Nguyên cứu, xây đựng hệ truyền động bám điện thủy lực ứng dụng điều khiển lái tàu thủy

1 B GIO DC V O TO B QUC PHềNG HC VIN K THUT QUN S Tễ V THNH NGUYấN CU, XY DNG H TRUYN NG BM IN THY LC NG DNG IU KHIN LI TU THY LUN VN THC S K THUT H Ni - Nm 2011 B GIO DC V O TO B QUC PHềNG HC VIN K THUT QUN S Tễ V THNH NGUYấN CU, XY DNG H TRUYN NG BM IN THY LC NG DNG IU KHIN LI TU THY Chuyờn ngnh: T ng húa Mó s: 60 52 60 LUN VN THC S K THUT NGI HNG DN KHOA HC: TS NGUYN THANH TIấN H Ni - Nm 2011 CễNG TRèNH C HON THNH TI HC VIN K THUT QUN S Cỏn b hng dn chớnh: Thiu tỏ TS Nguyn Thanh Tiờn Cỏn b chm phn bin 1: Cỏn b chm phn bin 2: Lun thc s c bo v ti: HI NG CHM LUN VN THC S HC VIN K THUT QUN S Ngy Thỏng NM 2011 HC VIN K THUT QUN SCNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM PHềNG SAU I HC C LP T DO - HNH PHC H ni, ngy thỏng Nm 2011 NHIM V LUN VN THC S H tờn hc viờn: Tễ V THNH Gii tớnh: Nam Ngy thỏng nm sinh: 26 12 1971 Ni sinh: Bỡnh nh Chuyờn ngnh: T ng húa Mó s: 60 52 60 I TấN TI: NGUYấN CU, XY DNG H TRUYN NG BM IN THY LC NG DNG IU KHIN LI TU THY II NHIM V V NI DUNG: Nhim v: Nghiờn cu, xõy dng h truyn ng bỏm in thy lc ng dng iu khin lỏi tu thy Ni dung: Tng hp lut iu khin bỏm sỏt gúc b lỏi tu in thy lc, dựng phn mm Matlab-Simulink mụ phng hot ng ca nú III NGY GIAO NHIM V: Ngy thỏng nm 2011 IV NGY HềAN THNH NHIM V: Ngy 18 thỏng nm 2011 V CN B HNG DN: Thiu tỏ, TS NGUYN THANH TIấN CN B HNG DN CH NHIM B MễN QL CHUYấN NGNH Ni dung v cng lun thc s ó c hi ng chuyờn ngnh thụng qua Ngy TRNG PHềNG SH thỏng nm 2011 TRNG KHOA QL NGNH LI CM N Sau sỏu thỏng nghiờn cu, lm vic khun trng, c s ng viờn giỳp v hng dn tn tỡnh ca thy giỏo TS Nguyn Thanh Tiờn, lun vi ti Nguyờn cu, xõy dng h truyn ng bỏm in thy lc ng dng iu khin lỏi tu thy ó hon thnh Tỏc gi xin by t lũng bit n sõu sc: Thy giỏo hng dn TS Nguyn Thanh Tiờn ó ch dn, giỳp tỏc gi hon thnh lun ny Cỏc thy giỏo, cụ giỏo thuc khoa k thut iu khin ca Hc vin K thut Quõn s ó giỳp tỏc gi sut quỏ trỡnh hc cng nh quỏ trỡnh nguyờn cu thc hin lun Ban giỏm hiu trng Cao ng ngh s ó to iu kin cho vic hc tp, nguyờn cu v tin hnh lun ca tỏc gi Ton th cỏc ng nghip, bn bố, gia ỡnh v ngi thõn ó quan tõm, ng viờn Tỏc gi lun Tụ V Thnh MC LC Trang Chng TNG QUAN V H THNG IU KHIN IN THY LC, H THNG LI TU IN THU LC 1.1 Tng quan v h thng truyn ng in thy lc .3 1.2 c im, yờu cu k thut ca h truyn ng in thy lc 1.2.1 u im ca h truyn ng in thy lc .7 1.2.2 Nhc im ca h truyn ng in thy lc 1.2.3 Cỏc yờu cu k thut c bn ca h truyn ng in thy lc 1.3 Cỏc thnh phn c bn ca h thng truyn ng in thy lc ng dng h thng lỏi tu thy 1.3.1 Tng quan v h thng 1.3.2 Cỏc yờu cu c bn i vi mỏy lỏi tu thy .12 1.3.3 Phõn loi cỏc h thng mỏy lỏi tu thy thng gp 15 1.3.4 H thng lỏi tu thy in thy lc 18 1.4 Gii thiu v h thng lỏi tu thy in thy lc in hỡnh 21 1.4.1 Mỏy lỏi thy lc KE-W40 21 1.4.2 Cỏc phn t c bn ca h thng bỏm in thy lc 23 Kt lun chng 24 Chng BI TON IU KHIN HNG CA TU THY V Mễ HèNH TON HC CA Nể 26 2.1 Chc nng, nhng yờu cu c bn i vi h thng lỏi 26 2.2 Cỏc yờu cu i vi h thng lỏi t ng 29 2.3 Cỏc ch hot ng ca h thng lỏi .29 2.3.1 Ch lỏi t ng 30 2.3.2 Ch lỏi lp .34 2.3.3 Ch lỏi n gin 35 2.4 Xõy dng mụ hỡnh toỏn hc ca bi toỏn iu khin hng tu 41 2.4.1 Cỏc h ta cho tu thy v chuyn ng ca tu 41 2.4.2 Mụ hỡnh Nomoto bc nht 45 2.4.3 Mụ hỡnh Nomoto bc hai .46 Kt lun chng 49 Chng TNG HP IU KHIN LI TU KHI B QUA NG HC CA MY LI THY LC 50 3.1 Gii thiu Backstepping - Sliding Mode 51 3.1.1 Tớnh n nh Lyapunov, hm iu khin Lyapunov 51 3.1.2 Phng phỏp thit k Backstepping 54 3.1.3 Phng phỏp thit k Backstepping - Sliding Mode 60 3.2 Bi toỏn quan sỏt, cung cp thụng tin to lut iu khin 63 3.3 Tng hp iu khin hng tu s dng phng phỏp Backstepping .65 Kt lun chng 68 Chng TNG HP IU KHIN BM ST GểC B LI TU IN THY LC 69 4.1 t xõy dng bi toỏn 69 4.2 Tng hp in ỏp iu khin tỏc ng lờn van t l bi toỏn bỏm sỏt gúc b lỏi 73 4.3 Xõy dng mụ hỡnh mụ phng 80 Kt lun chng 83 KT LUN V KIN NGH Kt lun 84 Kin ngh 84 TI LIU THAM KHO 85 PH LC DANH MC CC BNG trang Bng 2.1 nh ngha cỏc chuyn ng ca phng tin trờn bin (SNAME, 1950) .42 DANH MC CC HèNH V, TH trang Hỡnh 1.1 S chc nng c bn ca mt h truyn ng in thy lc Hỡnh 1.2 S chc nng h truyn ng in thy lc Hỡnh 1.3 Cu to c bn ca h thng lỏi 11 Hỡnh 1.4 S phõn loi cỏc h thng thit b lỏi 12 Hỡnh 1.5 S phõn loi truyn ng lỏi .16 Hỡnh 1.6 S h thng thy lc n gin 20 Hỡnh 1.7 S h thng thu lc ca mỏy lỏi KE-W40 .22 Hỡnh 1.8 S chc nng cỏc phn t c bn ca h thng in thy lc 23 Hỡnh 2.1 Mụ hỡnh iu khin hng chuyn ng ca tu thy 25 Hỡnh 2.2 Mụ hỡnh h thng lỏi t ng ca tu thy 26 Hỡnh 2.3 S cu trỳc y ca h thng lỏi t ng 31 Hỡnh 2.4 S c bn ca ch lỏi lp .34 Hỡnh 2.5 S to tớn hiu lch hng i ca tu thy 39 Hỡnh 2.6 S to tớn hiu phn hi gúc lỏi .40 Hỡnh 2.7 S to cỏc khõu vi phõn 40 Hỡnh 2.8 S to khõu tớch phõn dựng mỏy in c bit 41 Hỡnh 2.9 Mch to khõu tớch phõn dựng Op-am .41 Hỡnh 2.10 Cỏc h trc ta cho tu bin (tu ni mt nc) 43 Hỡnh 2.11 Chuyn ng ca tu mt phng nm ngang 45 Hỡnh 2.12 S ca tu thy (mỏy lỏi + tu + nhiu) 46 Hỡnh 2.13 S h thng lỏi t ng 49 Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh iu khin bỏm sỏt qu o ca tu thy 50 Hỡnh 3.2 Mụ hỡnh h bc .56 Hỡnh 3.3 Thc hin bc 56 Hỡnh 3.4 Kt qu cui cựng 57 Hỡnh 4.1 Mụ hỡnh h thng iu khin gúc b lỏi in thy lc .70 Hỡnh 4.2 th hm arctang( x) 76 Hỡnh 4.3 S mụ phng Simulink cho h thng 81 Hỡnh 4.4 Gúc quay yờu cu v gúc quay u .82 Hỡnh 4.5 in ỏp iu khin a vo van t l .82 10 M U H thng truyn ng in thy lc cú nhng u im: tớnh tỏc ng nhanh cao, kh nng phỏt huy cụng sut ln so vi t khụng lng ca thit b, cú th lm vic ch th ng mt ngun in Tuy nhiờn nú cú cu trỳc c khớ phc tp, cỏc phn t h thng cú tớnh phi tuyn mnh vỡ vy vic iu khin s gp nhiu khú khn hn Bi toỏn tng hp h thng truyn ng bỏm sỏt in thy lc ó c nhiu nh nghiờn cu trờn th gii quan tõm v ó cú cỏc kt qu nht nh Trong nhng nm gn õy vi s phỏt trin mnh m ca mt s ngnh nh in t cụng sut, vi x lý nhiu phng phỏp iu khin mi i v thu c hiu qu rừ rt nõng cao tớnh chớnh xỏc cho cỏc h thng iu khin Chớnh vỡ vy cỏc h thng truyn ng bỏm sỏt in thy lc phỏt trin v cú cỏc ng dng rng rói cỏc h truyn ng cht lng cao c bit l cỏc h truyn ng bỏm iu khin v trớ trờn cỏc phng tin hot ng c lp trờn khụng, trờn bin cỏc nh thit k thng hay chn gii phỏp xõy dng h thng in thy lc Ngnh cụng nghip úng tu hin cú nhu cu rt ln v gii bi toỏn iu khin h in thy lc trờn cỏc tu úng mi c ln õy l c s thc tin ca ti Cu trỳc ca lun gm: phn m u; chng 1, 2, v 4; phn kt lun v kin ngh; ti liu tham kho; ph lc Ni dung chớnh ca lun vn: Chng Tng quan v h thng iu khin in thy lc, h thng lỏi tu in thy lc Chng Bi toỏn iu khin hng ca tu thy v mụ hỡnh toỏn hc ca nú 82 Cỏc bc tng hp nh sau: Bc 1: Vi mc tiờu gii bi toỏn bỏm sỏt ta mong mun sai s bỏm sỏt tin v khụng quỏ trỡnh iu khin Xột sai s bỏm sỏt: e1 = x1 x1d Ta mong mun e1 = x1 x1d Xột vi phõn sai s ny: e1 = x1 x1d Suy ra: e1 = x2 x 1d Trong phng trỡnh trờn bin trng thỏi x2 cú th xem nh l tớn hiu iu khin m bo e1 Ta chn x d = c1e1 + x 1d , vi hng s c1 > Sai khỏc gia giỏ tr la chn v giỏ tr thc x2 l e2 , v e2 = x2 + c1e1 x1d Nh vy ta nhn c: e = c1e1 + e2 (4.9) Trong (4.9) nu e2 = thỡ e1 = c1e1 hi t v theo dng hm m Bc 2: Mc tiờu ca bc ny l m bo e2 nhanh nht cú th e2 ta xột vi phõn ca nú e = x + c1e1 x1d (4.10) Th phng trỡnh th ca h (4.8) vo (4.10) ta nhn c: e = S x3 F f ( x) + c1 (c1e1 + e2 ) x1d m m Tng t bc ta cú th la chn S x3 = c2e2 + F f ( x ) + e3 + x1d , vi e3 l sai m m khỏc ca x3d (la chn) v x3 thc t, c2 > Khi ú ta nhn c e = c12e1 (c2 c1 )e2 + e3 (4.11) Bc 3: Mc tiờu ca bc ny l m bo e3 nhanh nht cú th Ta xột vi phõn ca nú e3 : e3 = S x3 + c2e2 F f ( x) x1d m m 83 e3 = S x + c2e F f ( x) x1d m m e = e S ( Sx C tm x3 + Cx PS sign( x ) x3 ) c12 c e1 (c c1 )c e2 + c e3 mVt F f ( x ) x1d m Ta coi x4 l bin iu khin mi ca h v t e SC S SC x4 PS sign( x4 ) x3 = c3e3 + e4 + e x2 + e tm x3 + F f ( x ) + x1d mVt mVt mVt m Ta nhn c: e3 = c12c2e1 (c2 c1 )c2e2 (c3 c2 )e3 + e4 (4.12) Bc : Mc tiờu ca bc ny l m bo cho e4 nhanh nht cú th e4 = e SC S SC x4 PS sign( x4 ) x3 + c3e3 e x2 e tm x3 F f ( x) x1d mVt mVt mVt m Tuy nhiờn, ta thy PS sign( x4 ) x3 l mt hm giỏn on nờn khụng kh vi theo x4 Do vy s khụng ng dng c thut toỏn Backstepping cú th thc hin c ta thay tng ng sign(x4) bi mt hm liờn tc arctan(x4 ) Vi ln c tớnh tng ng ca hm arctan( x) Hỡnh 4.2 th hm arctang( x) 84 e = e SC d S SC ( x4 PS arctg ( x4 ) x3 ) + c3e3 e x e tm x Ff ( x) x1.4d mVt dt mVt mVt m Thay phng trỡnh ca h (4.8) vo ta cú: e = e SC d [ x5 PS arctg ( x4 ) x3 ) + x4 PS arctg ( x4 ) x3 ] mVt dt + (c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 + c3e4 4e S SC x e tm x Ff ( x) x1.4d mVt mVt m Trong phng trỡnh trờn ta coi x5 l bin iu khin mi ca h, v c la chn cú dng: e SC SC d x5 PS arctg ( x4 ) x3 ) = c4e4 + e5 e x4 PS arctg ( x4 ) x3 + mVt mVt dt + 4e S SC x + e tm x + Ff ( x) + x1.4d mVt mVt m Ta nhn c: e = c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 (c4 c3 )e4 + e5 (4.13) Bc : Tip tc xột vi phõn ca e5 e5 = e SC SC d x5 PS arctg ( x ) x3 ) + c e4 + e x4 PS arctg ( x ) x3 mVt mVt dt e S S SC [ x3 F f ( x)] e tm [ e ( Sx C tm x3 + Cx PS sign( x ) x3 )] mVt m m mVt Vt F f ( x ) x1.4d m e = e SC d [ x PS arctg ( x4 ) x3 ) + x5 PS arctg ( x4 ) x3 )] + c4e + mVt dt + e SC d d S S ( x4 PS arctg ( x4 ) x3 ) e [ x F f ( x)] mVt dt dt mVt m m e SCtm e d [ ( Sx Ctm x + C x4 PS sign( x4 ) x3 )] F f ( x ) x1d mVt Vt dt m Thay cỏc phng trỡnh trờn vo ta cú: 85 e SC àSw2 2 d e5 = [( x F fv ) PS arctg ( x4 ) x3 ) + x5 PS arctg ( x4 ) x3 )] + mVt 2mv x4 mv dt + c4 (c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 (c4 c3 )e4 + e5 ) + + e SC d d S S ( x4 PS arctg ( x4 ) x3 ) e [ x F f ( x)] mVt dt dt mVt m m e SCtm e d [ ( Sx Ctm x + C x4 PS sign( x4 ) x3 )] F f ( x ) x1d mVt Vt dt m Trong phng trỡnh trờn ta coi x6 l bin iu khin mi ca h, v c la chn cú dng: e SC àSw mVt 2mv x 42 x5 PS SC 2 arctg ( x ) x3 x 62 = c5 e5 + e6 + e F fv PS arctg ( x ) x3 ) mVt mv SC d d d PS arctg ( x ) x3 )] e ( x4 PS arctg ( x ) x3 ) + dt mVt dt dt + e S S SC d [ x F f ( x)] + e tm [ e ( Sx C tm x + C x PS sign( x ) x3 )] + mVt m m mVt Vt dt + F f ( x) + x1.5d m Ta nhn c: e5 = c12c2c3c4e1 (c2 c1 )c2c3c4e2 (c3 c2 )c3c4e3 (c4 c3 )c4e4 (c5 c4 )e5 + e6 Bc : Tip tc xột vi phõn ca e6 (4.14) 86 e6 = e SC àSw mVt 2mv x 42 + x5 SC d S S d d PS arctg ( x ) x3 ) + e ( x4 PS arctg ( x ) x3 ) e [ x dt mVt dt dt mVt m PS SC 2 arctg ( x ) x x 62 + c e5 e F fv PS arctg ( x ) x3 ) + mVt mv SC d F f ( x)] e tm [ e ( Sx C tm x + C x PS sign( x ) x3 )] F f ( x ) x1d m mVt Vt dt m e = e SC àSw mVt 2mv x 42 PS d SC àSw arctg ( x ) x3 x6 x + ( e dt mVt 2mv x 42 PS arctg ( x ) x3 ) * * x 62 + c5 e e SC d F fv PS arctg ( x ) x3 ) + x5 PS arctg ( x ) x3 ) + dt mVt mv e S S d e SC d d + ( x P arctg ( x ) x ) [ x F ( x )] S 3 f dt mVt dt dt mVt m m e SC tm e d [ ( Sx C tm x + C x PS sign( x ) x3 )] F f ( x) x1.5d mVt Vt dt m Thay cỏc phng trỡnh trờn vo ta cú: e = c12 c c3 c c5 e1 (c c1 )c c3 c c5 e2 (c3 c )c3 c c5 e3 (c c3 )c c5 e4 (c5 c )c5 e5 + c5 e6 + (.) + B(.)u Trong ú 87 (.) = e SC àSw2 mVt 2mv x42 d e SC àSw2 ( dt mVt 2mv x42 PS PS R k arctg ( x4 ) x3 x6 ( c x6 + c x5 ) + Lc Lc arctg ( x4 ) x3 ) x62 + c5e5 e SC d F fv PS arctg ( x4 ) x3 ) + x5 PS arctg ( x4 ) x3 ) + dt mVt mv d e SC d d 4e S S + ( x P arctg ( x ) x ) [ x F ( x )] S 3 f dt mVt dt dt mVt m m SC d ( x ) x e tm [ e ( Sx Ctm x + C x4 PS sign( x4 ) x3 )] F f 1d mVt Vt dt m B (.) = e SC àSw2 Lc mVt 2mv x42 PS arctg ( x4 ) x3 x6 Kt hp cỏc bc bin i ta nhn c h phng trỡnh mụ t h thng v chuyn sang khụng gian mi e1 = c1e1 + e2 e = c12e1 (c2 c1 )e2 + e3 e3 = c12c2e1 (c2 c1 )c2e2 (c3 c2 )e3 + e4 e = c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 (c4 c3 )e4 + e5 (4.15) e5 = c12c2c3c4e1 (c2 c1 )c2c3c4e2 (c3 c2 )c3c4e3 (c4 c3 )c4e4 (c5 c4 )e5 + e6 e = c12 c c3 c c5 e1 (c c1 )c c3 c c5 e2 (c3 c )c3 c c5 e3 (c c3 )c c5 e4 (c5 c )c5 e5 + c5 e6 + (.) + B(.)u v Vi cỏc h s dng tng ng Ta s chn bin iu khin u h hi t ti khụng ei 0, i = Trng hp B (.)uv = c6e6 (.) Ta nhn c: e1 = c1e1 + e2 e = c12e1 (c2 c1 )e2 + e3 (4.16) 88 e3 = c12c2e1 (c2 c1 )c2e2 (c3 c2 )e3 + e4 e = c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 (c4 c3 )e4 + e5 e5 = c12c2c3c4e1 (c2 c1 )c2c3c4e2 (c3 c2 )c3c4e3 (c4 c3 )c4e4 (c5 c4 )e5 + e6 e = c12 c c3 c c5 e1 (c c1 )c c3 c c5 e2 (c3 c )c3 c c5 e3 (c c3 )c c5 e4 (c c )c e5 ( c c )e Khi ú vic tng hp iu khin cho h thng ph thuc vo vic la chn cỏc hng s ci , i = cú c ei 0, i = Tuy nhiờn xõy dng lut iu khin (4.16) trờn thc t gp rt nhiu khú khn vỡ phi o lng v ỏnh giỏ cỏc tham s Thay vỡ vic tớnh toỏn v chn thụng s theo cỏc b quan sỏt ta xut lut iu khin dng: Trng hp Bminuv = c6 sign(e6 ) (4.17) Khi ú phng trỡnh cui cựng ca h l phng trỡnh vi phõn cú v phi giỏn on Nu h s c6 > (.)max thỡ s xut hin ch trt trờn mt trt e6 = V ta nhn c: e1 = c1e1 + e2 e = c12e1 (c2 c1 )e2 + e3 e3 = c12c2e1 (c2 c1 )c2e2 (c3 c2 )e3 + e4 e = c12c2c3e1 (c2 c1 )c2c3e2 (c3 c2 )c3e3 (c4 c3 )e4 + e5 e5 = c12c2c3c4e1 (c2 c1 )c2c3c4e2 (c3 c2 )c3c4e3 (c4 c3 )c4e4 (c5 c4 )e5 Nh vy, tng hp iu khin dng (4.17) ta s thc hin d dng hn (4.16) v mt k thut Cỏc thụng tin cn thit xõy dng lut iu khin ta ch cn e6 Giỏ tr ny nhn c thụng qua b quan sỏt trng thỏi cho h (4.14) 4.3 XY DNG Mễ HèNH Mễ PHNG Chn cỏc thụng s tng ng cho h nh sau: 89 Ps =70 MPa; e =1.2 x109 Pa; =9000kg / m ; Ctm =2 x10 m / S Pa; =2000 rad / s; Vt =3 x10 m ; Dm =7 x10 m / rad J eq =300kg m ; n =30; w =2 x10 m; f L =10 m / rad Cd =0.7 x10 ; =0.02 Thay vo ta cú A2 = e D C d w.Dm n = 4.70; A3 = m = 2.3 x10 ; Vt J eq A4 = 02 =1600; A5 = 200 = 80; A6 = AL = e (C d w.Ctm ) = 0.045 Vt e n f L =10 ; g ( x3 , x4 ) = C d w (70 arctan(20.x4 ).x3 ) ; J eq Vt 90 Kt qu mụ phng : 91 Hỡnh 4.4 Gúc quay yờu cu v gúc quay u Hỡnh 4.5 in ỏp iu khin a vo van t l Ta cú nhn xột v kt qu mụ phng nh sau: Trng thỏi ban u ca h thng cú tớnh tr, vỡ vy giai on u h thng lm vic vi sai s ln, trng thỏi xỏc lp, h thng bỏm sỏt cho cht lng tt hn, tha yờu cu ca bi toỏn Kt lun chng 92 Mụ hỡnh toỏn v phng phỏp Backstepping trt xõy dng b iu khin ch trt cho i tng in thy lc cú nhiu trin vng, cú kh nng hin thc húa b iu khin h thng thc t H thng lm vic n nh vi ch tiờu cht lng rt tt v ỏp ng c mc tiờu ch ỏp c cỏc thnh phn nhiu lon v thnh phn phi tuyn h thng khụng th tớnh toỏn chớnh xỏc c nh t phn t bi toỏn KT LUN V KIN NGH Kt lun: Nhng ni dung chớnh ó c gii quyt lun vn: 93 - Tng quan v h thng iu khin in thy lc, h thng lỏi tu in thy lc - Bi toỏn iu khin hng ca tu thy v mụ hỡnh toỏn hc ca nú - Tng hp iu khin lỏi tu b qua ng hc ca mỏy lỏi thy lc - Tng hp iu khin bỏm sỏt gúc b lỏi tu in thy lc Nhng úng gúp khoa hc v thc tin ca lun - Thit k iu khin phi tuyn vi s tr giỳp ca phng phỏp Backstepping iu chnh cỏc thụng s rt ti u - Mụ hỡnh toỏn v phng phỏp Backstepping trt xõy dng b iu khin ch trt cho i tng in thy lc cú nhiu trin vng, cú kh nng hin thc húa b iu khin h thng thc t - H thng lm vic n nh vi ch tiờu cht lng rt tt v ỏp ng c mc tiờu ch ỏp c cỏc thnh phn nhiu lon v thnh phn phi tuyn h thng khụng th tớnh toỏn chớnh xỏc c Nhng hn ch ca lun Phng phỏp Backstepping yờu cu thụng tin chớnh xỏc trờn mụ hỡnh ca h thng kho sỏt v cỏc thụng s thay i ca nú, cũn rt khú khn thc hnh Kin ngh: Trong phm vi lun ny ó cp ti vic ng dng phng phỏp Backstepping tng hp h truyn ng bỏm in thy lc iu khin lỏi tu thy Tuy nhiờn thi gian cú hn nờn cũn mt s hn ch, cn c tip tc nghiờn cu hon thin - Nghiờn cu b sung mt s v trớ h thng cn thit - Nghiờn cu kh nng ỏp dng thc hnh 94 TI LIU THAM KHO TING VIT 95 Trn Doón nh, Truyn dn thy lc ch to mỏy, NXB K thut Nguyn Vit Hựng (2007), Nghiờn cu ng dng h thng lỏi in thy lc cú iu khin bng k thut s giỏ r, Lun thc s, Trng H Bỏch khoa H Ni Nguyn Vn Lin, Bựi Quc Khỏnh, Nguyn Th Hin, Truyn ng in, Nxb khoa hc k thut Nguyn Doón Phc, Phan Xuõn Minh, Hỏn Thnh Trung (2008), Lý thuyt iu khin phi tuyn, Nxb Khoa hc v k thut Nguyn Phựng Quang (2004), Matlab & Simulink dnh cho k s iu khin t ng, Nxb Khoa hc v k thut TS Nguyn Thanh Tiờn, Tng hp h thng iu khin in thy lc trờn c s phng phỏp Backstepping Trt ng dng xõy dng thit b lỏi tu, BM k thut in K32-HVKTQS TCVN 6259-3-1997 http://www.vinamaso.net/index.php?option=com- jfusion&Itemid=79&jfile =viewtopic.php&f=48&t=111&sid=7019ebb2879058cbd22540200a4271 91f TING ANH Anna Witkowska, Miroslow Tomera (2007), A Backstepping Approach to ship course control 10 Bin Yao, Fanping Bu, George T C Chui, Nonlinear adaptive robust control of electrohydraulic systems driven by double-rod actuator, International Journal of control, Taylor& Francis Ltd, 2001 11 CHEN Yan.(2010), Backstepping controler design for electro- hydraulic servo systems with sliding observer IEEE 12 Herbert E Merritt, Hydraulic control systems John Wiley & Sons, inc USA, 1991 96 13 Khalil H.K Nonlinear systems Prentice Hall, 2002 14 LI Wen-lei, JIANG Gang-yi, Tracking control of Electro-Hydraulic Position Servo System With Backstepping control Techniqe, Ji Chuang Yu Ye Ya, 2003 15 Utkin V., Guldner J, Shi J Sliding mode control in electromechanical systems CRC Press LLC, 1999 [...]...11 Chương 3 Tổng hợp điều khiển lái tàu khi bỏ qua động học của máy lái thủy lực Chương 4 Tổng hợp điều khiển bám sát góc bẻ lái tàu điện thủy lực 12 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN THỦY LỰC, HỆ THỐNG LÁI TÀU ĐIỆN THUỶ LỰC Hệ thống điện thủy lực đã ra đời từ rất sớm và ngày càng được hoàn thiện, đặc biệt được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp ô tô, máy công... trong hệ thống điện thủy lực - Xây dựng mô hình toán học hệ thống truyền động điện thủy lực điều khiển tàu có tính đến các thành phần phi tuyến tác động lên hệ thống… 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THỦY LỰC Hệ thống truyền động thủy lực là một tập hợp các phần tử, thiết bị, máy móc, chi tiết và cụm chi tiết … thủy lực được lắp nối với nhau theo một sơ đồ nhất định nhằm đảm bảo chuyển động. .. toán PWM, điều khiển theo hệ rơ le, ứng dụng điều khiển mờ và mạng Nơ ron trong các hệ điều khiển thông minh và điều khiển trong chế độ trượt làm cho các hệ thống điều khiển ngày càng thông minh và mềm dẻo trong các thuật toán điều khiển đáp ứng tối ưu cho các bài toán của hệ thống điều khiển tự động Trong chương này đề cập đến các vấn đề sau: - Tổng quan về hệ thống điều khiển điện thủy lực - Các phần... thủy lực, xy lanh thủy lực) + Đường ống và thiết bị đường ống Các hệ thống điều khiển thủy lực được chia thành hai loại cơ bản: - Hệ thống điều khiển bằng van tiết lưu - Hệ thống điều khiển bằng khối lượng (hay thể tích) Ví dụ hệ thống điều khiển bằng van tiết lưu được sử dụng trong hệ thống điều khiển cánh lái của thiết bị bay (máy bay, tên lửa) Còn hệ thống 14 điều khiển bằng khối lượng được sử dụng. .. sẽ hình thành phản lực cần thiết để điều khiển tàu; + Trục bánh lái: được dùng để quay bánh lái; + Hệ dẫn động bánh lái: hệ thống truyền chuyển động từ phần tử điều khiển đến phần tử lái + Phần tử lái: cơ cấu tạo ra mômen để dịch chuyển bánh lái; + Phẩn tử điều khiển: phần tử tạo ra tín hiệu điều khiển 21 Trong thành phần hệ thống thiết bị lái còn có: Hệ dẫn động dự phòng và hệ dẫn động sự cố; Cơ cấu... kiểu thể tích còn có hệ thống thủy lực bổ trợ dùng để điều khiển bơm với năng suất thay đổi và bù phần chất lỏng bị rò rỉ Công suất điều khiển bơm với năng suất thay đổi còn lớn hơn vài lần công suất cần để điều khiển các hệ truyền động thủy lực kiểu tiết lưu Hình 1.1: Sơ đồ chức năng cơ bản của một hệ truyền động điện thủy lực Hình 1.2 Sơ đồ chức năng hệ truyền động điện thủy lực Cảm biến phát Thiết... Máy thủy lực là tên gọi chung của tất cả các loại máy móc, thiết bị mà nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên sự trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng Trong hệ truyền động điện thủy lực (TĐĐTL) sử dụng các phần tử thủy lực cơ bản như: khuếch đại thủy lực, bơm thủy lực, động cơ thủy lực, píttông thủy lực, các loại van điều khiển được Các phần tử này nằm trong mạch chính và quyết định đến tính chất động. .. như kh«ng còn được sử dụng nữa Máy lái điện: Loại máy lái này có bộ phận chủ yếu là động cơ điện, thông qua hộp giảm tốc để phát động lực lái Ưu điểm của loại máy lái này là: làm việc êm, người điều khiển chỉ cần ấn nút cho động cơ chạy do vậy lực tác dụng lên tay điều khiển là rất nhỏ, không có sự tác động ngược từ mômen thủy động của bánh lái lên tay người điều khiển, truyền động được đi xa bằng các... vi sử dụng của máy lái thuỷ lực Phần này ta sẽ tìm hiểu thêm về máy lái thủy lực Máy lái thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp đóng tàu ngày nay khi công nghệ ngày càng phát triển Nó được ứng dụng đặc biệt cho 27 các tàu trọng tải lớn, di chuyển dài ngày trên biển do có độ tin cậy và mômen lái lớn (có thể tới 40Tm) Máy lái thủy lực được phân loại theo nhiều kiểu hệ truyền động thủy lực được... 1 12 Hình 1.5 - Sơ đồ hệ thống thủy lực đơn giản 1: Bơm thủy lực; 2: Van an toàn; 3: Áp kế; 4: Bộ lọc 5,6: Van phân phối 7,8: Van chống quá tải; 9: Xylanh thủy lực (xylanh lái) 10: Bánh lái; 11: Trục bánh lái 13: Séctơ lái 12: Bể dầu 1.4 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LÁI TÀU THỦY ĐIỆN – THỦY LỰC ĐIỂN HÌNH Trong phần này sẽ giới thiệu một số máy lái tàu thủy điện thủy lực đang được sử dụng trong thực tế của ... lái thủy lực Chương Tổng hợp điều khiển bám sát góc bẻ lái tàu điện thủy lực 12 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN THỦY LỰC, HỆ THỐNG LÁI TÀU ĐIỆN THUỶ LỰC Hệ thống điện thủy lực đời... quan hệ thống điều khiển điện thủy lực, hệ thống lái tàu điện thủy lực Chương Bài toán điều khiển hướng tàu thủy mô hình toán học 11 Chương Tổng hợp điều khiển lái tàu bỏ qua động học máy lái thủy. .. Tự động hóa Mã số: 60 52 60 I TÊN ĐỀ TÀI: NGUYÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁM ĐIỆN THỦY LỰC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN LÁI TÀU THỦY II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Nghiên cứu, xây dựng hệ truyền