Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết đề xuất phương pháp cải thiện khả năng bám cho bộ điều khiển MRAC, của một hệ thống điều khiển tốc độ băng tải theo các bước sau: Trước tiên, hiệu chỉnh mô hình tham chiếu của bộ điều khiển MRAC chuẩn, để giảm tần số dao động cao tác động lên tín hiệu điều khiển ngõ vào, khi tăng hệ số thích nghi. Thứ hai, thêm tham số hiệu chỉnh vào luật điều khiển, giảm ảnh hướng của nhiễu có biên độ giới hạn, để bộ điều khiển bền vững,...
Phạm Thế Duy, Phạm Việt Hùng CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG TẢI Phạm Thế Duy*, Phạm Việt Hùng# * Khoa Kỹ Thuật Điện Tử 2, Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng # Phòng kỹ thuật vật tư, tổng cơng ty Tân cảng Sài gòn Tóm tắt: Bài báo đề xuất phương pháp cải thiện khả bám cho điều khiển MRAC, hệ thống điều khiển tốc độ băng tải theo bước sau: Trước tiên, hiệu chỉnh mơ hình tham chiếu điều khiển MRAC chuẩn, để giảm tần số dao động cao tác động lên tín hiệu điều khiển ngõ vào, tăng hệ số thích nghi Thứ hai, thêm tham số hiệu chỉnh vào luật điều khiển, giảm ảnh hướng nhiễu có biên độ giới hạn, để điều khiển bền vững Thứ ba, thêm vec tơ sai lệch phụ vào sai lệch hệ thống để giảm dao động ngõ ra, ngõ vào bão hòa Sau cùng, tiến hành thực nghiệm để so sánh kiểm chứng hiệu khả bám tốc độ điều khiển Từ khóa: Điều khiển thích nghi mơ hình chuẩn, điều khiển bền vững, mơ hình hóa băng tải, ngõ vào bão hòa, điều khiển tốc độ, điều khiển băng tải MỞ ĐẦU Trong nhà máy công nghiệp hệ thống băng tải sử dụng phổ biến để vận chuyển nguyên vật liệu sản phẩm Trong số hệ thống băng tải, việc điều khiển tốc độ băng tải quan trọng, ví dụ hệ thống cân định lượng băng tải động, vật liệu rớt xuống băng tải nhiều cần giảm tốc độ, ngược lại vật liệu băng tải cần tăng tốc độ băng tải lên, để định lượng vật liệu đơn vị thời gian khơng đổi Một ví dụ khác, hệ thống cân kiểm tra băng tải, trọng lượng sản phẩm băng tải không đúng, tốc độ băng tải giảm để hệ thống phân loại hoạt động đẩy sản phẩm ngoài, hệ thống băng tải phân loại sản phẩm hình bao gồm ba nhiều băng tải cần điều khiển tốc độ theo mơ hình hình thang [1] Để thực việc điều khiển vận tốc hệ thống băng tải, trước tiên cần phải mơ hình hóa hệ thống Tuy nhiên, số thơng số mơ hình hóa hệ thống, đo chẳng hạn như: hệ số ma sát, hệ số co giãn băng tải, lực căng … I SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 Bộ điều khiển thích nghi, với ưu điểm quan trọng có khả điều khiển hệ thống, mà khơng cần biết xác số thơng số [2, 3] Trong lĩnh vực điều khiển thích nghi, điều khiển thích nghi dựa theo mơ hình tham chiếu (MRAC), hướng nghiên cứu phổ biến [46] Mặc dù điều khiển MRAC bám tốt theo tín hiệu tham chiếu ngõ vào, thời gian độ khả bám kém, thời gian điều khiển phải ước lượng thông số không xác định Tốc độ ước lượng định nghĩa tốc độ thích nghi Nếu tăng tốc độ thích nghi, khả bám thời gian độ cải thiện, nhiên điều lại tạo thành phần tần số cao tín hiệu điều khiển, ảnh hưởng đến độ ổn định hệ thống [7] Trong hệ thống kỹ thuật, vấn đề ngõ vào điều khiển bị bão hòa thường xun gặp phải, xem nguyên nhân dẫn đến chất lượng điều khiển bị giảm, chí dẫn đến ổn định [8, 9] Vì vậy, vấn đề bão hòa ngõ vào tín hiệu điều khiển, cần xem xét trình thiết kế điều khiển Ngồi thơng số ước lượng luật điều khiển, bị trơi có ảnh hưởng nhiễu có biên độ giới hạn Một số kỹ thuật [10] sử dụng để giải vấn đề này, e-modification, -modification hay toán tử hình chiếu (projection operator) Trong báo này, đề xuất sử dụng điều khiển thích nghi có mơ hình tham chiếu hiệu chỉnh, cách thêm sai lệch hệ thống vào mơ hình tham chiếu chuẩn [11] (được gọi ModifiedModel Reference Adaptive Controller: M-MRAC), nhằm mục đích loại bỏ dao động tần số cao tín hiệu điều khiển ngõ vào, đồng thời giảm bớt ảnh hưởng nhiễu có biên độ giới hạn Hiện tượng bão hòa ngõ vào điều khiển, bù trừ véc tơ sai lệch phụ [12], thêm vào sai lệch hệ thống Bài báo đưa kết thực nghiệm, để so sánh hiệu khả bám tốc độ điều TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 37 CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG TẢI khiển đề nghị Các thực nghiệm chạy hệ thống ba băng tải thực, phòng thí nghiệm thuộc khoa Kỹ Thuật Thiết Kế Cơ Khí, đại học quốc gia Pukyong, Busan- Hàn quốc Phòng thí nghiệm ứng dụng điện - điện tử, khoa Kỹ Thuật Điện Tử 2, học viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Và ứng dụng cho hệ thống cân băng tải tự động nhà máy xi măng Hiệp Phước, công ty SCC-Việt nam II MƠ HÌNH HỆ THỐNG Để mơ hình hóa, xét hệ thống bao gồm ba băng tải sử dụng cho việc phân loại sản phẩm hình Sản phẩm đưa tới băng tải nhận (băng tải 1), băng tải thay đổi tốc độ liên tục để chuyển sản phẩm tới băng tải phân loại (băng tải 2) Tại băng tải sản phẩm phân loại theo xử lý hình ảnh sử dụng camera, theo cân nặng (trong hệ thống cân phân loại) Tốc độ băng tải phân loại điều chỉnh để đáp ứng với hệ thống loại bỏ sản phẩm Các sản phẩm đạt tiêu chuẩn, không bị loại bỏ chuyển tới băng tải truyền (băng tải 3) ki độ lợi biến tần, ui* điện áp DC ngõ vào biến tần thứ i để tạo moment xoắn mong muốn i ui* ngõ vào điều khiển bị bão hòa định nghĩa sau: ui u sat ui ui u i max * i for ui ui for ui ui ui max (3) for ui ui max ui ngõ vào điều khiển điều khiển đề nghị băng tải thứ i, uimin, uimax biên độ giới hạn ngõ vào điều khiển thứ i Sản phẩm Trục truyền động Trục căng Ji2 Di2 Băng cao su Ji1 Di1 fi2 fi1 Mỗi băng tải bao gồm hệ thống khí hệ thống điện Mơ hình hóa đơn giản hệ thống khí băng tải thứ i trình bày hình (i = 1, 2, 3) Biến tần Động xoay chiều Hệ thống xử lý ảnh Hình Mơ hình hóa đơn giản băng tải thứ i Băng tải truyền Dựa vào phương trình (1)~(3), mơ hình động (dynamics) hệ thống băng tải biểu diễn phương trình trạng thái sau: Băng tải nhận x Ax B u* d t Băng tải phân loại Hình Các băng tải hệ thống phân loại sản phẩm x = [ 1 2 3]T véc tơ vận tốc góc ngõ hệ thống băng tải đo cảm biến xung (encoder), i vận tốc băng tải thứ i hệ thống băng tải u*=[u1* u2* u3*]T véc tơ ngõ vào bão hòa, d=[d1 d2 d3]T véc tơ nhiễu có biên độ t giới hạn, với di di , ma trận chứa thông ki số chưa xác định A, B Trong hình 2, tham số (Ji1, Ji2), (i1, i2), (fi1, fi2) (Di1, Di2) tương ứng moment qn tính vận tốc góc hệ số ma sát đường kính, trục truyền động trục căng băng tải Để kéo băng tải, hệ thống sử dụng hệ truyền động điện bao gồm động xoay chiều kéo trục truyền động Động điều khiển tốc độ biến tần Tốc độ đặt cho hệ thống cung cấp tới biến tần mức điện áp DC, để điều khiển động xoay chiều tạo moment xoắn (torque) đủ để kéo băng tải Moment xoắn băng tải thứ i cho sau: i Jii1 fii1 di t (1) Ji = Ji1 + Ji2, fi = fi1 + fi2, di(t) moment xoắn nhiễu bên tạo (chẳng hạn khối lượng sản phẩm đặt lên băng tải), i moment xoắn cần thiết mà động xoay chiều phải tạo ra, để kéo hệ thống khí băng tải thứ i Nó xác định sau: i ki ui* SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 (2) (4) a11 A với aii a22 x3 cho sau: 0 b11 , B b22 a33 0 b33 fi k bii i Ji Ji THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN M-MRAC Mục tiêu báo tạo điều khiển M-MRAC cho với ngõ vào T u( t ) u1 u2 u3 , véc tơ vận tốc góc ngõ hệ thống băng tải, ln bám theo véc tơ vận tốc góc ngõ mơ hình tham chiếu, diễn tả phương trình III xm A m xm B mr r e (5) e x xm (6) TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 38 Phạm Thế Duy, Nguyễn Huy Hùng, Phạm Việt Hùng xm = [m1 m2 m3] véc tơ vận tốc góc ngõ mơ hình tham chiếu, >0 độ lợi hồi tiếp sai lệch hệ thống, r = [r1 r2 r3]T véc tơ vận tốc góc ngõ vào tham chiếu, e véc tơ sai lệch hệ thống Am , Bm 33 cho sau: T am1 A m 0 am 0 bm1 , Bm bm am3 0 bm3 với ami, bmi thơng số mơ hình tham chiếu chọn để thỏa giả định A Giả định 1: Nếu A m 33 ma trận Hurwitz, Bm 33 ma trận biết có hạng lớn (full rank), tồn ma trận K 33 ma trận đường chéo 33 thỏa phương trình đây: A A m BK B B m (7) B Giả định 2: T Tồn ma trận dương đối xứng P = P > nghiệm phương trình Lyapunov đây: A P PA m Qm T m (8) Thay phương trình (7) vào phương trình (4) cộng trừ đại lượng Bmr, r ta x Am x Bmr r Bm u* ur ur Kx r r d t (9) (10) 1 , Bm ur véc tơ ngõ vào điều khiển lý tưởng hệ thống 1 Đạo hàm bậc theo thời gian e cho sau: e Am I e Bm u* ur (11) Nếu u* = ur e Am I e Bởi A m Am I ma trận Hurwitz nên kết luận e t Điều hiểu rằng, hệ thống mơ tả phương trình (4) bám theo mơ hình tham chiếu mơ tả phương trình (5) Tuy nhiên thực tế ngõ vào điều khiển lý tưởng ur thực được, ma trận K, , véc tơ d(t) khơng biết Do véc tơ ngõ vào điều khiển u xem véc tơ ước lượng ngõ vào điều khiển lý tưởng ur cho sau: ˆ ˆ r dˆ t ˆr u Kx (12) ˆ , ˆ ma trận ước lượng ma ˆ , K trận K, , , dˆ 3 véc tơ ước lượng véc tơ d lấy giá trị trung bình véc tơ d(t) phương trình (4) Sai lệch véc tơ ngõ vào điều khiển, véc tơ ngõ vào bị bão hòa định nghĩa sau: SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 u u u* (13) Từ phương trình (5), (6), (9) (12) (13), đạo hàm bậc theo thời gian e cho sau: e A m I e B m Kx r r d +B m d d u , (14) ˆ K, ˆ , ˆ K K d dˆ d Để loại bỏ ảnh hưởng tượng bão hòa ngõ vào điều khiển, sai lệch phụ định nghĩa sau ˆ u e A m I e K ˆ với K 33 (15) ma trận tham số thích nghi, Am I ma trận Hurwitz Do véc tơ sai lệch định nghĩa eu e e sau: (16) Từ phương trình (14)~(16), đạo hàm bậc theo thời gian eu biểu diễn sau: eu A m I eu B m Kx r r d +K u B m d d , (17) ˆ B K K m ˆ , ˆ , dˆ phương ˆ , Các ma trận véc tơ K trình (12) ước lượng luật điều khiển dựa kỹ thuật e-modification định lý phát biểu C Định lý 1: Một hệ thống M-MRAC định nghĩa phương trình (4), ổn định bền vững ngõ vào điều khiển thiết kế sử dụng phương trình (12), luật điều khiển dựa kỹ thuật emodification để xác định ma trận, véc tơ ước lượng cho sau: Kˆ eu Kˆ 1BTm Peu xT , ˆ eu ˆ 1BTm Peu rT ˆ eu ˆ 1BTm Peu rT (18) ˆ e K ˆ Pe uT , dˆ e dˆ BT Pe (19) K u u u m u , , hệ số thích nghi 1) Chứng minh Định lý 1: Hàm Lyapunov chọn để phân tích ổn định hệ thống cho sau trace K T K T 1 (20) 1 T T T trace K K trace d d 2 3 V t eTu Peu TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 39 CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG TẢI Đạo hàm bậc theo thời gian V(t) cho sau: V eTu Q m 2 P eu 2trace K T BTm Peu xT T BTm Peu rT T BTm Peu r T K T Peu uT 2dT BTm Peu + 2 ˆ trace K T K (21) T T u m eu eu 1 3 2 ˆ trace K T K ˆ ˆ ˆ trace K K T T T lim eT Pe t (22) min K 1 a1 eu eu 3 2 e u d* min d F eu 2 F t F min K 2 F (23) r eu e e xm x + Hệ thống phụ (15) x F 3 F min d F u (24) ˆ , ˆ ,K ˆ ˆ , a1 eu 2c Điều hiểu eu , K ˆd bị giới hạn e t theo bổ đề u Barbalat Theo phương trình (16) eu e e e bị giới hạn e bị giới hạn Dưới phần chứng minh giới hạn e Một hàm Lyapunov chọn sau: W eT Pe + Bộ điều khiển (12) u Bộ điều khiển bão hòa (3) d + * u Băng tải (4) Hình Sơ đồ khối điều khiển đề nghị với V t phương trình (23) (25) Đạo hàm bậc theo thời gian W cho sau: SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 + d/dt min K (30) Mơ hình chuẩn hiệu chỉnh (5) Các luật điều khiển (18), (19) min K (29) c, a1 min Qm 2min P 0, cho sau: 1 Sơ đồ khối điều khiển thích nghi hiệu chỉnh đề nghị trình bày hình d/dt d* PBm d d l , F Frobenius norm (28) Và điều chứng minh e bị giới hạn F (27) 3 2 r eu a1 eu 2c c d* 0 3 2 min P lim e Sử dụng nguyên lý Rayleigh, phương trình (22) viết lại sau: eu max P 3 lim eT Pe min P lim e t 2 t trace d dˆ 2eTu PB m d d T a1 Kết hợp phương trình (25) (27) ta có kết đây: Sử dụng phương trình (18)~(21) ta có: eu (26) a1 3 2W 3 W W e exp 2t V eTu Q m 2 P eu Sử dụng bất phương trình Gronwall Bellman, phương trình (25) viết lại là: ˆ T ˆ ˆ T trace K T K 1 V e ˆ T u 3 eT PK + trace d dˆ 2e PB d d ˆ u W eT Q m 2 P e 2eT PK IV CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Để đánh giá hiệu khả điều khiển thích nghi hiệu chỉnh đề nghị (MMRAC), so sánh với hiệu điều khiển thích nghi thơng thường (MRAC), hệ thống băng tải thực hình Hệ thống bao gồm ba băng tải, băng tải sử dụng động xoay chiều điều khiển tốc độ biến tần, sử dụng để kéo trục truyền động băng tải Tốc độ băng tải hồi tiếp điều khiển tín hiệu số DSC TMS320F28069 cảm biến tốc độ quay, tốc độ băng tải cung cấp theo số xung đơn vị thời gian Bộ điều khiển DSC nhận tín hiệu tham chiếu ngõ vào, thực giải thuật điều khiển thích nghi, cung cấp tín hiệu điều khiển điện áp chiều với giá trị tương ứng tới ngõ vào biến tần, để thay đổi tốc độ động mong muốn Bộ DSC nhận đồng thời ba tín hiệu tham chiếu, ba tín hiệu hồi tiếp tốc độ điều khiển tốc độ ba băng tải cách đồng thời Kết nối hệ thống thực hình 5, hình TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 40 Phạm Thế Duy, Nguyễn Huy Hùng, Phạm Việt Hùng vẽ cảm biến quang sử dụng cho việc phát sản phẩm băng tải r1 (rad/s) 42.1 Băng tải Cảm biến tốc độ Băng tải Băng tải r2 (rad/s) 70 Các ngõ vào điều khiển 25 t (s) DSP TMS320 10 r3 (rad/s) 70 Động xoay chiều 20 20 40 50 t (s) Biến tần 60 t (s) Hình Hệ thống băng tải dùng để thực nghiệm Hình Vận tốc góc ngõ vào chuẩn Để minh họa hiệu điều khiển đề nghị (M-MRAC), xét ba trường hợp tương ứng với ba băng tải hệ thống băng tải: Vận tốc góc ngõ (rad/s) 50 x1M(t) 42.1 x1(t) 44 42.1 20 r1(t) 40 10 0 20 25 11 12 13 40 Thời gian (s) 60 a Các ngõ với = 10 Ngõ vào điều khiển (V) 2.6 u1M(t) 2.3 u1 (t) với λ= 10 0 10 25 40 Thời gian (s) 60 Hình 5: Sơ đồ kế nối hệ thống điều khiển tốc độ băng tải Các giá trị khởi động cho biến trạng thái ngõ vào điều khiển thiết lập không Điện áp ngõ vào biến tần tín hiệu điều khiển đối tượng, thay đổi khoảng từ u1min = u2min = u3min = 0V đến u1max = u2max = u3max = 5V Các tham số mơ hình tham chiếu chọn là: am1 am am 30, bm1 bm bm 30 Độ lợi sai lệch hồi tiếp = 10 ma trận xác định đối xứng dương P diag 108 108 108 Các ngõ vào tham chiếu tính theo vận tốc góc cho hệ thống băng tải hình b Các ngõ vào điều khiển Hình Hoạt động MRAC M-MRAC với ngõ vào r1 Trường hợp 1: Hệ số thích nghi hai điều khiển MMRAC MRAC thiết lập 1.67 Có thể thấy hai ngõ x1 t điều khiển MMRAC, x1M t điều khiển MRAC cho băng tải thứ bám theo tín hiệu tham chiếu r1 t hình 7a Tuy nhiên, ngõ điều khiển MRAC biến thiên lớn so với ngõ điều khiển đề nghị MMRAC Thành phần tần số cao xuất tín hiệu điều khiển ngõ vào điều khiển SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 41 CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG TẢI MRAC u1m t trình bày hình 7b, tín hiệu điều khiển điều khiển MMRAC u1 t biến thiên gần khơng thay đổi vận tốc góc ngõ đạt tới giá trị 42.1 (rad/s) 70 x2M(t) 72.5 71.3 70 68.9 67.7 27 r2(t) 0 10 20 x2(t) 28 29 30 Thời gian (s) 40 50 a Ngõ với = 10 60 Ngõ vào điều khiển (V) 4.5 3.88 u1M(t) u1(t) 4.1 3.88 3.72 27 20 MRAC bám tín hiệu ngõ vào tham chiếu r3 t tốt so với tốc độ góc ngõ x3M t điều khiển Vận tốc góc ngõ (rad/s) 80 40 Hệ số thích nghi hai điều khiển MMRAC MRAC thiết lập 6.67 15 áp dụng cho băng tải thứ Trên Hình thấy tốc độ góc ngõ x3 t điều khiển M- 28 29 30 30 40 50 60 Thời gian (s) b Các ngõ vào điều khiển Hình Hoạt động MRAC M-MRAC với ngõ vào r2 Trường hợp 2: Hệ số thích nghi hai điều khiển MMRAC MRAC nâng lên 10 , áp dụng cho băng tải thứ 2, kết thực nghiệm cho thấy thành phần tần số cao xuất tín hiệu điều khiển ngõ vào u2m t điều khiển MRAC hình 8b, khả bám ngõ theo tín hiệu tham chiếu ngõ vào r2 t trình bày hình 8a Trên hình vẽ thấy hình vẽ, vận tốc góc ngõ x2 t điều khiển đề nghị M-MRAC, bám theo tín hiệu tham chiếu ngõ vào r2 t với sai số nhỏ từ = 0.9 MRAC thơng thường Do tín hiệu ngõ vào r3 t trường hợp hàm bước nhảy, nên biên độ tín hiệu điều khiển cho hai điều khiển M-MRAC MRAC thông thường mức cao (tương ứng 15,5V 12,5V) Trong trường hợp thấy tượng bão hòa ngõ vào xuất hiện, nên tín hiệu điều khiển ngõ vào giữ mức u3 max V, tốc độ góc hai điều khiển đạt biên độ dao động lớn 90.3 rad/s Hình 9a cho thấy khả bám điều khiển MMRAC tốt so với điều khiển MRAC Khả bám điều khiển M-MRAC đề nghị, so với điều khiển MRAC cho Bảng I Bảng I: Sai lệch bám hệ thống M-MRAC MRAC M-MRAC MRAC Băng tải thứ Sai lệch 1.4% 5.2% bám = 10 Băng tải thứ hai Sai lệch 1.8% 3.5% bám = 10 Băng tải thứ ba Sai lệch 0.7% 3.1% bám = 15 Vận tốc góc ngõ (rad/s) 90.3 70 x3M(t) 72.2 40 r3(t) có sai số từ -2,3 rad/s tới +2,5 rad/s Tín hiệu ngõ vào điều khiển u2M t điều khiển MRAC thơng thường có tần số dao động cao biên độ lớn so với tín hiệu điều khiển u2 t điều khiển M-MRAC đề nghị Tín hiệu điều khiển điều khiển M-MRAC thay đổi thấp điều khiển MRAC, trường hợp này, điều khiển M-MRAC có hiệu hoạt động tốt điều khiển MRAC Trường hợp 3: SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 x3(t) 21 22 23 24 20 Thời gian (s) 60 40 a Ngõ với = 15 Ngõ vào điều khiển (V) 15.5 u3M(t) 12.4 u3M(t) 3.8 u3(t) rad/s tới +1.3 rad/s Trong khi, vận tốc góc x2M t điều khiển MRAC thông thường với ngõ vào r2 t 70 67.8 20 3.6 u3*(t) 10 9 20 u3(t) u*3(t) 30 40 Thời gian (s) 50 60 b Các ngõ vào điều khiển Hình Hoạt động MRAC M-MRAC với ngõ vào r3 V KẾT LUẬN Bài báo đề nghị điều khiển thích nghi mơ hình chuẩn hiệu chỉnh (M-MRAC), chạy thử nghiệm hệ thống ba băng tải với ngõ vào bão TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 42 Phạm Thế Duy, Nguyễn Huy Hùng, Phạm Việt Hùng hòa dao động biên giới hạn Sai lệch hồi tiếp điều khiển M-MRAC đề nghị nhỏ so với điều khiển MRAC truyền thống (0.7% so với 3.1%) Sai lệch động có trạng thái ngõ vào bão hòa, bù sai lệch ngõ phụ Các kết thực nghiệm cho thấy điều khiển M-MRAC đề nghị hiệu so với điều khiển MRAC truyền thống khả bám tốc độ hai trạng thái độ tiệm cận ổn định Các thành phần tần số cao ngõ vào điều khiển với hệ thống M-MRAC giảm tăng hệ số thích nghi Thực nghiệm cho thấy, điều khiển thích nghi hiệu chỉnh M-MRAC, hiệu so với điều khiển thích nghi thơng thường, hệ số thích nghi lớn sai lệch độ lợi hồi tiếp chọn thích hợp [10] V Stepanyan and K Kalmanje, “Input and output performance of M-MRAC in the presence of bounded disturbances”, In: AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, 2010, pp 2-5 LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Học Viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng (PTIT) sở Thành Phố Hồ Chí Minh đề tài có mã số 03-HV-2018RD_ĐT2 IMPROVEMENT OF A TRACKING TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Thirachai, P Komeswarakul, U Supakchukul and J Suwatthikul, “Trapezoidal velocity trajectory generator with speed override capability”, International Conference on Control Automation and Systems, 2010, pp 1468-1472 [2] K J Astromn and B Wittenmark, “Adaptive Control”, 2nd ed Dover publication, INC, 2008 [3] D.K Le and T.K Nam, “Optimal iterative learning control with model uncertainty”, Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol 37, no 7, 2013, pp 743-751 [4] V T Duong, J H Jeong, N S Jeong, M S Shin, T T Nguyen, G S Byun and S B Kim, “Crosscoupling synchronous velocity control for an uncertain model of transformer winding system using model reference adaptive control method”, Lecture Notes in Electrical Enginerring, vol 371, 2016, pp 441-455 [11] T Gibson, A Annaswamy and E Lavretsky, “Adaptive systems with closed–loop reference models, Part I: Transient performance”, In: American Control Conf., 2013, pp 3376-3383 [12] V T Duong, T H Nguyen, T T Nguyen, J M Lee and S B Kim, “Modified model reference adaptive controller for a nonlinear SISO system with external disturbance and input constraint” Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol 415, 2016, pp 118-128 PERFORMANCE FOR A MRAC CONTROLLER OF A CONVEYOR SYSTEM Abstract: The paper proposes a method to improve a tracking performance of a MRAC controller of a conveyor system by followings: Firstly, modified the reference model in the conventional MRAC to reduce the generated high frequency oscillation in control input signal when the adaptation rate increases Secondly, A e-modification is added to an adaptive law in order to the proposed M-MRAC controller is robust Thirdly, an auxiliary error vector is introduced for compensating the error dynamics of the system when the saturation input occurs Finally, the experimental results are shown to verify the effectiveness and the performance of the proposed controller with the bounded disturbance and saturated input and a conventional MRAC controller Phạm Thế Duy Nhận học vị Thạc sĩ năm 1998 Hiện công tác Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng CS TP HCM [5] T T Nestorovic, H Koppe, and U Gabbert, “Direct model reference adaptive control (MRAC) design and simulation for the vibration suppression of piezoelectric smart structures”, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, vol 13, no 9, 2008, pp 1896-1909 [6] S Karason and A Annaswamy, “Adaptive Control in the Presence of Input Constraints”, IEEE Transactions on Automatic Control”, vol 39, no 11, 1994, pp 2325-2330 [7] D J Wagg, “Transient bounds for adaptive control systems” IEEE Transactions on Automatic Control, vol 39, no 1, 1994, pp 171-175 Lĩnh vực nghiên cứu: Hệ thống nhúng, Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Phạm Việt Hùng Ảnh tác giả Nhận học vị thạc sỹ năm 2016 Hiện công tác tại: Tổng cơng ty Tân cảng Sài gòn Lĩnh vực nghiên cứu: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa [8] D Y Abramovitch, and G F Franklin, “On the stability of adaptive pole-placement controllers with a saturating actuator” IEEE Trans on Automatic Control, vol 35, no 3, 1990, pp 303-306 [9] W Sun, H Gao and O Kaynak, “Vibration isolation for active suspensions with performance constraints and actuator saturation, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol 20, no 2, 2015, pp 675-683 SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 43 ...CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG TẢI khiển đề nghị Các thực nghiệm chạy hệ thống ba băng tải thực, phòng thí nghiệm... hiệu điều khiển ngõ vào điều khiển SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG 41 CẢI THIỆN KHẢ NĂNG BÁM CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MRAC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ BĂNG... độ dao động lớn 90.3 rad/s Hình 9a cho thấy khả bám điều khiển M MRAC tốt so với điều khiển MRAC Khả bám điều khiển M -MRAC đề nghị, so với điều khiển MRAC cho Bảng I Bảng I: Sai lệch bám hệ thống