NGHIÊN CƯÚ HỆ TRUYỀN ĐỘNG KHÔNG TIẾP XÚC SỬ DỤNG CÁC BỘ TREO TỪ TÍNH

I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP LUN VN THC S K THUT LUN VN THC S K THUT NGNH: T NG HểA NGNH: T NG HểA NGHIấN C H TRUYN NG KHễNG TIP NGHIấN C H TRUYN NG KHễNG XC S DNG CC B TREO T TNH TIP XC S DNG CC B TREO T TNH Hc viờn : Trn Th Thanh Nga Ngi hng dn khoa hc : PGS.TS Nguyn Nh Hin TRN TH THANH NGA THI NGUYấN 2009 THI NGUYấN 2009 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 2.1.2 Cỏc mi quan h c bn 24 2.1.3 C cu chp hnh vi sai 27 Li cam oan 2.1.4 ng c nam chõm vnh cu lp ghộp b mt 28 Mc lc 2.1.5 t chu ti hng tõm ( t) 29 Danh sỏch cỏc kớ hiu, cỏc ch vit tt 2.1.6 Mụ ta toan hoc ụ t 31 Danh mc cỏc bng 2.2 Cỏc tớnh cht iu khin c ca b treo t tớnh 36 Danh mc cỏc hỡnh v, th 2.2.1 Lc kộo khụng cõn bng 36 Li núi u 2.2.1.1 Cỏc nguyờn tc c bn 36 2.2.1.2 Phộp phõn tớch lừi t hỡnh C v lừi t hỡnh ch I 37 2.2.1.3 Phộp phõn tớch t 38 2.2.2 Cỏc nguyờn tc iờu khiờn ụ t mt kờnh 39 KT LUN 42 MC LC Ni dung Trang CHNG I TNG QUAN V T V NH HNG IU KHIN T 1.1 Gii thiu v b treo t tớnh v ng dng ca chỳng CHNG 1.1.1 t tớnh v truyn ng ng c THIT K CC B IU KHIN B TREO T TNH 1.1.2 Gii thiu tng quỏt v h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh 3.1 Thit k cỏc b iu khin PID 43 1.1.3 Gii thiu cu trỳc c trng ca mt h thng truyn ng ng c 3.1.1 Mt vi nột v thut toỏn iu chnh PID 43 3.1.2 Cu trỳc chung ca h iu khin t ng 43 c trang b cỏc t tớnh 43 1.1.4 Gii thiu h truyn ng khụng tip xỳc 3.1.2.1 Thnh phn t l 45 1.1.5 Cu trỳc khụng tip xỳc 3.1.2.2 Thnh phn tớch phõn 45 1.1.6 Cu trỳc ca cun dõy 15 3.1.2.3 Thnh phn vi phõn 46 1.1.7 Phõn loi t 16 3.1.3 H gim chn - lng lũ xo tng ng 47 1.1.8 Mt s ng dng phự hp ca ng c v mỏy phỏt kiu treo t tớnh 17 3.1.4 iu chnh ca cỏc h s khuych i PID (t l, tớch phõn, o hm) 50 1.2 Mt s cụng trỡnh nghiờn cu ó cụng b v iu khin cỏc h phi tuyn 18 3.1.4.1 iu chnh h s khuych i t l v vi phõn 54 1.3 Cỏc cụng trỡnh nghiờn cu ó cụng b v iu khin t 19 3.1.4.2 Sai sụ v trớ trng thỏi n nh v iu chnh h s khuych i tớch phõn56 KT LUN 21 3.2 Thit k b iu khin nõng cao - Thit k b iu khin m lai F-PID 61 22 3.2.1 Gii thiu v b iu khin m 61 3.2.2 S ca h iu khin m 62 CHNG Mễ T TON HC T 2.1 Mụ hỡnh toỏn hc ca b treo t tớnh 22 3.2.3 Nguyờn lý iu khin m 65 2.1.1 Cu trỳc c in v nguyờn lý hot ng ca t 22 3.2.4 Cỏc nguyờn tc tng hp b iu khin m 66 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 3.2.5 Cỏc b iu khin m 70 3.2.5.1 Cỏc b iu khin kinh in 70 3.2.5.2 B iu khin m tnh 71 CHNG I 3.2.5.3 B iu khin m ng 74 TNG QUAN V T V NH HNG 3.2.5.4 H iu khin m lai (F - PID) 79 a Gii thiu chung 79 b Cỏc dng h m lai ph bin 81 3.2.5.5 Tng hp h iu khin m lai khụng thớch nghi cú b iu khin kinh in 82 3.3 Mụ phng cỏc b iu khin ó thit k 84 3.3.1 Mụ phng vi b iu khin PID 84 3.3.2 Mụ phng vi b iu khin nõng cao 85 KT LUN 88 KT LUN V KIN NGH 89 TI LIU THAM KHO DANH MC CC HèNH V, TH Hỡnh v Tờn hỡnh v Trang IU KHIN T Hỡnh 1.1 S to lc t hng tõm bi mt t thụng khe h khụng cõn bng: a mt t thụng khe h cõn bng b mt t thụng khe h khụng cõn bng Hỡnh 1.2 S tng trng ca mt h truyn ng khụng tip xỳc Hỡnh 1.3 ng c vi cỏc t Hỡnh 1.4 Truyn ng khụng tip xỳc Hỡnh 1.5 Hỡnh dng c bn ca t Hỡnh 1.6 B treo ch ng theo trc: a.im trc ti ỏy Hỡnh 1.7 b khụng cú tip xỳc Nhng bin i h treo tỏc dng theo phng 10 a Rotor bờn b Rotor ngoi c Rotor rng d khụng gian lp t ti nm gia trc Hỡnh 1.8 S kt hp vi t v c khớ thụng thng 11 a vi t thụng thng b vi c khớ thụng thng c vi trc quay di Hỡnh 1.9 Mt s hỡnh nh t truyn thng 12 CHNG 22 Mễ T TON HC T Hỡnh 2.1 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn H thng t treo 23 http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Hỡnh 2.2 Lừi t C v lừi t hỡnh ch I vi mt cun cm 24 Hỡnh 3.4 c Mi quan h ỏp ng tn s chuyn v vi Kp 53 Hỡnh 3.4 d Mi quan h ỏp ng tn s chuyn v vi Kd 54 Hỡnh 2.3 Mch t hoỏ 26 Hỡnh 2.4 C cu iu chnh vi sai 28 Hỡnh 2.5 ng c nam chõm vnh cu lp ghộp b mt 29 Hỡnh 2.6 t chu ti hng tõm 30 Hỡnh 2.7 Mi quan h gia lc hng tõm v dũng in 32 Hỡnh 2.8 Mi quan h tuyn tớnh ca lc hng tõm vi dũng in phõn cc 33 Hỡnh 2.9 S cỏch thc iu khin dũng in 34 Hỡnh 2.10 S cõu truc ca mt h thng t treo 34 s dng nng lng t theo mụt phng Hỡnh 3.5 Cỏc h s khuych i t l v vi phõn 55 Hỡnh 3.6 ỏp ng chuyn v i vi cỏc h s khuych i PD ti u hoỏ 56 Hỡnh 3.7 B iu khin PID: (a) s khi; (b) cỏc c tớnh tn s 57 Hỡnh 3.8 ỏp ng ca thay i bc tham kho v trớ 58 Hỡnh 3.9 Cỏc c tớnh tn s ca b iu khin PID 59 Hỡnh 3.10 ỏp ng chuyn v i vi Ki 60 Hỡnh 3.11 - S ca b iu khin m 63 Hỡnh 3.12 H thng iu khin m 65 Hỡnh 2.11 S ụ cõu truc rut gon 35 Hỡnh 3.13 Mụ hỡnh chuyn i hiu bit ca ngi v h m 67 Hỡnh 2.12 Lc t kộo (hp dn) v kớch thc khe h: (a) kớch thc khe 37 Hỡnh 3.14 Quan h truyn t b iu khin m theo lut t l 72 Hỡnh 3.15 ng c tớnh y(x) cho trc 74 Hỡnh 3.16 B iu khin m ng vi u vo v u 74 Hỡnh 3.17 H iu khin m theo lut I 75 Hỡnh 3.18a Mụ hỡnh iu khin m theo lut PI 75 Hỡnh 3.18a Mụ hỡnh iu khin m theo lut PI 76 Hỡnh 3.19 H thng iu khin m theo lut PD 76 Hỡnh 3.20a B iu khin m theo lut PID(dựng thut toỏn chnh nh PID m) 77 Hỡnh 3.20b B iu khin m theo lut PI (dựng thut toỏn PID tc ) 78 Hỡnh 3.21 H iu khin m PID 78 Hỡnh 3.22a B iu khin m lai cú khõu tin x lý m 80 Hỡnh 3.22b H m vi b m cho tớn hiu ch o x 80 h rng, (b) kớch thc khe h c gim xung Hỡnh 2.13 H thng treo t ti nh theo phng x 39 CHNG 43 THIT K CC B IU KHIN B TREO T TNH Hỡnh 3.1 S h thng iu khin t ng 44 Hỡnh 3.2 H thng gim chn - lng lũ xo 47 a S cu to b S Hỡnh 3.3 H thng treo t tng ng vi h thng gim chn-khi 49 lng lũ xo Hỡnh 3.4 ỏp ng chuyn v tng ng vi lc nhiu 1N Hỡnh 3.4 a Mi quan h ỏp ng vi chuyn v Kp 52 Mi quan h ỏp ng vi chuyn v Kd 53 Hỡnh 3.4 b S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn LI NểI U Hỡnh 3.23 Cu trỳc h m lai Cascade 81 Hỡnh 3.24 Chn b iu khin thớch nghi bng khúa m 82 Cụng ngh truyn ng s dng ng c khụng ng b ó c phỏt trin v cú phm vi ỏp dng rng k t thp niờn 70 bi nhng u th vt tri ca nú so vi truyn ng Hỡnh 3.25 S phõn b cỏc giỏ tr m ca bin vo 83 Hỡnh 3.26 S phõn b cỏc giỏ tr m ca bin 83 Hỡnh 3.27 Quan sỏt tớn hiu vo ca b iu khin m lai 83 phm vi ng dng ca loi ng c ny Mt hn ch khụng trỏnh ch Hỡnh 3.28 Quan h vo ca b iu khin m 84 bo dng i vi truyn ng ng c khụng ng b l vic bụi trn v thay th Hỡnh 3.29 S mụ phng vi b PID kinh in 85 Hỡnh 3.30 Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x ca t cú s dng 85 ng c mt chiu nh: hiu sut cao; gn; nh; cú yờu cu bo trỡ thp v giỏ thnh ng c b PID kinh in r S tng lờn v cụng sut v tc quay ca ng c khụng ng b cng lm m rng Hu ht mt truyn ng cụng nghip u liờn quan n cỏc c khớ Cỏc cú th gõy ln cho cỏc ng dng truyn ng ng c khong khụng gian xung quanh cng nh i vi mụi trng cú cha cỏc cht c hi hoc b nhim x Hn na, du bụi trn khụng th dựng c cỏc iu kin nh chõn khụng v phi c Hỡnh 3.31 S mụ phng h cú s dng h iu khin m lai F-PID 86 thay th nh k, nhit khớ quyn quỏ cao hoc quỏ thp, hoc cỏc dõy chuyn thc Hỡnh 3.32 Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x cú s dng h iu 86 phm v dc phm Vỡ vy, cỏc h truyn ng s dng c khớ khụng phự hp cỏc thit b mỏy quay ũi hi tc cao, yờu cu chớnh xỏc cao, phi dựng c cht bụi khin m lai F-PID Hỡnh 3.33 S mụ phng h cú s dng b PID kinh in v h iu 87 nh kỡ vi yờu cu phi thỏo phn thõn ca ng c Ngy nay, cuục cach mang khoa hoc khin m lai F-PID Hỡnh 3.34 trn cú s tip xỳc trc tip gia phn chuyn ng v phn tnh, cn phi c thay th Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x cú s dng b iu khin PID kinh in v h iu khin m lai F-PID 87 ky thut trờn th gii ang phỏt trin vi tc v bóo , khụng ngng ti nhng nh cao mi, o co nhng tu vờ ky thuõt t ụng hoa san xuõ Vic t s dng h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh l mt nhng bc tin quan trng ca ngnh c khớ, cho phộp khc phc nhng nhc im ca cỏc h truyn ng s dng ng c khụng ng b vi cỏc c khớ Tuy nhiờn, cỏc li th ny buc chỳng ta phi cú kh nng ỏp dng, ci t v thit k cỏc phng phỏp iu khin phự hp Phn quan trng ca cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh l b iu khin Hin cỏc b iu khin cho cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh cú cht lng thp nh khụng thớch nghi, khụng bn vng, tớn hiu iu khin khụng b chn Thc t ny l ng lc hc ca cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh cú tớnh phi tuyn cao v cỏc phng phỏp thit k cỏc b iu khin cho cỏc h phi tuyn (bao gm cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh) chu tỏc dng ca nhiu ngoi sinh v cha cỏc tham s thay i theo thi gian cha c nghiờn cu v phỏt S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá trin hon thin cú th ng dng vo vic thit k cỏc b iu khin thớch nghi bn vng CHNG I cho cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh Vỡ vy nghiờn cu thit k TNG QUAN V T V NH HNG cỏc b iu khin cht lng cao cho mt s h phi tuyn bao gm cỏc b treo t tớnh l cp IU KHIN T thit 1.1 Gii thiu v b treo t tớnh v ng dng ca chỳng Vi nhng ý ngha trờn õy v c s nh hng ca thy giỏo PGS.TS Nguyn Nh Hin em ó la chn ti: Nghiờn cu h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh 1.1.1 t tớnh v truyn ng ng c Khỏi nim v t ó cú t hn 100 nm trc, nhiờn giỏ thnh v phc ca nú ó cn tr vic ng dng v phỏt trin cụng nghip c s giỳp v hng dn rt tn tỡnh ca Thy giỏo PGS.TS Nguyn Nh Hin v mt s ng nghip, n em ó hon thnh lun ca mỡnh Mc dự ó cú nhiu c gng nhng thi gian cú hn nờn khụng trỏnh mt s thiu sút nht nh Em rt mong nhn c ý kin úng gúp ca cỏc thy cụ v cỏc bn ng nghip cho lun hon thin hn í tng v vic treo mt i tng bng t trng ó c t t gia nhng nm 1800 Rt nhiu thớ nghim v cỏc ng dng thc t ó tr lờn hin thc t nhng nm 1960 Do s phỏt trin cụng ngh iu khin, c v phn cng ln phn mm ó to c hi cho viờc s dung ụ t cụng nghip phỏt trin nh lm gim kớch c , phc cng nh giỏ thnh ca nú Em xin chõn thnh cm n! Vo nhng nm cui ca thp k 80, khỏi nim mi v khụng tip xỳc ó c a vo cụng ngh truyn ng ng c khụng ng b T ú n nay, lớ Tỏc gi thuyt v kin thc c bn v khỏi nim ny ó c nghiờn cu cựng vi rt vic phỏt trin nhiu truyn ng th nghim vi mc ớch thu thp kinh nghim v s Trn Th Thanh Nga hot ng v hnh vi ca nhiu loi truyn ng ng c khụng ng b khụng tip xỳc Cụng ngh truyn ng s dng ng c khụng ng b ó c phỏt trin v cú phm vi ỏp dng rng k t thp niờn 70 bi nhng u th vt tri ca nú so vi truyn ng ng c mt chiu nh: hiu sut cao; gn; nh; cú yờu cu bo trỡ thp v giỏ thnh ng c r S tng lờn v cụng sut v tc quay ca ng c khụng ng b cng lm m rng phm vi ng dng ca loi ng c ny Mt hn ch khụng trỏnh ch bo dng i vi truyn ng ng c khụng ng b l vic bụi trn v thay th Cỏc cú th gõy ln cho cỏc ng dng truyn ng ng c khong khụng gian xung quanh cng nh i vi mụi trng cú cha cỏc cht c hi hoc b nhim x Hn na, du bụi trn khụng th dựng c cỏc iu kin nh chõn khụng, nhit khớ quyn quỏ S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá cao hoc quỏ thp, hoc cỏc dõy chuyn thc phm v dc phm Do ú, cỏc b treo t tớnh cú th m rng phm vi ng dng Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá Cõu to v nguyờn lý lm vic ca t tng t nh mt ng c in Tuy nhiờn, thay vỡ to momen xon quay rụtor nh ụng c iờn , nú to mt Hu ht yờu cu v bo dng mt truyn ng cụng nghip u liờn quan n cỏc c khớ Cỏc h truyn ng s dng c khớ khụng phự hp cỏc thit b mỏy quay ũi hi tc cao, yờu cu chớnh xỏc cao, phi dựng c cht bụi trn cú s tip xỳc trc tip gia phn chuyn ng v phn tnh Du lc treo ngừng trc lũng Khong cỏch gia ngừng trc v lút thụng thng khong 0,5-2 mm Hỡnh v 1.1 ch cỏc nguyờn lý s phỏt lc hng tõm roto ca hai trng hp ng c khụng tip xỳc v ng c t tớnh bụi trn phi c thay th nh k cng cn phi c thay th nh kỡ vi yờu cu phi thỏo phn thõn ca ng c Nu nh trc c treo bi mt lc t, nhng yờu cu bo hnh ny s khụng cn thit Do vy tin ti s dng khụng tip xỳc cú nhiu u th cho ngi s dng ng c Cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh l mt nhng bc tin quan trng ca ngnh c khớ, cho phộp gim tn hao v tng chớnh xỏc (nh loi tr c bo mũn ma sỏt) gia cụng i vi cỏc trc chớnh cao tc Tuy nhiờn, cỏc li th ny buc chỳng ta phi cú kh nng ỏp dng, ci t v thit k cỏc phng phỏp iu khin phự hp Cng cn chỳ ý rng b treo t tớnh yờu cu thi gian ct mu ngn mt cỏch cõn xng vi truyn ng ng c Yờu cu ny l b treo t tớnh khụng n nh mt cỏch c hu ú cn thit cú cỏc b iu khin vi sai hoc iu khin sm Hỡnh 1.1 - S to lc t hng tõm bi mt t thụng khe h khụng cõn bng: a mt t thụng khe h cõn bng b mt t thụng khe h khụng cõn bng phase thc hin h thng treo t tớnh n nh t c gii hn phase ti tn s ct cn phi cú tn s ct mu nhanh Yờu cu v tn s ct mu ph thuc vo Mt trc quay s c bao bc bi lừi ca stato Roto v stato c t húa bi bn cc t theo trỡnh t bc, nam, bc, nam Cú nhng lc hp dn t tớnh rt mnh quỏn tớnh c khớ v s khú khn thit k ng c khụng tip xỳc thng tn dng li th ca t trng to bi gia lừi ca roto v lừi ca stato bờn di cỏc cc t ny Trong hỡnh 1.1a, cc t dũng in cun dõy ca ng c Do ú, cú c thụng tin v t trng quay cú cựng mt t thụng v ú cú cựng biờn lc hp dn Nh vy l, tng ny l rt quan trng Cỏc b iu khin da trờn lý thuyt iu khin vộc t cung vector ca lc hng tõm ny bng Ngc li, hỡnh 1.1b mt cc t bc cp s iu chnh mụ men tc thi cng nh iu chnh t trng quay Do ú v trớ thỡ mnh hn so vi ba cc t cũn li nờn nú cú lc hng tõm mnh hn S phõn gúc quay v cng t trng cú th iu chnh c Da trờn v trớ gúc v b mt t thụng khe h khụng cõn bng ny dn n lc t hng tõm s tỏc cng t trng ca ng c, cỏc lc hng tõm c phỏt bi s to thờm ng vo roto Trong trng hp ny, lc hng tõm roto tỏc ng vo roto t phớa cỏc t trng s dng dũng in cun dõy ca b treo Do vy cú th núi rng cụng tay phi Trong c trng hp ng c cú t tớnh v ng c khụng , lc ngh khụng tip xỳc ng trờn lớ thuyt iu khin vộc t hng tõm roto c to bi trng in t khụng cõn bng tc l lc hng tõm S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá roto c to bi s khỏc bit ca lc hng tõm di cỏc cc t Lc hp dn Hỡnh 1.2 l s tng trng ca mt h truyn ng khụng tip xỳc s dng b thỡ khụng n nh vỡ nú s mnh hn lờn nu nh roto dch chuyn theo chiu ca treo t tớnh V nguyờn lý, bao gm phn chớnh: phn chuyn ng cú th l lc im lc hng tõm bng ti trng tõm ca nũng stato l mt im khụng n chuyn ng quay hoc tnh tin (rotor) v phn tnh (stator) trờn phn tnh cú nh, ú cn thit cú phn hi õm lp t mt s mch t to lc t tỏc dng lờn phn chuyn ng ca Cỏc ng dng cụng ngh truyn ng lc treo t tớnh tu in m t ca lc t tỏc dng lờn phn chuyn ng ca c iu khin bi hiu in th hoc Nht, lc treo t tớnh c to bi s tng tỏc gia t thụng ca cun dõy siờu cng dũng in t vo cỏc cun dõy ca mch t Di tỏc dng ca lc tỏc dn v dũng in ca cun dõy cm ng Cú ngha l khụng cn thit mt b iu ng lờn phn chuyn ng ca h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t khin phn hi õm Trong mt vi ng dng ca bỏnh , vt liu siờu dn c s tớnh, lc t c to lờn bi cỏc mch t tỏc dng lờn phn chuyn ng ny cn dng nh l cỏc t tớnh Nhng cun dõy hoc vt liu siờu dn ny cung cp phi thay i mt cỏch phự hp m bo khe h xỏc nh gia phn chuyn ng mt m t n nh Tuy nhiờn giỏ thnh thỡ tng i cao bi chỳng cn n mt v phn tnh ca Thụng thng thc t, vic xỏc nh trc c v nh h thng lm lnh v cỏch nhit Ngy nay, yờu cu i vi cỏc gii phỏp cho cỏc lng v quy lut thay i ca cỏc lc ngoi sinh l rt khú hoc khụng th c thit b lc t tớnh hp dn ca b treo t tớnh cn phi n gin, trng lng nh, r Hn na, iu kin lm vic ca cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo tin t tớnh thay i dn n vic xỏc nh trc cỏc thụng s ca l khú khn Ngoi 1.1.2 Gii thiu tng quỏt v h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t ng lc hc ca h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh l phi tớnh tuyn c v c v in, ngha l quan h ng gia hiu in th hoc cng Vic s dng h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh l mt dũng in t vo cỏc cun dõy t v lc t tỏc dng lờn phn chuyn ng c nhng bc tin quan trng ca ngnh c khớ, cho phộp gim tn hao v tng mụ t bng h phng trỡnh vi phõn phi tuyn Vỡ vy, thit k cỏc b iu khin chớnh xỏc (nh loi tr c bo mũn ma sỏt) gia cụng i vi cỏc trc chớnh cao cho cỏc h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh t cht lng cao l tc Tuy nhiờn, cỏc li th ny buc chỳng ta phi cú kh nng ỏp dng, ci t v khú khn v cn thit cỏc ng dng thc t cú s dng cỏc h truyn ng thit k cỏc phng phỏp iu khin phự hp khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh 1.1.3 Gii thiu cu trỳc c trng ca mt h thng truyn ng ng c c trang b cỏc t tớnh Hỡnh 1.3 ch cu trỳc c trng ca mt h thng truyn ng ng c c trang b cỏc t tớnh ng c s c t gia t tớnh hng tõm Mi t tớnh hng tõm s to cỏc lc hng tõm h trc ta hng tõm trc giao Cỏc lc hng tõm ny c iu khin bi cỏc h thng iu khin cú phn hi õm ú v trớ trc hng tõm c iu chnh v trng tõm ca nũng Hỡnh 1.2 - S tng trng ca mt h truyn ng khụng tip xỳc stato t tớnh phớa bờn tay trỏi c iu chnh i vi trc ta x1 v y1 t tớnh phớa bờn tay phi c iu chnh i vi trc ta x2 v y2 S xờ S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá dch v trớ theo trc z tc l theo hng ca trc quay, c iu chnh bi nhng tam giỏc B bin i cung cp in ỏp v tn s thay i c da theo tc quay lc hng trc phỏt bi mt t tớnh dch chuyn Tng s cú tt c hng ca trc v cỏc yờu cu v momen xon Vi a s ng c, tn s ca b bin i x1, y1, x2, y2, z chỳng c iu chnh bi cỏc h t tớnh t l thun vi tc v t s in ỏp / tn s thụng thng l hng s cho ti vựng Mi mt t tớnh cú cun dõy stato : cun dõy c t theo trc x v cun cũn li t theo trc y Vi mt dũng in mt cun dõy, mt lc hỳt in t s c to Mt lc hng tõm theo hng trc x c to bi s khỏc bit gia cỏc lc hỳt in t to bi cỏc cun dõy t theo trc x suy yu ca t trng 1.1.4 Gii thiu h truyn ng khụng tip xỳc Hỡnh v 1.4 gii thiu cu trỳc ca mt h truyn ng khụng tip xỳc Hai khụng tip xỳc c thit k trờn cựng mt trc truyn ng Mi thit b phỏt cỏc lc hng tõm cng nh cỏc mụ men quay Thit b khụng tip xỳc phớa bờn trỏi cú h trc hng tõm x1, y1; cũn thit b phớa bờn phi cú h trc hng tõm x2,y2 Mụ men truyn ng tng bng hai ln mụ men c tớnh ca mi thit b bi hai thit b ny chia s vi lng mụ men Mi khụng tip xỳc cú u ni cho h thng treo v u ni cho ng c Cỏc cun dõy pha tng ng phn ng c ca hai thit b c ni ni tip theo cỏch ni (Y) c hỡnh thnh vi hai cun dõy pha ni ni tip mi pha Mt b bin i pha n l c ni ti cỏc cun dõy ni ni tip ca phn ng c v cung cp in ỏp v tn s thay i c cho truyn ng ng c Ti cỏc u ni cỏc cun dõy ca phn treo, b Hỡnh 1.3 ng c vi cỏc t tớnh bin i pha c lp c ni ti cung cp cỏc dũng in yờu cu vi mc ớch Hỡnh 1.3 - ng c vi cỏc t Cỏc dũng in cỏc cun dõy ca t tớnh s c iu chnh bi cỏc mch phỏt cỏc lc hng tõm theo hng nh c yờu cu bi cỏc b iu khin in t cụng sut Trong a s cỏc trng hp ngi ta s dng b bin i ngun Chỳng ta cú th nhn thy nhng li ớch sau ca truyn ng khụng tip phn hi õm v cỏc sensor khong cỏch in ỏp mt pha Mi b bin i ngun pha cú th iu chnh mt dũng in ca xỳc : cun dõy, ú mi t tớnh cn cú b bin i tng ng vi dõy dn - Gn: trc quay ngn dn ti tc cao v hot ng n nh hn vo - Giỏ thnh thp: s lng dõy dn ớt hn S lng ca cỏc b bin i ớt Cỏc b Trong t tớnh dch chuyn cú cun dõy, ú b bin i pha c bin i pha giỏ thnh r cng c s dng kt ni iu chnh cỏc dũng in ca cun dõy v phỏt lc hng tõm theo - Cụng sut cao: truyn ng khụng tip xỳc cú th sn sinh cụng sut gia tng hng trc vi cựng chiu di trc ng c chu trỏch nhim phỏt momen xon quanh trc z Tc quay ca trc Nhng li th ny c hin thc húa nh l mt kt qu ca vic tớch hp t c iu chnh bi momen xon ca ng c Mt b bin i pha c ni ti tớnh hng trc v ng c ng c qua dõy dn vi cỏc cun dõy ca ng c c ni theo hỡnh hoc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá Cm t treo Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá t chn Cm t treo cỏc truyn ng khụng tip xỳc giỏ r v gn nh kiu ny ó tng c thc y1 hin y2 z x2 x1 123 123 Hỡnh 1.6 - B treo ch ng theo trc: 1234 (a) im trc ti ỏy Hỡnh 1.4 - Truyn ng khụng tip xỳc (b) khụng cú tip xỳc Hỡnh v 1.7(a-d) trỡnh by mt ct ngang v cỏch thc hin b treo ch ng 1.1.5 Cu trỳc khụng tip xỳc Gii thiu hỡnh dng bờn ngoi ca mt t theo hng Hai khụng tip xỳc cn thit phi cú phỏt lc hng tõm theo hng Thờm mt t dch chuyn nhm xỏc nh v trớ ca trc theo hng th Cú ro to trờn trc tỏc ng theo b ụi hỡnh 1.7a Roto v trc quay bờn lừi stato Cỏc ph ti dng bm v qut nộn cú th c gn vo mt u ca trc Trong hỡnh 1.7b ro to nm phớa bờn ngoi stator Cu trỳc ny phự hp cho cỏc truyn ng bỏnh nh a DVD v cỏc truyn ng cho a cng Cu trỳc hỡnh 1.7c l mt bin th ca hỡnh 1.7a vi mt trc rng cho phộp dũng khớ thi qua dch chuyn dc nm gia t tớnh to nờn b treo y theo trc Cu trỳc ny phự hp cho cỏc h nh ng h o lu Hỡnh 1.5 - Hỡnh dng c bn ca t lng, bm úng hp v spindle Trc rng cng cú th c s dng lp bỏnh Hỡnh v 1.6(a,b) trỡnh by mt b treo t tớnh ch ng theo trc Trong hỡnh xe Trong hỡnh 1.7 (a.c), mt t dch chuyn dc trc quay c s dng, 1.6a, mt trc c chốn vo lừi ca rụ to B treo t tớnh hai trc c thc hin nhiờn nú khụng cn thit vi trng hp nu lc dc trc quay nh hoc bi cỏc lc t gia roto v stato Ti ỏy ca trc cú t mt xoay c nh v trớ khụng yờu cu vic xỏc nh chớnh xỏc v trớ ca trc hng trc v hng tõm ca im cui ca trc Cu trỳc ny thớch hp cho cỏc mỏy cú trc thng ng Trong cỏc trng hp ny vic xỏc nh v trớ dc trc cú th c thc hin bi b nh v b ng nh hỡnh 1.7d Trong hỡnh v ny, cỏc roto ca hai t hỡnh 1.6b, trc ny b loi b Vic tỏc ng ch theo trc cung cp mt b tớnh b hp dn mt cỏch t nhiờn n cỏc v trớ trung tõm ca trc nh cỏc lc t treo b ng vi s dao ng v di ng dc theo trc quay Do vy, tn ti mt gii Bi vỡ cỏc t tớnh phỏt t thụng ỏng k, trc s chu lc n hi qua s hn v di ca lừi theo trc thc hin b treo b ng Vi thit k chớnh xỏc, di ng theo hng trc gi cho truyn ng n nh theo hng dc trc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 64 Luận văn Thạc sỹ 65 Chuyên ngành Tự động hoá (trong V) Ta ó bit rng cỏc lut m IF - THEN c din gii thnh cỏc quan h - Tớnh liờn tc: Th hin vic lm cú s thay i nh B s khụng gõy m khụng gian U*V s bin i ln y* Khi dựng quy tc MAX MIN thỡ du * c thay th bng cỏch ly cc 3.2.3 Nguyờn lý iu khin m tiu Khi dựng quy tc MAX PROD thỡ du * c thc hin bng phep nhõn V nguyờn tc, h thng iu khin m cng khụng cú gỡ khỏc vi cỏc h thng bỡnh thng Cỏc lut m c bn l hp cỏc lut m IF THEN c xõy dng iu khin t ng thụng thng khỏc S khỏc bit õy l b iu khin m lm trờn cỏc bin ngụn ng, cỏc lut m ny c c trng cho mi liờn h gia u vic cú t nh b nóo di dng trớ tu nhõn to Nu khng nh lm vic vo v u ca h, nú l trỏi tim ca h iờu khin logic m S dng lut m c vi b iu khin m cú th gii quyt c mi t trc n cha gii bn ny lm cụng c suy lun v a cỏc ỏp ng mt cỏch cú hiu qu quyt c theo phng phỏp kinh in thỡ khụng hon ton chớnh xỏc, vỡ hot ng Ta xet h m vi nhiu u vo v mt u (h MISO) vi U = U1xU2x ca b iu khin ph thuc vo kinh nghim rỳt kt lun theo t ca xUn Rn Nu h cú m u t y1, y2, yn thỡ cú th phõn thnh m h mi h cú ngi, sau ú c ci t vo mỏy tớnh trờn c s logic m H thng iu khin n u vo v mt u m i tng ú cng cú coi nh l mt h thng neuron (thn kinh), hay ỳng hn Lut c s l lut cú dng sau: (1) l mt h thng iu khin c thit k m khụng cn bit trc mụ hỡnh i Ru : Nu x1 l An VV xn l An Thỡ y l B Trong ú Ai1 tng l B l cỏc hp m U R v V R, nu cú M n H thng iu khin m c thit k trờn: + Giao din u vo bao gm cỏc khõu Fuzzy hoỏ v cỏc khõu ph tr thờm lut m c s thỡ = 1, 2, , M Lut m trờn l lut m chớnh tc, t lut m chớnh tc trờn cú mt s mnh thc hin bi toỏn ng nh khõu I, D +Thit b hp thnh m bn cht ca nú l s trin khai lut hp thnh R khỏc b tr khỏc Gii m c nh ngha nh gỏn mt m B V R ( L u ca thit b hp thnh) vi mt giỏ tr rừ y* V Nh vy phep gii m l c th hoỏ mt im V m nú cú th hin rừ nht m B Tuy nhiờn m B c xõy dng trờn c s lut iu khin hay cũn gi l lut quyt nh + Khõu giao din u (khõu chp hnh) gm khõu gii m v cỏc khõu giao din trc tip vi i tng c xõy dng theo cỏc cỏch khỏc chn phng phỏp gii m thớch hp ta cú th da vo cỏc tiờu chun sau õy: - Tớnh tin cy: im y* phi i din cho m B mt cỏch trc giỏc, vớ d cú th nm gn gia xỏc nh ca m B hoc l im ca hm liờn thuc cao nht B - n gin tớnh toỏn: õy l tiờu chun quan trng vỡ iu khin m cỏc tớnh toỏn u lm vic ch thi gian thc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Hỡnh 3.12 H thng iu khin m http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 66 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 67 HIU BIT V I TNG Nguyờn tc tng hp b iu khin m hon ton da vo nhng phng phỏp toỏn hc trờn c s nh ngha cỏc bin ngụn ng vo/ra v s la chn nhng lut iu khin Do cỏc b iu khin m cú kh nng x lý cỏc giỏ tr vo/ra biu din Chuyên ngành Tự động hoá HIU BIT CHA Rế HIU BIT Rế di dng du phy ng vi chớnh xỏc cao nờn chỳng hon ton ỏp ng c cỏc yờu cu ca mt bi toỏn iu khin rừ rng v chớnh xỏc S DNG CHUYấN GIA Mễ PHNGOT NG CA I TNG Trong s trờn, i tng ny c iu khin bng i lng u l tớn hiu u ca b iu khin m Vỡ cỏc tớn hiu iu khin i tng l cỏc tớn hiu rừ, nờn tớn hiu ca b iu khin m trc a vo iu khin i tng CC LUT NấUTHè O LNG CP D LIU VO RA phi qua khõu gii m nm khõu giao din u Cỏc tớn hiu y ca i tng c o bng b cm bin v c x lý s b trc a vo b iu khin Cỏc tớn hiu ny l cỏc tớn hiu rừ i tng vy b iu khin m hiu c chỳng, tớn hiu y v c tớn hiu ch o phi c m hoỏ H M Hỡnh 3.13 - Mụ hỡnh chuyn i hiu bit ca ngi v h m Cỏc bc chuyn thnh thit b hp thnh mt b iu khin m : 3.2.4 Cỏc nguyờn tc tng hp b iu khin m Nh ta ó bit h thng iu khin m cú mc ớch mụ phng suy ngh iu khin ca ngi iu khin mt i tng no ú Nhỡn chung, hiu bit ca ngi iu khin mt i tng k thut no ú cú th phõn tớch thnh hai * Bc 1: nh ngha tt c cỏc bin ngụn ng vo v - Cn c vo s u vo, u ra, ta nh ngha cỏc bin ngụn ng vo/ra cho va d nh va n gin cho vic thit k sau ny Gi s rng nu b iu khin m lm chc nng ca mt b iu chnh loi: (ngha l b iu khin nm mch kớn vi iu khin thi gian thc v mc + Loi hiu bit rừ: Conscious knowledge ớch chớnh l m bo sai lch cho phep gia tớn hiu t v tớn hiu cn iu khin) + Loi hiu bit cha rừ: Subconscious knowledge - Khi xõy dng b iu khin m, vi cỏc hiu bit rừ thỡ ta dựng lut Nu thỡ v din t iu ú vo h thng m Vi cỏc hiu bit cha rừ lỳc iu khin ta phi o lng trc tip trờn i tng, cỏc s liu vo lỳc ú, sau ú hp li thnh cỏc d liu vo v ta s dng xõy dng bng cỏch chuyn i hiu bit ca ngi thnh b iu khin m vi b s liu vo - nh hỡnh v 3.13 thỡ bin u vo cú th chn lm sai lch v o hm ca sai lch, bin l i lng phn ỏnh tớn hiu cn iu khin Nu b iu khin lm chc nng to tớn hiu t cho h thng (cú th l h kớn hoc h h, cú th b iu khin lm vic thi gian thc hoc khụng thi gian thc) thỡ s bin vo hon ton ph thuc vic phõn tớch tỡnh hỡnh c th vi yờu cu chung l bin ngụn ng vo - ny phi ph ht khụng gian bin vo * Bc 2: nh ngha m ( giỏ tr ngụn ng ) cho cỏc bin vo Cỏc vic cn lm bc ny bao gm: - Xỏc nh giỏ tr vt lý cho cỏc bin vo S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 68 Chuyên ngành Tự động hoá õy l giỏ tr rừ ti hn cho cỏc bin vo ra, vy vic xỏc nh cn c hon ton vo i tng c th Luận văn Thạc sỹ 69 Chuyên ngành Tự động hoá - Xỏc nh cp mi lut: Nu cú cỏc lut gõy xung t thỡ cn xỏc nh trng s cu cỏc lut ny - Xỏc nh y cỏc lut Nu thỡ v lp bng lut theo vo Da vo - S lng m ( giỏ tr ngụn ng ) cho cỏc bin Nguyờn lý chung l s lng cỏc giỏ tr ngụn ng cho mi bin nờn nm tng lut riờng, trng s ca lut v kinh nghim chuyờn gia ta thnh lp bng lut khong t n giỏ tr Nu s lng cỏc giỏ tr ny nh hn thỡ ớt cú ý ngha ú l bng lut theo d liu vo khụng thc hin c vic ly vi phõn Nu s lng ny ln hn thỡ ngi * Bc 4: Chn thit b hp thnh ( MAX MIN hay SUM MIN ); khú cú kh nng bao quỏt (con ngi khú cú kh nng cm nhn quỏ chi li Ta cú th chn thit b hp thnh theo cỏc nguyờn tc : - S dng cụng thc : - Xỏc nh dng hm liờn thuc õy l mt im cc k quan trng vỡ quỏ trỡnh lm vic ca b iu khin m AB ( x ) = MAX A (x), B (x) rt ph thuc vo dng v kiu hm liờn thuc Cỏc hm liờn thuc c chn t cú lut MAX MIN; MAX PROD; nhng dng hm ó bit trc v mụ hỡnh hoỏ nú cho n nhn c iu khin - S dng cụng thc: Lukasiewicscos lut SUM MIN; SUM PROD; m lm vic nh mong mun Cn chn cỏc hm liờn thuc cú phn chng nờn - S dng tng Einstein v ph kớn giỏ tr vt lý quỏ trỡnh iu khin khụng xut hin - S dng tng trc tip l hng Trong k thut thng u tiờn chn hm liờn thuc kiu hỡnh tam giỏc * Bc 5: Chn nguyờn lý gii m: hoc hỡnh thang, cn thit v cú lý rừ rng mi chn hm liờn thuc khỏc T hm liờn thuc hp thnh xỏc nh ca m u ra, ta cú th chn phng phỏp gii m thớch hp xỏc nh giỏ tr rừ u ca b gii m Thng * Bc 3: Xõy dng cỏc lut iu khin õy l cỏc lut: Nu Thỡ vi mt hoc nhiu iu kin, xõy dng thit k h thng iu khin m, gii m bng phng phỏp im trng tõm cỏc lut phi da vo bn cht vt lý, da vo cỏc s liu o c v kinh nghim cú nhiu u im hn c, bi vỡ kt qu u u cú s tham gia ca tt c chuyờn gia cỏc lut iu khin Rk , k = 1,2, n (mnh hp thnh) - Trong vic xõy dng cỏc lut iu khin (mnh hp thnh) cn chỳ ý vựng * Bc 6: Ti u hoỏ: lõn cn im khụng, khụng c to cỏc l hng, bi vỡ gp phi cỏc l - Sau b iu khin m ó c tng hp ta ghep nú vi i tng mụ phng hng xung quanh im lm vic b iu khin s khụng th lm vic theo ỳng th nghim Quỏ trỡnh th nghim trờn mụ hỡnh s cho ta trc tiờn kim tra cỏc l nh trỡnh t ó nh hng, nu cú l hng xut hin thỡ cú th phi iu chnh li ph nờn - tin li v bao quỏt, cỏc lut ny biu din di dng ma trn R ca cỏc giỏ tr ngụn ng, iu chnh li lut iu khin Ngoi nu b iu khin - Ngoi cn phi ý rng, phn ln cỏc b iu khin, tớn hiu s bng lm vic khụng n nh thỡ phi kim tra li lut Nu thỡ c s khụng tt c tớn hiu vo bng khụng Sau bit chc b iu khin ó lm vic n nh v khụng cú l hng, ta - u tiờn da vo tng cp d liu vo ó bit to tng lut riờng bit cú th ti u hoỏ cỏc trng thỏi lm vic ca nú theo cỏc ch tiờu khỏc Chnh Cn lu ý l vi mi giỏ tr vo ta s chn m no cú giỏ tr hm liờn thuc nh b iu khin theo cỏc ch tiờu ch yu c thc hin thụng qua vic hiu ln nht chnh hm liờn thuc, thit k cỏc nguyờn tc iu khin ph hoc thay i mt s S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 70 Chuyên ngành Tự động hoá nguyờn tc iu khin ó cú Ta nờn thc hin tng bc v ghi li biờn bn cho Luận văn Thạc sỹ 71 Chuyên ngành Tự động hoá Kim tra b iu khin va thit k bng cỏch ghep ni vi mụ hỡnh i mi trng hp tng iu khin, nu kt qu khụng nh mong mun, phi thit k li theo cỏc 3.2.5 Cỏc b iu khin m bc t n cho n t c kt qu mong mun a b iu khin va thit k vo iu khin i tng thc v kim tra 3.2.5.1 Cỏc b iu khin kinh in Trc i vo vic phõn tớch v tng hp cỏc b iu khin m, cng cn lc qua mt cỏch ngn ngn cỏc phng phỏp tng hp kinh in Nh chỳng ta quỏ trỡnh lm vic ca h thng Nu cha t cỏc ch tiờu cht lng thỡ thit k li t bc n bc cho n t cht lng mong mun ó c bit, mt h thng mun t c cht lng mong mun thỡ nht thit Tng hp mt b iu khin vi cỏc chc nng hon ho ph thuc rt nhiu phi cú phn hi (h kớn) Lỳc thit k mt h thng mch vũng kớn iu khin phn vo cỏc nh chuyờn mụn Quỏ trỡnh tng hp s rỳt ngn li vỡ ch cũn phi thc hi, trc tiờn phi thit k tng th, tuyn chn cỏc tham s c bn v tớnh toỏn cỏc hin bc 4, nu ó cú mụ hỡnh i tng Xõy dng mụ hỡnh hu ớch l mt ũi tham s trng thỏi n nh Nh vy, ó hỡnh thnh c h thng mch vũng kớn c hi rt khú thc hin, vỡ bờn cnh nhng hiu bit tt v lý thuyt, cũn ũi hi nhiu bn, hay cũn gi l h thng nguyờn thy Sau ú cn phi xõy dng mụ hỡnh toỏn v kinh nghim nhn dng h thng m ch yu da vo kinh nghim cng hc trng thỏi ng hc ca h thng nguyờn thy, kim tra tớnh n nh v cht nh s hiu bit v i tng lng ng ca nú (thụng qua cỏc phn mm mụ phng) Nu h thng nguyờn thy Nhỡn chung phng phỏp tng hp kinh in thng gp nhng khú khn khụng n nh hoc cht lng ng khụng tt, thỡ buc phi ci t hiu chnh vic phi xõy dng c mụ hỡnh i tng trc thit k cỏc b iu khin thớch hp, lm cho h thng sau hiu chnh cú th tha ton din yờu cu Mt khỏc cỏc b iu khin phi c thit k da trờn c s k thut v m bo tớnh cht phự hp i tng ca cỏc b iu khin ny Túm li thit k mt h thng iu khin kinh in (cú s dng b iu khin kinh in) phi tri qua cỏc bc sau: Song thc t thit k h iu khin m khụng nht thit phi bit trc mụ hỡnh m ch cn th hin nhng hiu bit v i tng qua cỏc bin ngụn Xõy dng mụ hỡnh i tng chớnh xỏc ng v ng hc ca i tng, nhng bin ny li c phn chiu qua cỏc bin n gin hoỏ mụ hỡnh ngụn ng v cỏc nguyờn tc iu khin c s ca b iu khin m Trong nhiu Tuyn tớnh hoỏ mụ hỡnh ti im lm vic trng hp kh nng nhn dng i tng qua mụ hỡnh cc k khú khn v nhiu Chn b iu khin thớch hp xỏc nh cỏc tớnh cht m b iu khin trng hp khụng th thc hin c, nờn vic tng hp h thng iu khin bng phi cú thit k b iu khin m cho phep tit kim rt nhiu cụng sc giỏ thnh li r ú Tớnh toỏn thụng s ca b iu khin thc hin vic xỏc nh thụng s l im mnh ca iu khin m vic thit k cỏc h thng iu khin cỏc i ca b iu khin cú rt nhiu phng phỏp nh phng phỏp ng c tớnh tn s tng phc tp, cỏc i tng m vic xõy dng mụ hỡnh cc k khú khn vi tiờu chun Nyquist hay phng phỏp qu o nghim s Bng cỏc phng Ngay c i vi cỏc i tng iu khin n gin quy trỡnh thit k h thng m phỏp ny s tng hp c b iu khin n nh cng ngn hn so vi quy trỡnh thit k h thng iu khin kinh in 3.2.5.2 B iu khin m tnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 72 Chuyên ngành Tự động hoá B iu khin m tnh l b iu khin m cú quan h vo/ra y(x) liờn h Luận văn Thạc sỹ 73 Chuyên ngành Tự động hoá Tng quỏt lờn thỡ thut toỏn tng hp b iu khin m cú ng c tớnh y(x) theo mt phng trỡnh i s (tuyn tớnh hoc phi tuyn), ú x l u vo, y l tuyn tớnh tng khỳc cho trc nh sau: u Cỏc b iu khin tnh in hỡnh l b khuych i P, b iu khin relay - Xỏc nh cỏc im nỳt (xk,yk), k = 1, 2, , n ca y(x) hai v trớ, ba v trớ v.v Nhng b iu khin tnh ny rt hay gp cỏc h thng iu khin t ng c thit k theo phng phỏp kinh in, nht l cỏc b iu khin P v b iu khin hai v trớ Thit k v chnh nh cỏc b iu khin ny n gin, nhng s dng cỏc h thng iu khin t ng thỡ thng - nh ngha n m u vo Ak vi k = 1,2, ,n cú hm liờn thuc Ak(x) dng hỡnh tam giỏc vi nh l im xk v xỏc nh l khong [xk-1, xk+1], ú cho B1 v Bn thỡ cỏc im x0,xn+1 l nhng im bt k tho x0 < x1 v xn+1 > xn khụng t cht lng tt vỡ cha t n cỏc trng thỏi ng (vn tc, gia tc) Mc - Xỏc nh n m u Bk v i k = 1, 2, , n cú Bk(y) l hm Kronecker nh dự vy thc t cỏc b iu khin kiu ny c dựng rt nhiu, bi vỡ ngha ti yk chỳng tng i n gin, bn vng v khụng phi chn nhiu thụng s ti u - nh ngha n lut iu khin dng: B iu khin m n gin theo lut t l l b iu khin cú mt u vo, mt u v tớn hiu ca b iu khin m luụn t l vi s bin i ca tớn hiu vo Rk: nu = Ak thỡ = Bk ,k = 1,2, ,n Ci t lut hp thnh theo nguyờn lý MAX-MIN cho ti t c giỏ tr bóo hũa - S dng nguyờn tc cao gii m y Hỡnh 3.15 biu din cỏc hm thuc vo ca b iu khin m cú c tớnh b y(x) ó cho hỡnh 3.14 Gm iu khin lut : x R1 : nu = A1 thỡ = B1 hoc -b Hỡnh 3.14 - Quan h truyn t b iu khin m theo lut t l R2: nu = A2 thỡ = B2 hoc R3: nu = A3 thỡ = B3 hoc Mt cỏc dng hay dựng ca b iu khin m tnh l b iu khin m R4: nu = A4 thỡ = B4 hoc tuyn tớnh tng on, nú cho phep ta thay i mc iu khin cỏc phm vi R5: nu = A5 thỡ = B5 hoc khỏc ca quỏ trỡnh, ú nõng cao c cht lng iu khin R6: nu = A6 thỡ = B6 hoc thit k nhng b iu khin m cú c tớnh y(x) tuyn tớnh tng on vi sai s bng khụng m khụng phi cn tng s cỏc giỏ tr m n gii hn vụ cựng Vn t l phi nh ngha cỏc hm liờn thuc nh th no v s dng nguyờn tc gii m gỡ gii thỡ s ni cỏc on thng vi mt cỏch liờn tc ti nhng im nỳt S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 74 Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 75 * B iu khin m theo lut I y Mt b iu khin m theo lut I cú th thit k t mt b iu khin m theo lut P (b iu khin m tuyn tớnh) bng cỏch mc ni tip mt khõu tớch phõn y6 y4, y5 kinh in vo trc hoc sau m ú Do tớnh phi tuyn ca h m, nờn vic mc khõu tớch phõn trc hay sau h m hon ton khỏc x1 x2 x3 x4 x5 x6 Lut hp thnh x Nhiu y3 x E Fuzzy hoỏ - y1, y2 Hỡnh 3.15 - ng c tớnh y(x) cho trc 3.2.5.3.B iu khin m ng Thit b hp gii m I i tng Hỡnh 3.17 - H iu khin m theo lut I * B iu khin m theo lut PI B iu khin m ng l b iu khin m m u vo cú cú xet ti cỏc trng thỏi ng ca i tng nh tc, gia tc, o hm ca gia tc, B iu khin m theo lut PI thng c s dng trit tiờu sai lch tnh ca h thng Mụ hỡnh iu khin theo lut PI nh sau: Lut iu khin Nhiu x P1 D1 P2 Thit b hp thnh v gii m I1 i tng - B iu khin m i tng y I2 D2 Hỡnh 3.18a Mụ hỡnh iu khin m theo lut PI Thit b o Hỡnh 3.16 - B iu khin m ng vi u vo v u Cỏc b iu khin m ng hay c dựng hin l b iu khin m theo lut t l tớch phõn, t l vi phõn v t l vi tớch phõn (I,PI, PD v PID ) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 76 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 77 Chuyên ngành Tự động hoá theo lut PID kinh in trc õy cú th s dng cho mt b iu khin m theo Nhiu lut PID B iu khin m theo lut PID c thit k theo hai thut toỏn: x B iu khin m - i tng y - Thut toỏn chnh nh PID m - Thut toỏn PID tc B iu khin m c thit k theo thut toỏn chnh nh PID cú u vo gm sai lch E gia tớn hiu ch o v tớn hiu ra, o hm v tớch phõn ca sai lch u ca b iu khin m chớnh l tớn hiu iu khin u(t) t d u t K E Edt TD E TI dt Hỡnh 3.18.b Mụ hỡnh iu khin m theo lut PI * B iu khin m theo lut PD Khi mc ni tip u vo mt b iu khin m theo lut t l mt khõu vi phõn s cú c mt b iu khin m theo lut t l vi phõn PD.Hỡnh 3.17 (*) Lut hp thnh x(t) E E P Nhiu x d dt E B iu khin m E IE I i tng DE D Thit b hp thnh v gii m u(t) i tng y(t) Thit b o Hỡnh 3.19 - H thng iu khin m theo lut PD Thnh phn ca b iu khin ny cng ging nh b iu khin theo lut PD Hỡnh 3.20a - B iu khin m theo lut PID (dựng thut toỏn chnh nh PID m) thụng thng bao gm sai lch gia tớn hiu ch o v tớn hiu ca h thng E Vi thut toỏn PID tc , b iu khin PID cú u vo: sai lch E gia tớn hiu v o hm ca sai lch E Thnh phn vi phõn giỳp cho h thng phn ng chớnh u vo v tớn hiu ch o, o hm bc nht DE1 v o hm bc hai DE2 ca sai xỏc hn vi nhng bin i ln ca sai lch theo thi gian Phỏt trin tip t vớ d v b iu khin m theo lut P thnh b iu khin m theo lut PD hon ton n lch u ca h m l o hm du ca tớn hiu iu khin u(t) dt d du d2 K E E E dt dt T dt I gin * B iu khin m theo lut PID (**) Trong k thut iu khin kinh in, b iu khin PID c bit n nh l mt gii phỏp a nng v cú ng dng rng ln nh ngha v b iu khin S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 78 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 79 Chuyên ngành Tự động hoá B iu khin P m cho c tớnh ng hc tng i tt, nhng ch xỏc lp h thng li tn ti sai lch tnh, hay núi mt cỏch khỏc l chớnh xỏc ca h thng kem hn so vi vic s dng b iu khin PI m S ghộp ni gia cỏc khõu tuyn tớnh vi h m (khõu phi tuyn) ó cho i cỏc b iu khin vi nhng tớnh cht rt hon ho v ó to mt kh nng mi k thut iu khin t ng, ú l iu khin cỏc i tng phc tp, cỏc i tng m cho n vic khng ch nú hon ton khú khn v hu nh khụng iu khin c theo phng phỏp kinh in õy cng khng nh c b iu khin m n gin cng cú th iu khin tt mt i tung phi tuyn phc Mt im c bit l cỏc b iu khin m cho phộp lp li cỏc tớnh cht ca cỏc b kinh in k thut m nhiu yu t cng rt c quan tõm Cỏc b Hỡnh 3.20b - B iu khin m theo lut PID (dựng thut toỏn PID tc ) iu khin P,PI hoc PID ó iu khin c cỏc i tng k thut rt hon thin Do thc t thng cú mt hai thnh phn (*) v (**) c b qua, v cho c tớnh ng hc ca ton b h thng rt tt Tuy nhiờn, x lý thờm cỏc nờn thay vỡ thit k mt b PID hon chnh ngi ta thng tng hp cỏc b iu khin PI tớn hiu o v tng thờm kh nng chun oỏn cho h thng, cn thay th bc v PD B iu khin PID m c thit k trờn c s ca b iu khin PD m bng cỏch u tiờn b kinh in bng b iu khin m v phỏt trin thờm h iu khin da mc ni tip u ca b iu khin PD m mt khõu tớch phõn DE d B iu dt x I i tng khin m E trờn c s ca b iu khin m ny cú c cỏc tớnh cht iu khin mong mun Cỏc b iu khin m cho phộp thit k rt a dng, vỡ qua vic t chc cỏc nguyờn tc iu khin v chn m cho cỏc bin ngụn ng chp phộp thit k cỏc b iu khin m khỏc Mt im quan trng na l lng cụng vic cn Hỡnh 3.21 - H iu khin m PID thc hin thit k mt b iu khin m hon ton khụng ph thuc vo c Hin ó cú nhiu dng cu trỳc khỏc ca PID m ó c nghiờn cu tớnh ca i tng cú tuyn tớnh hay khụng tuyn tớnh Cỏc dng cu trỳc ny thng c thit lp trờn c s tỏch b iu chnh PID 3.2.5.4 H iu khin m lai (F - PID) thnh hai b iu chnh PD v PI Vic phõn chia ny ch nhm mc ớch thit lp a Gii thiu chung cỏc h lut cho PD v PI gm hai bin vo, mt bin ra, thay vỡ phi thit lp ba B iu khin m quỏ trỡnh lm vic t iu chnh thụng s ca nú cho bin vo phự hp vi s thay i ca i tng c gi l b iu khin thớch nghi Mt h * Mt s kt lun : thng iu khin thớch nghi, cho dự cú hay khụng s tham gia ca h m, l h B iu khin PD m cho c tớnh ng hc lý tng ch tnh b iu l lng tớnh toỏn thit k rt ln khin PI m cú kh nng trit tiờu sai lch tnh S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn thng phỏt trin cao v cú tim nng c bit, song gn lin vi nhng u im ú http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 80 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 81 Chuyên ngành Tự động hoá Thc t ng dng k thut iu khin m cho thy: khụng phi l c thay mt Tớn hiu ch o x a vo h thng c iu ch qua b m Tớn hiu vo x c b iu khin m vo ch b iu khin kinh in thỡ s cú mt h thng tt hn so sỏnh vi tớn hiu y ca h thng v sai lch E cựng o hm DE ca nú c Trong nhiu trng hp, h thng cú c tớnh ng hc tt v bn vng cn phi a vo u vo b lc m to mt lng hiu chnh x, tớn hiu ch o ó thit k thit b iu khin lai gia b iu khin m v b iu khin kinh in c lc cú giỏ tr x + x Tỏc dng ca b lc m ton b h thng l lm H m lai (vit tt l F-PID) l mt h thng iu khin t ng ú thit b iu khin bao gm hai thnh phn: cho h thng cú c tớnh ng tt hn v nõng cao kh nng bn vng ca h cỏc thụng s h bin i - Thnh phn iu khin kinh in b2 H m lai Cascade - Thnh phn iu khin m Mt cu trỳc m lai khỏc c biu din hỡnh 3.23, ú phn bự tớn S dng b iu khin m lai s phỏt huy c u im ca c b iu khin m v hiu iu chnh u c ly t b iu khin m b iu khin rừ b Cỏc dng h m lai ph bin b1 H lai khụng thớch nghi cú b iu khin kinh in Hóy quan sỏt hỡnh 3.22a ca mt h lai cú b tin x lý m Nhim v iu khin c gii quyt bng b iu khin kinh in v cỏc thụng s ca b iu Hỡnh 3.23 - Cu trỳc h m lai Cascade khin khụng c chnh nh thớch nghi H m c s dng iu ch tớn hiu ch o cho phự hp vi h thng iu khin V nguyờn tc, tớn hiu ch o l Trong trng hp h thng cú cu trỳc nh trờn thỡ vic chn cỏc i lng mt hm thi gian bt k v ph thuc vo nhng ng dng c th Mt cu trỳc c u vo ca h m ph thuc vo tng ng dng c th Tt nhiờn cỏc i lng th ca h m lai cú b tin x lý m nh vy c biu din hỡnh 3.21b thng c s dng lm tớn hiu vo ca h m l tớn hiu ch o x, sai lch E, tớn hiu y cựng vi o hm hoc tớch phõn ca cỏc i lng ny V nguyờn tc cú th s dng cỏc i lng khỏc ca i tng cng nh s dng cỏc nhiu xỏc nh c b3 iu khin cụng tc thớch nghi bng khúa m Hỡnh 3.22a - B iu khin m lai cú khõu tin x lý m iu khin theo kiu chuyn i khõu iu khin cú tham s v cu trỳc phự hp vi im lm vic ca i tng ũi hi thit b iu khin phi cha ng tt c cỏc khõu cú cu trỳc v tham s khỏc cho tng trng hp ( Hỡnh 3.24 ) H PID thng s t chn khõu iu khin cú tham s phự hp vi i tng iu khin cụng tc chuyn i v trớ chn khõu iu khin phự hp c thc hin bng khúa m Hỡnh 3.22b - H m vi b m cho tớn hiu ch o x S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 82 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 83 Chuyên ngành Tự động hoá Hỡnh 3.24 - Chn b iu khin thớch nghi bng khúa m Thụng thng thỡ cỏc khõu iu khin c dựng trng hp ny l cỏc khõu cú cu trỳc nh nhng tham s khỏc Khỏc vi vic chnh nh thụng s thớch nghi cỏc h t chnh, cỏc thụng s õy c chnh nh cng Hỡnh 3.25 - S phõn b cỏc giỏ tr m ca bin vo qua cụng tc chuyn i u im chớnh ca h thng ny l cỏc b iu khin lm vic c lp vi nhau, vy cú th kim tra tớnh n nh ca h ng vi tng trng hp riờng bit Cỏc i lng vo ca h m c xỏc nh theo tng ng dng c th 3.2.5.5 Tng hp h iu khin m lai khụng thớch nghi cú b iu khin kinh in Nh ó phõn tớch phn 1.1.2 v phn 2.1.6 ta thy hm truyn t l khụng n nh cú tớnh phi tuyn cao, vic xỏc nh trc thụng s ca l rt khú khn, vy, bn lun ny, em xut phng phỏp dựng b iu khin PID kt Hỡnh 3.26 - S phõn b cỏc giỏ tr m ca bin hp vi b iu khin m Ta thit k b iu khin m bao gm mt bin trng thỏi m u vo v mt bin m u Mi bin ny li c chia thnh nhiu giỏ tr m (Tp m * Lut iu khin v lut hp thnh Lut hp thnh c xõy dng trờn c s nguyờn lý hp thnh MAX MIN con) S giỏ tr m trờn mi bin c chn ph ht cỏc kh nng cn thit cho kh nng iu khin l ln nht ch cn mt s ti thiu cỏc lut iu khin m S dng cụng c Toolbox Fuzzy Logic v Simulink ca phn mm Matlab xõy dng b iu khin m lai Cụng c ny cho phep ngi s dng thit k iu khin m nhanh chúng, chớnh xỏc v cho phep xut kt qu vựng Workspace tin hnh mụ phng bng cụng c Simulink ca Matlab S phõn b ca cỏc hm liờn thuc ca u vo : S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Hỡnh 3.27 Quan sỏt tớn hiu vo ca b iu khin m lai S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 84 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 85 Chuyên ngành Tự động hoá * Gii m Gii m cú th c thc hin theo cỏc phng phỏp im trng tõm, phng phỏp trung bỡnh hay phng phỏp cc i Do xỏc nh ca cỏc giỏ tr m u l liờn thụng nờn ta s gii m theo phng phỏp trng tõm Giỏ tr rừ x c xỏc nh theo phng phỏp im trng tõm nh cụng thc: x0 x. B (x)dx S B (x)dx S Hỡnh 3.29 S mụ phng vi b PID kinh in Trong ú: S l xỏc nh ca m B S dng phn mm Matlab mụ phng h iu khin m, õy ta tin hnh Kt qa mụ phng: theo hai bc: * Mụ phng b iu khin m: Vic xõy dng b iu khin m da trờn cụng c Fuzzy ca phn mm Matlab Cỏc hm liờn thuc ca cỏc giỏ tr m cỏc bin vo v c chn nh trờn hỡnh: 3-25 v 3-26 Hỡnh 3.30 - Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x ca t cú s dng b PID kinh in Vi b thụng s ca b iu khin PID: Kp = 10, Ki = 100, Kd = 0.5 Ta thy h Hỡnh 3.28 - Quan h vo ca b iu khin m thng cú ỏp ng khỏ nhanh, thi gian xỏc lp ngn v khụng cú sai lch tnh 3.3.2 Mụ phng vi b iu khin nõng cao 3.3 Mụ phng cỏc b iu khin ó thit k S mụ phng: 3.3.1 Mụ phng vi b iu khin PID Ta s dng b chnh lu hỡnh cu pha cú kCL=1.57, TCL=0.0017 S mụ phng : S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 86 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 87 Chuyên ngành Tự động hoá t Hỡnh 3.31 S mụ phng h cú s dng h iu khin Hỡnh 3.33 - S mụ phng h cú s dng b PID kinh in v h m lai F-PID iu khin m lai F-PID Hỡnh 3.34- Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x cú s dng b Hỡnh 3.32 - Kt qu mụ phng chuyn v theo phng x cú s dng h iu khin m lai F-PID iu khin PID kinh in v h iu khin m lai F-PID cú th so sỏnh thy c u im ca b iu khin nõng cao ta cú th quan s mụ phng v cỏc kt qu trờn cựng mt th nh sau: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 88 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ KT LUN 89 Chuyên ngành Tự động hoá KT LUN V KIN NGH Ni dung chng ny ó hon thnh c mt s nh sau : * KT LUN Hon thnh vic thit k v mụ phng h thng cú s dng b iu khin PID Sau mt thi gian lm lun vn, tỏc gi ó hon thnh lun tt nghip c kinh in v b iu khin m lai vi h truyn ng khụng tip xỳc cú s dng b giao vi ni dung: Nghiờn cu h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t treo t tớnh T kt qu mụ phng trờn phn mm Matlab, ta rỳt c kt lun: tớnh Nu dựng b iu khin PID thỡ chớnh xỏc cng nh thi gian quỏ t kt qu C th lng cụng vic tỏc gi ó thc hin nh sau: khụng cao Nhng s dng b PID kt hp vi b iu khin m thỡ thi gian Nghiờn cu tng quan v h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t quỏ m bo yờu cu t ra, cht lng h thng tt hn tớnh: iu ny c th hin qua cỏc im sau: + Khỏi nim t: Cu to, nguyờn lý lm vic v ng dng ca t Thi gian ỏp ng Vi b iu khin PID kinh in 0.07s Vi b iu khin m lai F-PID 0.07s Thi gian quỏ 0.45 s 0.3s quỏ iu chnh 23% 5% Cỏc thụng s c trng + Tng quỏt v h truyn ng khụng tip xỳc s dng b treo t tớnh + Cu trỳc c trng ca mt h thng truyn ng ng c c trang b cỏc t tớnh Phõn tớch cỏc tớnh cht iu khin ca b treo t tớnh, cỏc nguyờn tc iu khin T ú, a mụ hỡnh tng quỏt ca h truyn ng iu ny th hin c u im ca b iu khin m lai F-PID so vi b iu khin kinh in PID Mụ phng h truyn ng bng phn mm Matlab- Simulink c trng hp h cú s dng b iu khin PID kinh in v b iu khin m lai FPID - Kim nghim cho thy b iu khin m PID thc thi tt hn b iu khin PID tuyn tớnh truyn thng Cú th thy rng s phỏt trin mnh m ca k thut vi x lý v cụng ngh thụng tin hc nh tc mỏy tớnh rt ln, cu hỡnh cao v c bit l cỏc phn mm ng dng h tr ó m kh nng ng dng cú hiu qu vic iu khin i tng Vic nghiờn cu v phỏt trin ca ti ch dng li vic mụ phng kim tra trờn mỏy tớnh cha kim nghim bng b iu khin thc t õy chớnh l gi ý cho hng i ca ti * KIN NGH S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 90 Chuyên ngành Tự động hoá Sau õy l mt s xut v hng nghiờn cu tip theo trờn c s tha k Luận văn Thạc sỹ 91 Chuyên ngành Tự động hoá Thỏi Nguyờn, ngy 30 thỏng nm 2009 nhng kt qu nghiờn cu ca lun vn: Tỏc gi Trong mt h thng t treo chp hnh cú nhiu nguyờn nhõn dn n tr cú th xy tr cú th nhng nguyờn nhõn sau: + Tụn thõt st lừi st chp hnh Trn Th Thanh Nga + Trờ t thụng theo dũng in , nguyờn nhõn l dũng in xoỏy (dũng in phucụ) + Bóo ho in ỏp b iu khin dũng in + ỏp ng tn s b gii hn ca b iu khin dong iờn + ỏp ng tn s sensor b gii hn + Phn t tr bc nht ca mt in tr v mt t tr ca cun dõy v.v Tu thuc vo ng dng , mt vai s nhng im ny cú th gõy nhng nghiờm trng n h thng nh hng ca tr mt h thng t treo l quan trng, nú cú th lm hng (phỏ hu) tớnh n nh ca mt h thng treo Bi vy, cn nghiờn cu khc phc cho nhng nh hng trờn hng nghiờn cu tip theo Kho sỏt h vi chuyn dch ng thi v y theo c hai phng x v y, s nh hng ca nhiu ph ti v tỏc ng xuyờn cheo hai phng ln Hon thin h thng s dng b iu khin m lai v tin hnh ỏp dng mụ hỡnh thc nghim kim chng lớ thuyt Thit k v ng dng b iu khin m lai chnh nh tham s b iu khin PID cho h thng Tớch hp b iu khin PID, b iu khin m lai, b iu khin m lai chnh nh tham s b iu khin PID vo h thng Tỏc gi hy vng lun ny cú th lm nn tng cho nhng ti tip theo, tng bc khai thỏc v hin thc hoỏ ng dng vic s dng b treo t tớnh iu khin quỏ trỡnh núi riờng v cụng nghip núi chung Mt ln na tỏc gi xin trõn thnh cm n thy giỏo PGS.TS Nguyn Nh Hin mt s bn ng nghip v Khoa o to Sau i hc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá TI LIU THAM KHO Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá [13] H.-Y Kim, C.-W Lee, Design and control of active magnetic bearing system * Ting Vit with Lorentz force-type axial actuator, Mechatronics 16 (2006) 1320 [1] Nguyn Nh Hin; Bựi Chớnh Minh (2007); iu khin phi tuyn thớch nghi [14] I.S Cade et al., Rotor/active magnetic bearing transient control using wavelet v bn vng h truyn ng ni khp mm, Tp Khoa hc & Cụng ngh cỏc predictive moderation, Journal of Sound and Vibration 302 (2007) 88103 trng i hc k thut, H Ni [15] J Shi et al., Synchronous disturbance attenuation in magnetic bearing systems [2] Nguyn Nh Hin,Bựi Chớnh Minh, [2007] Thit k b iu khin phi tuyn using adaptive compensating signals, Control Engineering Practice 12 (2004) 283 bn vng cho h truyn ng ni khp mm, Tp Khoa hc & Cụng ngh cỏc 290 trng i hc k thut, H Ni [16] J.Y Hung et al., Nonlinear control of a magnetic bearing system, [3] Nguyn Nh Hin, Li Khc Lói(2007), H m v n ron, Nh xut bn khoa Mechatronics 13 (2003) 621637 hc t nhiờn v cụng ngh, H Ni [17] Marjan Golob, Boris Tovornik, Modeling and control of the magnetic [4] Phan Xuõn Minh, Nguyn Doón Phc (2006), Lý thuyt iu khin m, Nh suspension system, ISA Transactions 42 (2003) 89100 xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [18] M.O.T Cole et al., Towards fault-tolerant active control of rotormagnetic [5] Nguyn Phựng Quang (2006), Matlab Simulink dnh cho k s iu khin t bearing systems, Control Engineering Practice 12 (2004) 491501 ng, nh xut bn Khoa hc v K thut, H Ni [19] T.M Lim, D Zhang, Control of Lorentz force-type self-bearing motors with [6] Hong Minh Sn (2006), iu khin quỏ trỡnh, nh xut bn Bỏch khoa- H Ni hybrid PID and robust model reference adaptive control scheme, Mechatronics 18 * Ting Anh (2008) 3545 [7] Akira Chiba, Tadashi Fukao,Osamu Ichikawa, Masahide Oshima, asatsugu [20] Z Gosiewski, A Mystkowski, Robust control of active magnetic suspension: Takemoto and David G Dorrell, Magnetic Bearings and Bearingless Drives Analytical and experimental results, Mechanical Systems and Signal Processing 22 [8] A Hamler et al., Passive magnetic bearing, Journal of Magnetism and (2008) 12971303 ****************************** Magnetic Materials, 272276 (2004) 23792380 [9] B Lu et al., Linear parameter-varying techniques for control of a magnetic bearing system, Control Engineering Practice 16 (2008) 11611172 [10] Chen, K.-Y et al., A self-tuning fuzzy PID-type controller design for unbalance compensation in an active magnetic bearing, Expert Systems with Applications (2009), doi:10.1016/j.eswa.2008.10.055 [11] C Colin Roberts, The multiple attractions of magnetic bearings, World pumps December 2006, 0262 1762/06 [12].G-R Duan and D Howe, Robust Magnetic Bearing Control via Eigenstructure Assignment Dynamical Compensation, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol 11, No 2, 2003, pp 204-215 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]...Luận văn Thạc sỹ 10 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 11 Chuyên ngành Tự động hoá t chn t treo 1 t treo 2 cao, trc s cú tc b gii hn do tớnh cht b b cong ca trc n hi Ti nhng t treo 1 Stator t chn Rotor t treo 2 Rotor tc ny, nhng rung ng s xut hin khụng tip xỳc cú th trit tiờu cỏc rung ng ny v h tr sc nng ca trc... Tự động hoá CHNG 2 Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 23 Sensor khong cỏch xỏc nh v trớ theo phng ng ca vt th b treo in ỏp u ra ca sensor chớnh l u vo ca b iu khin Lc t cn thit c to Mễ T TON HC T ra treo i tng mt cỏch cõn bng Lc cn thit bng tng ca lc lũ xo v lc 2.1 Mụ hỡnh toỏn hc ca b treo t tớnh t tng t nh mt ng c in, tuy nhiờn thay vỡ to ra momen xon cn quay rụ-to, nú to ra mt lc treo. .. liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn vi t thụng c to ra bi dũng in trong cun dõy ca b treo S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 14 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 15 Chuyên ngành Tự động hoá Lc treo c to ra bi dũng in trong cun dõy ca b treo ph thuc vo Ta thy cụng ngh khụng tip xỳc nm gia k thut in v c khớ Ngy dn t ca mch t m t... 1.8c, mt ph ti c kộo bi mt ng c thụng thng vi mt trc di khụng tip xỳc c t gn chớnh gia trc ny vi mc ớch trit tiờu cỏc rung ng ca trc Stator (a) (b) t treo 1 t treo 2 Stator t treo 2 t treo 1 Stator Rotor Rotor t chn (d) (c) Hỡnh 1.7 - Nhng bin i h treo tỏc dng theo 5 phng a Rotor bờn trong; c Rotor rng; Hỡnh 1.8- S kt hp vi t v c khớ thụng thng a Vi t thụng thng b Vi c khớ thụng thng c Vi... s lc/dũng in ln ng c v cun dõy b treo thỡ tng i tỏch bit v cun dõy treo hot ng s Cng cn chỳ ý rng t s lc/dũng in cú th c ci thin bi vic tng s dng nguyờn tc vi sai lng cỏc dõy dn c ni ni tip trong cỏc cun dõy treo T s lc/dũng in Cun dõy 4 cc v 2 cc cng cú th hiu l mt cun dõy ng c 2 cc v mt ny ch cú ý ngha nu c xem xột trong iu kin cú cựng s vũng qun ni tip cun dõy treo 4 cc, chc nng ca cỏc nhúm cun... b iu khin phn hi cho mt h thng treo theo mt phng s dng nng lng t Cun dõy c cp in gõy ra mt lc t lm treo vt th bng st hỡnh ch nht Vt th ch t do theo phng ng Dũng in i sinh ra mt t thụng ng sc Hỡnh 2.1 - H thng t treo t c biu din bng nhng ng nột t v i qua khe h khụng khớ hai ln B chnh lu s iu chnh dũng in i kớch thớch vo mt cun dõy mc ni theo phng ng Lc hỳt gia vt th b treo v lừi t hỡnh ch C l mt hm... t trc c treo bi mt lc t, nhng yờu cu bo hnh ny s khụng cn thit Do cú dn t thp, tng ng vi t tr ln iu ny dn ti t s lc/dũng in vy tin ti s dng khụng tip xỳc cú nhiu u th cho ngi s dng ng thp T s ny cng thp i vi ng c cm ng rotor lng súc bi vỡ t thụng c to bi dũng in dõy qun treo b suy gim dn bi dũng in trong lng rụ to 1.1.6 Cu trỳc ca cun dõy Nguyờn nhõn ca hin tng ny l do t thụng, bi dũng in treo s... Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 18 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ 19 Chuyên ngành Tự động hoá Vỡ vy, s dng b treo t tớnh l mt gii phỏp hiu qu Tuy nhiờn, cỏc h cn iu khin thc t ch yu l cỏc h phi tuyn khụng tho 1.2 Mt s cụng trỡnh nghiờn cu ó cụng b v iu khin cỏc h phi tuyn món... t - Cỏc tớnh cht iu khin ca t S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ 42 Chuyên ngành Tự động hoá Luận văn Thạc sỹ - Cỏc nguyờn tc iu khin t theo mt kờnh 43 Chuyên ngành Tự động hoá CHNG 3 THIT K CC B IU KHIN B TREO T TNH - T ú a ra mụ t toỏn hc ca t 3.1 Thit k cỏc b iu khin PID ******** 3.1.1 Mt vi nột v thut toỏn iu chnh PID H thng iu khin t ng... húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn b S khi http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Tự động hoá 48 Luận văn Thạc sỹ 49 Chuyên ngành Tự động hoá Hỡnh 3.2 trỡnh by mt h c hoc mt phng Mt vt th cú khi lng m [kg] - Vn tc ca s ỏp ng vi lc nhiu ngoi c xỏc nh bi vn tc gúc t c treo bi mt lũ xo v mt b gim chn Trong iu kin trng thỏi n nh, nhiờn n.Ti giỏ tr n cao hn thỡ s ap ng nhanh hn Cú