Nâng cao độ xác hệ truyền động bám động chiều không chổi than mạch phản hồi dương tốc độ, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 12, Đại học Công nghiệp Hà Nội Phạm Tuấn Thành, Hoàng Tiến Dũng, Vũ Hữu Thích (2011), Nghiên cứu xây dựng hệ truyền động nhiều động chứa liên kết động học chéo, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 07, Đại học Công nghiệp Hà Nội Vũ Hữu Thích, Lê Thị Phi Nga (2010), Tổng hợp mạch vòng kiểu nối cấp hệ truyền động động chiều không chổi than, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 01, Đại học Công nghiệp Hà Nội 10 Phạm Tuấn Thành, Vũ Hữu Thích (2009), Tổng hợp thuật toán điều khiển hệ thống khuếch đại xung công suất động chiều không tiếp xúc pha, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, số 129, Học viện Kỹ thuật Quân 11 Phạm Tuấn Thành, Vũ Hữu Thích (2009), Xây dựng sở phân tích tổng hợp thuật toán điều khiển hệ thống khuếch đại xung công suất – động chấp hành, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học Nhà nghiên cứu trẻ, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Nhà xuất Quân đội Nhân dân MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu: Hệ truyền động bám (HTĐB) công suất nhỏ từ vài W đến vài chục W có vai trò đặc biệt quan trọng nhiều tổ hợp thiết bị máy móc công nghiệp quân Vì thế, chất lượng hệ thống cần phải quan tâm thường xuyên để theo kịp với thực tế đòi hỏi Ứng dụng động van (ĐCV) làm cấu chấp hành HTĐB công suất nhỏ làm thay đổi đáng kể chất lượng hệ thống [17], [19], [22] Tuy nhiên, có thực tế phần lớn phương án điều khiển ĐCV chưa đảm bảo độ trơn mô men độ xác điều khiển, dạng dòng điện chưa hình sin Điều làm tăng tổn hao, làm xấu tiêu lượng đặc tính tĩnh Chính mà cần có phương pháp điều khiển phù hợp để bù lại ảnh hưởng [36] Mặt khác, yếu tố phi tuyến từ cấu trúc phức tạp phần như: mô men đàn hồi, khe hở bánh răng, mô men ma sát thường có ảnh hưởng lớn đến độ xác bám [50] nên cần giải pháp điều khiển hợp lí Điều khiển thích nghi modal trường hợp lựa chọn phù hợp Sự phù hợp thể chỗ: vừa đảm bảo chất lượng điều khiển, vừa đảm bảo tính đơn giản cho cấu trúc hệ thống Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu nâng cao chất lượng HTĐB góc sử dụng ĐCV công suất nhỏ ứng dụng cho lớp đối tượng bao gồm: truyền động khớp robot có không gian lắp đặt hạn chế, truyền động thiết bị di động nhỏ gọn có công suất nguồn hạn chế, thiết bị công nghiệp khí tài quân đòi hỏi hệ thống có chất lượng tốt cấu trúc đơn giản, độ tin cậy hiệu suất cao, tiết kiệm lượng, sở áp dụng: Điều khiển bù đặc tính tĩnh (BĐTT): Để cải thiện đặc tính lượng, hiệu suất đặc tính tĩnh động truyền động Điều khiển thích nghi modal (TNMD): Để giảm sai số bám tính phi tuyến cấu trúc phần gây đảm bảo tính đơn giản cấu trúc hệ thống Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô thực nghiệm: Lý thuyết điều khiển véc tơ động xoay chiều ba pha; Lý thuyết điều khiển bù đặc tính tĩnh động van; Lý thuyết điều khiển thích nghi hệ thống điện đàn hồi; Lý thuyết điều khiển hệ thống điện tử công suất đại; Công cụ mô hệ thống điều khiển Matlab-Simulink; Xây dựng hệ thống thực nghiệm vi điều khiển Atmega 128 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều khiển TNMD kết hợp với điều khiển BĐTT cho HTĐB góc công suất nhỏ sở có xét đến ảnh hưởng cấu trúc phần 5.Tính luận án: Đã tổng hợp thuật toán điều khiển BĐTT sở tốc độ động  điện áp điều khiển uq ; Đã phân tích đưa phụ thuộc đặc tính bù vào thông số động dạng đồ thị; Phân tích để đưa phương pháp điều khiển TNMD kết hợp BĐTT sở có xét đến yếu tố phi tuyến phần cơ, áp dụng vào việc nâng cao chất lượng HTĐB góc ĐCV công suất nhỏ 6.Tính thực tiễn độ tin cậy kết quả: Đã kiểm tra chất lượng thuật toán điều khiển BĐTTvà khâu TNMD tổng hợp mô máy tính, so sánh kết với phương pháp tin cậy khác, kiểm nghiệm mô hình thực tế sản xuất Các kết báo cáo thảo luận buổi hội thảo khoa học Các nội dung nhà khoa học phản biện đồng ý cho đăng tải số tạp chí chuyên ngành 7.Đóng góp luận án cho khoa học: Thuật toán điều khiển BĐTT phương pháp tổng hợp hệ điều khiển TNMD có xét đến ảnh hưởng cấu trúc phần áp dụng cho hệ truyền động bám ĐCV đóng góp luận án cho khoa học 8.Kết cấu dung lượng luận án: Luận án gồm phần mở đầu, kết luận, danh mục công trình khoa học tác giả, danh mục tài liệu tham khảo, phần phụ lục chương gồm: Chương 1: Tổng quan hệ truyền động bám vấn đề nâng cao chất lượng hệ truyền động bám Chương 2: Điều khiển BĐTT động van công suất nhỏ hệ truyền động bám Chương 3: Điều khiển TNMD kết hợp BĐTT nhằm nâng cao chất lượng HTĐB góc sử dụng ĐCV công suất nhỏ Chương 4: Mô phỏng, khảo sát hệ truyền động bám góc sử dụng ĐCV điều khiển phương pháp TNMD kết hợp BĐTT NỘI DUNG LUẬN ÁN Chƣơng - TỔNG QUAN VỀ HTĐB VÀ VẤN ĐỀ NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CỦA HTĐB 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan vấn đề nâng cao chất lƣợng HTĐB Cơ sở tham chiếu để nâng cao chất lượng HTĐB tiêu chí đánh giá chất lượng công bố công trình [1], [9] 1.3 Động chấp hành HTĐB công suất nhỏ Động chấp hành phương pháp điều khiển HTĐB có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống Bên cạnh động truyền thống sử phổ biến hệ bám công suất nhỏ động chiều động không đồng pha, phát triển số ngành kỹ thuật tạo lớp điện tử sử dụng làm cấu chấp hành hệ thống nói Luận án sử dụng khái niệm động van để gọi tên cho điện tử với phần điện động PMSM (hình 1.2)  Điều khiển XỬ LÝ TÍN HIỆU  KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT PMSM Cảm biến vị trí rôto ĐỘNG CƠ VAN Hình 1.2 Sơ đồ khối ĐCV 1.4 Phân tích đặc điểm phƣơng pháp điều khiển hệ bám ĐCV công suất nhỏ 1.4.1 Đặc điểm hệ truyền động bám ĐCV công suất nhỏ 1.4.2 Các phƣơng pháp điều khiển hệ bám ĐCV công suất nhỏ 1.5 Phân tích ảnh hƣởng cấu trúc phần đến chất lƣợng hệ thống truyền động bám Mô hình phần hệ thống bám nói chung tuyệt đối cứng Khi chất lượng hệ thống chịu ảnh hưởng lớn từ hệ số đàn hồi, mô men ma sát khe hở bánh [4] 1.6 Phân tích nghiên cứu nƣớc liên quan đến lĩnh vực điều khiển hệ bám ĐCV công suất nhỏ Luận án tiếp cận liên quan đến nghiên cứu với hai vấn đề chính, là: điều khiển ĐCV điều khiển hệ thống bám ĐCV 1.6.1 Vấn đề điều khiển ĐCV Có nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề điều khiển ĐCV: điều khiển rời rạc [17], [22], [24], [26], [27], [28], [29]; điều khiển liên tục: [31]; điều khiển tần số dòng điện [16], [31]; điều khiển véc tơ [2], [3], [18], [20], [39], [51], [56]; điều khiển không dùng cảm biến [8], [21], [60]; cho chất lượng tốt phương pháp ĐKVT [51] Điều khiển BĐTT phương pháp nhiều công trình ý tới năm gần   ĐCV Với điều khiển BĐTT Hình 1.20 Sơ đồ cấu trúc ĐCV với phương pháp điều khiển BĐTT ua u dk dq/abc KBT  ud d dt ub KÐCS uc  CBVT PMSM 1.6.2 Vấn đề điều khiển hệ thống bám Vấn đề đa dạng như: điều khiển PI [6]; BĐK thích nghi [97]; điều khiển backstepping [7]; điều khiển thích nghi bền vững [10], [14], [99]; điều khiển trượt thích nghi [15] nhiều công trình khác 1.7 Một số phƣơng pháp điều khiển hệ truyền động bám sở có xét đến ảnh hƣởng cấu trúc phần Điều khiển HTĐB có xét đến ảnh hưởng yếu tố phi tuyền từ cấu trúc phần nhìn chung toán động lực học phức tạp Độ xác bám phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mô men cản, mô men ma sát, khe hở bánh răng, mô men đàn hồi khâu Các phương pháp phổ biến thường dùng để điều khiển hệ thống là: điều khiển với mô hình xấp xỉ tuyến tính điều khiển PI [52], [58]; điều khiển PI phản hồi trạng thái [59]; điều khiển thích nghi bù khe hở mạng nơ ron hệ mờ [55], [61], 65], [81]; điều khiển theo mô hình dự báo [65] 1.8 Xây dựng toán nghiên cứu Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động bám ĐCV công suất nhỏ ứng dụng cho lớp đối tượng sở áp dụng: I Điều khiển BĐTT: Để cải thiện chất lượng đặc tính tĩnh, đơn giản cấu trúc điều khiển, nâng cao hiệu suất động truyền động II Điều khiển TNMD: Để giảm sai số bám tính phi tuyến cấu trúc phần gây giữ tính đơn giản hệ thống Kết luận chƣơng Chương phân tích số vấn đề gồm: Tổng quan tiêu chí đánh giá chất lượng HTĐB, sở khoa học việc chọn ĐCV cho nghiên cứu, công trình liên quan đến nội dung nghiên cứu, ảnh hưởng cấu trúc phần HTĐB, phương pháp điều khiển hệ bám có xét đến ảng hưởng phần Trên sở xác lập toán, mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Chƣơng - ĐIỀU KHIỂN BÙ CÁC ĐẶC TÍNH TĨNH ĐCV CÔNG SUẤT NHỎ TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM 2.1 Điều khiển ĐCV hệ trục tọa độ dq 2.2 Phƣơng pháp điều khiển BĐTT ĐCV Do dòng điện điện áp đưa đến khối điện chưa đạt dạng hình sin nên làm xấu đặc tính tĩnh tiêu lượng chung hệ thống, cần có phương pháp điều khiển để bù lại tác hại từ ảnh hưởng Điều khiển cho dòng id  động có thành phần Ld  Lq giải pháp 2.2.1 Bản chất phƣơng pháp BĐTT Dưới tác động điện cảm, dòng điện pha lệch pha tương đối so với điện áp, mô men mô men không đạt giá trị cực đại Khi thực điều khiển BĐTT, độ lệch pha dòng điện điện áp bù lại cách làm cho dòng điện ngược pha với đảo sức phản điện động hình 2.3 [23], [24] Hình 2.3 Điện áp dòng điện chế độ điều khiển bù u  arctg  u d u q  (2.10) u d  T p  1  u q ωT  Ce ω T Biểu thức dòng điện: i d  2 R  T p  1   ωT     (2.13) Mong muốn dòng điện id  toàn vùng tốc độ, sở phương trình (2.13), [42] có đưa biểu thức tính ud sau: u d  T  Ce   u q  (2.14) Quan hệ u  F (,uq  const) thể biểu thức (2.10) (2.14) đưa hình 2.4 Hình 2.4 Góc bù chế độ làm việc khác động 2.2.2 Các thuật toán điều khiển bù đặc tĩnh tĩnh ĐCV Điều khiển ĐCV thông thường thực theo sơ đồ ĐKVT kinh điển Với ĐCV công suất nhỏ, sơ đồ tương đối phức tạp Theo phương pháp điều khiển BĐTT, điện áp (bù) ud tính toán từ điện áp trục q tham số động Các thuật toán bù số tài liệu [42], [43], [44] [72] công bố hầu hết phụ thuộc vào số thời gian điện tử Te động 2.3 Xây dựng thuật toán BĐTT 2.3.1 Xây dựng thuật toán Từ hệ phương trình vi phân mô tả ĐCV [42], [43], [44], [72] [88], với điều kiện id  ta tìm luật điều khiển bù: ud   Ce  sin u   u q sin    cos   k e cos e  (2.30)   0  e  u ; e  arctg( Te ); u  arctg( Tu ) e  arctg(Te ) u  arctg(Tu ) 2.3.2 Phân tích ảnh hƣởng thông số đến đặc tính bù 2.3.2.1 Ảnh hƣởng điện áp nguồn 40 20 goc bu (do dien) -20 -40 -60 dac tinh bu U=12V dac tinh bu U=10.8V dac tinh bu U=13.2V sai so goc bu U=10.8V sai so goc bu U=13.2V -80 -100 -8000 -6000 -4000 -2000 2000 tan so quay omega (rad/s) 4000 6000 8000 Hình 2.6 Đặc tính bù điện áp nguồn U  12V  10% Nhận xét: Ở vùng tốc độ thấp, sai số bù khoảng 10 % 10 2.3.2.2 Ảnh hƣởng điện cảm pha stato 40 20 goc bu (do dien) -20 -40 -60 dac tinh bu L=0.8 mH dac tinh bu L=0.76 mH dac tinh bu L=0.842 mH sai so goc bu L giam 5% sai so goc bu L tang 5% -80 -100 -8000 -6000 -4000 -2000 2000 tan so quay omega (rad/s) 4000 6000 8000 Hình 2.7 Đặc tính bù điện cảm động L  0,8 mH  5% Nhận xét:Sai lệch điện cảm L ảnh hưởng không nhiều tới sai số bù 2.3.2.3 Ảnh hƣởng điện trở pha stato 40 20 goc bu (do dien) -20 -40 -60 dac tinh bu R=5 Om (+20 doC) dac tinh bu R=5.66 Om (+80 doC) dac tinh bu R=4.45 Om (-40 doC) sai so goc bu o nhiet -40 doC dai so goc bu o nhiet +80 doC -80 -100 -8000 -6000 -4000 -2000 2000 tan so quay omega (rad/s) 4000 6000 8000 Hình 2.8 Đặc tính bù giá trị thay đổi điện trở pha động dải nhiệt độ từ -40oC đến +80oC Nhận xét: Khi hệ thống làm việc dải nhiệt độ rộng, cần phải có biện pháp khắc phục ảnh hưởng biến đổi điện trở đến sai số bù 2.3.2.4 Ảnh hƣởng hệ số sức phản điện động 40 20 goc bu (do dien) -20 -40 -60 dac tinh bu gia tri dac tinh bu gia tri dac tinh bu gia tri sai so goc bu gia sai so goc bu gia -80 -100 -8000 -6000 -4000 Ce danh dinh Ce tang 5% Ce giam 5% tri Ce giam 5% tri Ce tang 5% -2000 2000 tan so quay omega (rad/s) 4000 6000 8000 Hình 2.9 Đặc tính bù giá trị khác hệ số sức phản điện động động Nhận xét: Hệ số sức phản điện động động có ảnh hưởng không nhiều tới sai số bù   *  R  *  ĐCV uq R  KBT  ua ud ub dq/abc KÐCS uc (pt 2.30)  d dt  CB VT PMSM Hình 2.10 Cấu trúc hệ truyền động bám ĐCV sở BĐTT 13  d2  dt   ;  (3.21)  d  i M dm M  F ( , t)  M ; 21 2 c  dt J 21dm    dM 21   c1dm   c1dm 1  Fdh (M 21 , t);  dt i M dm i M dm   d1   M dm M 21  J11dm 1  k e M dm u dk  F1 (1 , t);  J11dm R M dm Ce R J11dm  dt Cấu trúc ĐCV   o o F1 ()  kc M 21 1R Tu p   Cấu trúc phần có xét đến đàn hồi, khe hở ma sát Tc1p  1  o o  p  Tc Mc   M 21  Ce Mf k Te p  1 2 p Tc2 p 2 F2 () u dk Hình 3.4 Sơ đồ cấu trúc động cấu công tác 3.2.3 Phân tích tổng hợp hệ truyền động bám ĐCV công suất nhỏ ĐKTNMD kết hợp BĐTT có xét đến cấu trúc phần 3.2.3.1 Mô hình toán học hệ thống không gian trạng thái Đặt biến: u  u y  uq ;y  x1  2 ;x  2 ;x3  M21;x  1; F2 (2 ,t)  22 (2 ,t); F1 (1,t)  21 (1,t);Fdh (M21,t)  2M21 (M21,t);  ,  tốc độ góc quay cấu công tác, M21 mô men đàn hồi, udk điện áp điều khiển; 2 (2 , t); 2M (M 21 , t); 2 (1 , t) 21 thành phần véc tơ đánh giá sai số mô hình tuyến tính hóa, hệ phương trình trạng thái sau:  x  0  x  0  2    x  0     x  0 0 1 Tc2 Tc1 0 1 Tc1 x       1    ( , t)   0  x2     u   22   1      (M , t)   x Tc  3   2M21 21     1  x  21 (1 , t)  R 1Tc1     kR Tc1  (3.24) 14 x   x x x 0  0 A0   1 0 Tc 0  x  ; T 1 Tc2 Tc11         ( , t)    0    ; (x, t)   22 ;B0    1      (M , t) Tc   2M21 21   1 1   21 (1 , t)   kR Tc1  R 1Tc11  ma trận : A11  0; A12  1 0; A21  0 0 A 22     Tc1   1 Tc2 1 Tc1 ;       ;  Tc1  B1  0; B2    1 1  1 1   kR Tc1  R Tc1  tách từ ma trận A0 B0 ;  2 ( , t)    1  0; 2 (x, t)   2M 21 (M 21 , t)  tách từ ma trận (x, t) ;    21 (1 , t)  w   x x3 x  ; x1  y; T Khi ta có: T y  1 0x x3 x   0.u 1   2 (2 , t)  Tc2  x     x        x    T 1 1     T x  u   (M , t)     c c dk 2M 21    21       1 1   x  1  x     kR 1Tc1 Tc1 R 1Tc1  21 (1, t)     (3.27) (3.28) 3.2.3.2 Xây dựng quan sát trạng thái Xây dựng quan sát giảm bậc, đại lượng cần quan sát gồm: mô men đàn hồi, tốc độ động tốc độ cấu công tác Ngoài ra, quan sát phải tạo tín hiệu thích nghi theo thuật toán chọn lựa Hệ phương trình quan sát tìm có dạng (3.44) v  R r véc tơ trạng thái quan sát, ma trận quan sát N (r x p) chọn theo trình động học quan sát 15  xˆ  v1  n1x1  xˆ  v  n x 2   xˆ  v3  n x1  i M dm  xˆ  hh1 sgn(x  xˆ ); (3.44)  v1  n1xˆ  J 1dm    v  (n  Tc1 )xˆ  c1dm xˆ  hh sgn(x  xˆ );  i M dm   v  n xˆ  M dm xˆ  M dm xˆ  k e M dm u  hh sgn(x  xˆ ); 3 2  J11dm R J11dm RCe J11dm 3.2.3.3 Lựa chọn luật điều khiển Trên sở sở đạt mục tiêu quan sát, ta tìm luật điều khiển thích nghi modal có dạng : ˆ  B2 u  MBg  M1y  M2 w (3.45) M1, M2 khối có kích thước tương ứng (m x p) (m x r) ma phận modal M ; MB ma trận số (m x m); B2 khối phải ma trận B0  (B0T B0 ) 1 B0T có kích thước (m  r);  tín hiệu thích nghi 3.2.3.4 Tính toán tham số cho khâu thích nghi modal Do sử dụng quan sát giảm bậc, lúc phương trình trạng thái mô tả đối tượng điều khiển theo (3.43) có tham số sau: 1   Tc2   0          ;B0   A0   Tc Tc 0    1 1   b      Tc1 R Tc1   kR Tc1      (3.53) I Lựa chọn mô hình mẫu Lựa chọn mô hình mẫu với đa thức đặc trưng mong muốn có dạng sau [2]: (3.54) mm ()  3  10  202  30 II Tính ma trận modal M Ma trận modal M tính từ điều kiện: (3.55)  mm ()  det[ I A  B0B0TM] Giải phương trình (3.55) với A0 B0 từ (3.53) tìm m1, m2 m3 sau: 16 30   Tc1Tc21  m1  0 1  R 1Tc11  kR Tc11  1 Tc1Tc21  kR 1Tc11  m3  ; m2  0 1  R 1Tc11  kR Tc11  1 02   Tc1  Tc21  Tc11  Tc1  kR 1Tc11  ; ; (3.57) III Tính ma trận quan sát N Để xác định phần tử ma trận quan sát N, ta dựa vào điều kiện ổn định ma trận A H  A 22  NA12 Điều kiện lựa chọn cho cực quan sát i (AH ) nằm vùng thỏa mãn bất đẳng thức max Re i (AH )  (2  3)0 , đa thức đặc trưng ma trận AH có dạng: (3.59)  H ()  3  2(30 )  2(30 )2   (30 )3 Giải phương trình (3.59) ta tìm được: n1   30    30  Tc21Tc1  30   Tc1Tc21  Tc1Tc11 ; n  k 2 Tc1Tc11 k 2 Tc11 n3   30   R 1Tc11 k 2 IV Tính tham số thuật toán thích nghi (3.62) Việc xác định tham số thuật toán thích nghi (3.37) đồng nghĩa với việc xác định phần tử ma trận H  P 1G T Các phần tử ma trận H xác định trình tìm cực tiểu tập  ˆ so với véc tơ giá trị hay từ điều kiện hội tụ véc tơ trạng thái w thực w Để xác định phần tử ma trận H, trước hết cần xác định phần tử ma trận P 1 từ phương trình (3.35), ma trận mong muốn AH có dạng:   AH   0   (30 ) 2(30 )2 ma trận đường chéo Q  diag q1 q2     2(30 )  q3 G  A12 (3.63) 17 Hệ thống điều khiển TNMD với quan sát giảm bậc có tính đến bù đặc tính tĩnh mô tả phương trình toán học đầy đủ sau: x2  y  1 0  x   0.u  x   2 2 ( , t)  Tc21  x2     x    h1        x    T 1   h  sgne 1 T x  u   (M , t)  h c  2M21 21   3   3  c   2   ( , t)   x     Tc11 R 1Tc11   x   kR 1Tc11  h    1  ˆ x v n 0 x  2  1    1  xˆ    v    n   (3.67)  3  2     xˆ   v3   0 n    u  M Bg  M1 y  M wˆ  B2      z 3.7 Tổng hợp điều khiển vị trí cho hệ thống bám ĐCV Với mục đích điều khiển triệt tiêu sai số bám chế độ tĩnh bù số thời gian có giá trị lớn, điều chỉnh vị trí tìm khâu PI có hệ số: kP  J (1  km3 )5 Tm J (1  km3 )5 J (1  km3 )5  ; k  I 172,1Tm4 k  kc 172,1Tm3 k  kc 172,1Tm4 k  kc d dt x1 u n3 Tc11 R 1Tc11 k  xˆ m3  k i xˆ i1   R 1Tc11     p    xˆ  p xˆ   Tc1 v3 n1 n2   Tc21  v2   p v1 m2 n3 m1 n1 n  Tc1  h3  (3.72) p 1 h2 h1  h Hình 3.5 Sơ đồ cấu trúc khâu thích nghi modal hệ bám ĐCV 18 *   uq BĐCTN pt (3.45) R  (p) ˆ M 21 ˆ ˆ  ĐCV với BĐTT Khâu thích nghi modal BĐC vị trí ua KBT pt (2.30) ud 1 d dt  kc 1  o o  p  Tc CB VT Cấu trúc phần có xét đến đàn hồi, khe hở ma sát   Mf PMSM M dc Mc  M 21 KÐCS uc 1 o o ub dq/abc z BQSTN pt (3.44)  2 p Tc2 p 1 2 M 21 M ms F2 () Hình 3.7 Hệ thống điều khiển thích nghi modal kết hợp điều khiển bù đặc tính tĩnh có xét đến cấu trúc phần Kết luận chƣơng Chương luận án giải vấn đề sau: Đặt vấn đề cho toán nghiên cứu điều khiển thích nghi modal hệ điện đàn hồi; Trình bày nét thiết kế điều khiển thích nghi modal cho hệ thống động học; Để thuận tiện cho thiết kế điều khiển thích nghi modal, tiến hành xây dựng hàm truyền đạt sơ đồ cấu trúc cho ĐCV; Xây dựng mô hình toán học ĐCV máy công tác tính đến liên kết đàn hồi, khe hở ma sát; Tổng hợp cấu trúc tham số BĐK thích nghi modal; Tổng hợp điều chỉnh vị trí Chƣơng - MÔ PHỎNG, KHẢO SÁT HTĐ BÁM GÓC SỬ DỤNG ĐCV ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHƢƠNG PHÁP TNMD KẾT HỢP BĐTT 19 4.1 Mô đánh giá độ tin cậy thuật toán điều khiển BĐTT Mô ĐKVT: Có BĐK Rid BĐK Rid (ud = 0) Mô BĐTT: Có bù KBT bù (ud = 0) 4.1.1 Các sơ đồ mô Simulink 4.1.2 Các kết mô nhận xét đánh giá dong dien iq dong dien id dong dien iq dong dien id 3 2 dong dien (A) dong dien(A) 1 0 -1 -1 -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 Hình 4.3a Hình 4.3b Hình 4.3 Dạng dòng điện id iq chế độ ĐKVT (a) BĐTT Trước 0,5 giây: khởi động đến tốc độ không tải; Tại 0,5 giây: đóng tải (nhảy bậc); Tại 1,0 giây: nối BĐC Rid (a) KBT (b) 250 khong co bo dieu chinh Rid co bo dieu chinh Rid 200 200 150 150 toc (rad/s) toc (rad/s) 250 100 100 50 co bu khong bu 50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 mo men (N.m) 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 Hình 4.4a 0.03 0.04 0.05 mo men (N.m) 0.06 0.07 0.08 Hình 4.4b Hình 4.4 Đặc tính chế độ ĐKVT (a) BĐTT (b) 100 80 70 70 60 60 50 40 50 40 30 30 20 20 10 10 khong bu co bu 90 80 hieu suat(%) hieu suat(%) 100 co bo dieu chinh Rid khong co bo dieu chinh Rid 90 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 mo men (N.m) 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 mo men (N.m) 0.06 0.07 Hình 4.5a Hình 4.5b Hình 4.5 Đặc tính hiệu suất chế độ ĐKVT(a) BĐTT(b) 0.08 20 18 18 16 14 14 12 12 cong suat (W) cong suat (W) cong suat co DKVT 16 10 10 6 4 cong suat co DKBT 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 Hình 4.6a Hình 4.6b Hình 4.6 Đặc tính công suất chế độ ĐKVT(a) BĐTT(b) 10 dong dien pha (dao) spdd dien ap, spdd (V), dong dien (A) -2 -4 -6 -8 -10 0.27 0.28 0.29 0.3 thoi gian (s) 0.31 0.32 0.33 Hình 4.7b Phóng to dạng điện áp, đảo sức phản điện động dòng điện pha ĐCV chế độ điều khiển BĐTT Trước 0,3 giây hệ thống bù KBT, đảo sức phản điện động dòng điện không ngược pha 1800 Sau 0,3 giây nối bù KBT, đảo sức phản điện động dòng điện ngược pha 1800 4.2 Mô đánh giá chất lƣợng hệ truyền động bám ĐCV 4.2.2 Kết mô hệ thống bám Trƣờng hợp thứ nhất: Đáp ứng góc quay cấu công tác khe hở   0,005 rad (0,2870) với tín hiệu vào khác 15 15 10 10 goc quay (rad) Goc quay (rad) -5 goc bam goc dat sai so -10 -15 -5 goc bam goc dat sai so -10 0.5 1.5 Thoi gian (s) Hình 4.12a 2.5 -15 0.5 1.5 2.5 thoi gian (s) Hình 4.12b Hình 4.12 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,005 rad, tín hiệu vào hàm bước nhảy 21 15 15 goc bam goc dat sai so 10 Goc quay (rad) Goc quay (rad) 0 -5 -5 -10 -10 -15 goc bam goc dat sai so 10 -15 0.5 1.5 Thoi gian (s) 2.5 0.5 Hình 4.13a 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.13b Hình 4.13 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,005 rad, tín hiệu vào hình sin 30 30 25 goc bam goc dat sai so 25 goc bam goc dat sai so 20 Goc quay (rad) goc quay (rad) 20 15 10 15 10 0 -5 -5 0.5 1.5 2.5 0.5 thoi gian (s) 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.14a Hình 4.14b Hình 4.14 Đáp ứng góc quay với BĐK PID(a) BĐK TNMD(b) với khe hở bánh   0,005 rad, tín hiệu vào hàm vận tốc 30 30 25 goc bam goc dat sai so 25 goc bam goc dat sai so 20 Goc quay (rad) goc quay (rad) 20 15 10 15 10 0 -5 -5 0.5 1.5 thoi gian (s) Hình 4.15a 2.5 0.5 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.15b Hình 4.15 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,005 rad, tín hiệu vào hàm gia tốc Trƣờng hợp thứ ba: Đáp ứng góc quay cấu công tác khe hở bánh   0,15 rad (8,590) với tín hiệu vào khác 22 14 15 12 10 10 Goc quay (rad) goc quay (rad) goc bam goc quay sai so -5 goc bam goc dat sai so -2 -10 -4 -6 0.5 1.5 -15 2.5 0.5 1.5 Thoi gian (s) thoi gian (s) 2.5 Hình 4.20a Hình 4.20b Hình 4.20 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad, tín hiệu vào hàm bước nhảy 15 15 goc bam goc dat sai so 10 Goc quay (rad) goc quay (rad) 0 -5 -5 -10 -15 goc bam goc dat sai so 10 -10 -15 0.5 1.5 2.5 0.5 thoi gian (s) 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.21a Hình 4.21b Hình 4.21 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad, tín hiệu vào hình sin 30 30 25 20 Goc quay (rad) goc quay (rad) 20 15 10 15 10 -5 goc bam goc dat sai so 25 goc bam goc dat sai so 0 0.5 1.5 -5 2.5 0.5 thoi gian (s) 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.22a Hình 4.22b Hình 4.22 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad , tín hiệu vào hàm vận tốc 30 30 25 goc bam goc dat sai so 25 15 10 15 10 -5 goc bam goc dat sai so 20 Goc quay (rad) goc quay (rad) 20 0 0.5 1.5 thoi gian (s) 2.5 -5 0.5 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.23a Hình 4.23b Hình 4.23 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad, tín hiệu vào hàm gia tốc 23 12 12 10 10 goc bam goc dat goc bam goc dat Goc quay (rad) goc quay (rad) 6 2 0 -2 0.02 0.04 0.06 0.08 thoi gian (s) 0.1 0.12 -2 0.14 0.02 0.04 Hình 4.24a 0.06 0.08 Thoi gian (s) 0.1 0.12 0.14 Hình 4.24b Hình 4.24 Đáp ứng góc quay với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) xét đến ảnh hưởng mô men ma sát tải 15 15 goc bam J2 = 2*J1 goc dat goc bam J2 = 4*J1 goc dat 10 Goc quay (rad) Goc quay (rad) 10 5 0 0.05 0.1 0.15 0.05 0.1 0.15 Thoi gian (s) Thoi gian (s) Hình 4.25a Hình 4.25b Hình 4.25 Đáp ứng góc quay cấu công tác với BĐK TNMD, mô men quán tính J  2J1 (a) J  4J1 (b); [J1=2,3.10-4kg.m2] 12 12 goc bam goc dat 10 goc bam goc dat 10 Goc quay (rad) Goc quay (rad) 6 0 -2 0.05 0.1 0.15 Thoi gian (s) 0.2 -2 0.25 0.05 0.1 0.15 Thoi gian (s) 0.2 0.25 Hình 4.26 Đáp ứng góc quay cấu công tác với BĐK TNMD hệ số đàn hồi c  240 Nm rad (a) c  120 Nm rad 400 300 dap ung toc dap ung toc 300 200 Toc quay (rad/s) toc quay (rad/s) 200 100 -100 100 -100 -200 -200 -300 -400 -300 0.5 1.5 thoi gian (s) Hình 4.27a 2.5 0.5 1.5 Thoi gian (s) Hình 4.27b Hình 4.27 Đáp ứng tốc độ với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad, tín hiệu vào nhảy bậc 2.5 24 150 150 100 50 50 Toc quay (rad/s) toc quay (rad/s) dap ung toc 100 -50 -50 -100 -100 -150 dap ung toc -150 0.5 1.5 2.5 0.5 thoi gian (s) 1.5 Thoi gian (s) 2.5 Hình 4.28a Hình 4.28b Hình 4.28 Đáp ứng tốc độ với BĐK PID (a) BĐK TNMD (b) với khe hở bánh   0,15 rad, tín hiệu vào hình sin Với đáp ứng tốc độ hệ thống đưa hình 4.27 4.28 cho thấy, hệ thống với BĐK thích nghi modal hoạt động “êm” hệ thống dùng BĐK PID, đặc biệt lượng vào hình sin 4.3 Đánh giá thuật toán ĐKBT mô hình thực nghiệm Mục đích phần thực nghiệm khảo sát chứng minh tính thực tiễn, độ tin cậy thuật toán điều khiển bù đặc tính tĩnh (2.30) tổng hợp được, so sánh dạng số đặc tính tĩnh thực nghiệm với đặc tính mô phỏng, làm tiền đề cho việc khảo sát đánh giá chất lượng toàn hệ thống bám với điều khiển thích nghi modal xây dựng chương 4.3.1 Xây dựng mô hình thực nghiệm  đến từ BĐC tốc độ VĐK KBT 1 u*q ud  Chuyển hệ tọa độ ĐCVTKG đo, hiển thị tham số KÐCS (mạch cầu pha) Bộ điều khiển tải 6 1 d dt 1 CBVT PMSM Hộp số Tải ĐCV Đến BĐK thích nghi modal Encoder 2 tuyệt đối Hình 4.29 Sơ đồ cấu trúc mô hình thực nghiệm Trên sở sơ đồ cấu trúc hình 4.29, mô hình thực nghiệm triển khai hình 4.30 đây: 25 Hình 4.30 Hình ảnh mô hình thực nghiệm Mạch điều khiển xây dựng vi điều khiển ATMEGA 128 kèm theo mạch phụ trợ (xem hình 4.30), vi điều khiển nhận tín hiệu đo từ cảm biến, xử lý tạo tín hiệu điện áp bù ud theo luật (2.30), thực phép chuyển đổi hệ trục tọa độ tạo tín hiệu điều chế véc tơ không gian 4.3.2 Kết thực nghiệm nhận xét đánh giá Co Bu Co Bu Khong Bu Hình 4.31 Khong Bu Hình 4.32 Hình 4.31 đặc tính cơ; Hình 4.32 đặc tính hiệu suất chế độ điều khiển BĐTT Kết mô thực nghiệm khẳng định tính đắn thuật toán điều khiển bù đặc tính tĩnh Mặt khác, thuật toán phương pháp điều khiển BĐTT triển khai áp dụng thử nghiệm thành công dự án cải tạo khôi phục hoạt động cho động PMSM (công suất 75W/động cơ) hệ truyền động lấy mực máy in OFFSET màu hãng HEIDELBERG (Đức) Công ty Cổ phần In bao bì Hà Nội, có trụ sở khu công nghiệp vừa nhỏ - Từ Liêm – Hà Nội 12/2014 Do chưa đủ điều kiện nên luận án chưa tiến hành thực nghiệm với toàn hệ thống bám có điều khiển thích nghi modal 4.4 Đánh giá mức độ hoàn thành mục tiêu luận án 26 4.4.1 Đánh giá thông qua thuật toán điều khiển BĐTT Hình 4.4b đến 4.6b cho thấy, sau thời điểm giây nối bù KBT, công suất tăng khoảng 0,5W tương đương 2,77% Trong dải mô men lân cận định mức, hiệu suất động tăng từ 2% đến 5% so với trường hợp không bù độ cứng đặc tính tăng khoảng 3% Việc bớt hai điều chỉnh dòng điện khâu biến đổi hệ trục tọa độ so với ĐKVT kinh điển làm giảm phép tích phân, phép nhân, phép cộng phép trừ Về thiết bị phần cứng hệ thống giảm tối thiểu cảm biến dòng điện so với ĐKVT kinh điển 4.4.2 Đánh giá thông qua ứng dụng điều khiển thích nghi modal So sánh với với hệ thống điều khiển PID ta có đánh giá cụ thể với dạng tín hiệu vào khe hở bánh sau: - Dạng Step,   0,005 : Sai số tĩnh mức 0%, độ chỉnh giảm 2,9%; - Dạng Step,   0,05 : Sai số tĩnh giảm 3%, độ chỉnh giảm 3,4%; -Dạng Step,   0,15 :Sai số tĩnh giảm 9,5%, độ chỉnh giảm 20,5%; - Dạng Sin,   0,005 : Sai số tĩnh mức 0,4%; - Dạng Sin,   0,05 : Sai số tĩnh giảm 0,4%; - Dạng Sin,   0,15 : Sai số tĩnh giảm 17,4%; - Dạng hàm vận tốc,   0,005 : Sai số tĩnh mức 0%; - Tín hiệu vào dạng hàm vận tốc,   0,05 : Sai số tĩnh giảm 3,0%; -Dạng hàm vận tốc,   0,15 : Sai số tĩnh giảm 9,5%; - Dạng hàm gia tốc,   0,005 : Sai số tĩnh mức 0%; - Dạng hàm gia tốc,   0,05 : Sai số tĩnh giảm 3% (về mức 0%); - Dạng hàm vận tốc,   0,15 : sai số tĩnh giảm 9,5% - Hệ số ma sát mô men quán tính trên cấu công tác tăng đủ lớn hệ số đàn hồi đủ nhỏ:Sai số tĩnh giảm mức 0% kéo dài thời gian độ Mục tiêu luận án giải thể qua điểm sau: Đối chiếu với tiêu đánh giá chất lượng hệ thống bám đưa mục 1.2 chương cho thấy luận án hoàn thành mục tiêu đề ra, thể qua kết sau: Nâng cao tính bền vững với nhiễu cho hệ thống; Đảm bảo khả tải mô men; 27 Đảm bảo tốt đặc tính động đặc tính tĩnh; Đảm bảo tốt tính xác bám tốc độ bám; Mức tiêu tốn lượng nhất; Kích thước, trọng lượng nhỏ, tốn không gian lắp đặt Kết luận chƣơng Chương xây dựng sơ đồ tiến hành mô kiểm chứng tính đắn thuật toán điều khiển bù đặc tính tĩnh sở so sánh với ĐKVT Đã tiến hành xây dựng sơ đồ mô toàn hệ thống thực giải pháp kết hợp điều khiển thích nghi modal với điều khiển bù đặc tính tĩnh Đã tiến hành thực nghiệm thuật toán điều khiển BĐTT Các kết mô thực nghiệm cho phép khẳng định đạt mục tiêu đề KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận án tiến hành nghiên cứu phương pháp nâng cao chất lượng cho hệ truyền động bám sử dụng động van công suất nhỏ, ứng dụng cho lớp đối tượng bao gồm: truyền động khớp robot có không gian lắp đặt hạn chế, truyền động thiết bị di động nhỏ gọn có công suất nguồn hạn chế, thiết bị công nghiệp khí tài quân mà đòi hỏi hệ thống có chất lượng tốt cấu trúc đơn giản, độ tin cậy hiệu suất cao, tiết kiệm lượng, sở áp dụng: I Điều khiển BĐTT để cải thiện chất lượng đặc tính hiệu suất, đặc tính lượng đặc tính khác hệ thống bám chế độ tĩnh, đơn giản hóa cấu trúc hệ thống điều khiển II Điều khiển TNMD cho mạch vòng tốc độ kết hợp điều khiển bù đặc tính tĩnh có xét đến ảnh hưởng yếu tố phi tuyến cấu trúc phần gây để giảm nhỏ sai số bám đảm bảo tính đơn giản cấu trúc hệ thống Hƣớng nghiên cứu Nghiên cứu tổng hợp điều khiển thích nghi modal cho hệ bám ĐCV có công suất trung bình lớn ứng dụng thiết bị quân sự; Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo điều khiển bù đặc tính tĩnh thực vi điều khiển tầm trung, ứng dụng nâng cấp chất lượng cho thiết bị công nghiệp quân sự; Tiếp tục nghiên cứu, nâng cao chất lượng hệ thống truyền động bám công suất nhỏ ứng dụng lĩnh vực công nghiệp quốc phòng [...]... hạn chế, truyền động trên các thiết bị di động nhỏ gọn có công suất nguồn hạn chế, trong những thiết bị công nghi p và khí tài quân sự mà ở đó đòi hỏi hệ thống có chất lượng tốt nhưng cấu trúc đơn giản, độ tin cậy và hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng, trên cơ sở áp dụng: I Điều khiển BĐTT để cải thiện chất lượng các đặc tính hiệu suất, đặc tính năng lượng và các đặc tính khác của hệ thống bám trong... bộ điều khiển thích nghi modal với điều khiển bù các đặc tính tĩnh Đã tiến hành thực nghi m thuật toán điều khiển BĐTT Các kết quả mô phỏng và thực nghi m cho phép khẳng định đạt được mục tiêu đã đề ra KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận án đã tiến hành nghi n cứu một phương pháp nâng cao chất lượng cho hệ truyền động bám sử dụng động cơ van công suất nhỏ, ứng dụng cho một lớp các đối tượng bao gồm: truyền động. .. bám ĐCV có công suất trung bình và lớn ứng dụng trong các thiết bị quân sự; 2 Nghi n cứu, thiết kế, chế tạo các bộ điều khiển bù các đặc tính tĩnh thực hiện trên các vi điều khiển tầm trung, ứng dụng nâng cấp chất lượng cho các thiết bị công nghi p và quân sự; 3 Tiếp tục nghi n cứu, nâng cao chất lượng hệ thống truyền động bám công suất nhỏ ứng dụng trong lĩnh vực công nghi p quốc phòng ... dụng ĐKVT cho các hệ công suất nhỏ; 2 Trình bày bản chất của phương pháp điều khiển BĐTT; 3 Tổng hợp một thuật toán BĐTT từ uqvà  ; 4 Phân tích ảnh hưởng của các tham số động cơ đến đặc tính bù; 5 Đề xuất sơ đồ HTĐB ĐCV sử dụng phương pháp BĐTT Chƣơng 3 - ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI MODAL KẾT HỢP BÙ CÁC ĐẶC TÍNH TĨNH NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CÁC HTĐB GÓC SỬ DỤNG ĐCV CÔNG SUẤT NHỎ 3.1 Đặt bài toán nghi n cứu... tĩnh, đơn giản hóa cấu trúc hệ thống điều khiển II Điều khiển TNMD cho mạch vòng tốc độ kết hợp điều khiển bù các đặc tính tĩnh có xét đến các ảnh hưởng của các yếu tố phi tuyến do cấu trúc phần cơ gây ra để giảm nhỏ sai số bám nhưng vẫn đảm bảo được tính đơn giản trong cấu trúc của hệ thống Hƣớng nghi n cứu tiếp theo 1 Nghi n cứu tổng hợp bộ điều khiển thích nghi modal cho các hệ bám ĐCV có công suất. .. thích nghi modal kết hợp điều khiển bù đặc tính tĩnh có xét đến cấu trúc phần cơ Kết luận của chƣơng 3 Chương 3 của luận án đã giải quyết được các vấn đề cơ bản sau: 1 Đặt vấn đề cho bài toán nghi n cứu điều khiển thích nghi modal các hệ cơ điện đàn hồi; 2 Trình bày những nét cơ bản nhất khi thiết kế điều khiển thích nghi modal cho một hệ thống động học; 3 Để thuận tiện cho thiết kế điều khiển thích nghi. .. trí BĐK TN u q ĐCV với điều 1 khiển BĐTT  Các tín hiệu phản hồi trạng thái, thích nghi Bộ quan sát trạng thái Hộp số 2 M dh Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc HTĐB góc điều khiển TNMD kết hợp với BĐTT sử dụng động cơ van công suất nhỏ 12 3.2 Điều khiển TNMD hệ truyền động bám góc sử dụng ĐCV công suất nhỏ Điều khiển modal đã được triển khai rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động TĐĐ do có cấu trúc... tốt đặc tính động và đặc tính tĩnh; 4 Đảm bảo tốt tính chính xác bám và tốc độ bám; 5 Mức tiêu tốn năng lượng là ít nhất; 6 Kích thước, trọng lượng nhỏ, tốn ít không gian lắp đặt Kết luận của chƣơng 4 Chương 4 đã xây dựng các sơ đồ và tiến hành mô phỏng kiểm chứng tính đúng đắn của thuật toán điều khiển bù các đặc tính tĩnh trên cơ sở so sánh với ĐKVT Đã tiến hành xây dựng sơ đồ và mô phỏng toàn hệ. .. luận án là nghi n cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động bám công suất nhỏ, ở chương 2 áp dụng phương pháp điều khiển BĐTT thay cho ĐKVT kinh điển trong các hệ thống này Việc sử dụng thuật toán bù (2.30) đã đóng góp một phần cho quá trình hoàn thành mục tiêu luận án Tuy nhiên, như đã phân tích, các hệ truyền động bám công suất nhỏ trong thực tế luôn đi kèm hộp số cũng như có cấu trúc phần cơ tương đối... 4.28 cho thấy, hệ thống với BĐK thích nghi modal hoạt động sẽ “êm” hơn hệ thống dùng BĐK PID, đặc biệt là khi lượng vào hình sin 4.3 Đánh giá thuật toán ĐKBT trên mô hình thực nghi m Mục đích của phần thực nghi m là khảo sát chứng minh tính thực tiễn, độ tin cậy của thuật toán điều khiển bù các đặc tính tĩnh (2.30) đã tổng hợp được, so sánh dạng của một số đặc tính tĩnh thực nghi m với đặc tính mô phỏng,