3. 41 Phương pháp năng lượng
6.3.7 Tính khâu PI
Sau khi tắnh ựược khâu P và khâu I, theo phương trình tắnh Khâu PI ựược
tắnh theo công thức: ( ) . ( ). ( ) 0 ∫ + =Kie t e t d t t u
Giải thuật trong hình 6.24 trình bày phương pháp tắnh toán khâu PI.
Hình 6.24 Khối Giải thuật trình bày tắnh khâu PI.
Hình 6.25 Kết quảđáp ứng giá trịựặt khi chưa bù mômen xoay.
Kết luận:
Từ những kết quả ựáp ứng khâu PI trên hình 5.27 5.28, nhận thấy hệ
pendubot không ổn ựịnh do moment xoay gọi là M của ựộng cơ DC chứa giá trị
Cos(θ1) tạo nên thành phần moment phi tuyến.
Moment này có xu hướng kéo hệ vật Pendubot (encoder 1,2, link 1, 2) ựi xuống theo phương thẳng ựứng với mọi góc θ2 giữa Link 1 và Link 2 . (với ựộ trũng khác nhau ở những góc θ1,2 khác nhau).
Phần tiếp theo học viên bằng phương pháp thực nghiêm trên mô hình thực bằng thuật toán bu mô-men xoay ựể hệ Pendubot cân bằng ổn ựịnh nhất.
6.3 Nhận dạng và ựiều khiển Hệ pendubot bằng phương pháp bù mômen xoay phi tuyến
6.3.1 Cơ sơ lý thuyết:
Ta có công thức M = F.d = cos(α).L1.F = cos(αa).L1.m.g Trong ựó:
M = khối lượng cơ cấu tạo mô men xoay. g = 9.8m/s^2
L1 = Chiều dài Link 1 α: (90 - Góc xoay Link1) ựộ.
Vì Moment xoay M chứa giá trị Cos(α) tạo nên thành phần moment phi tuyến.
Moment này có xu hướng kéo hệ vật (encoder, link 1, 2) ựi xuống theo phương thẳng ựứng. (với ựộ trũng khác nhau ở những góc anpha khác nhau).
để giải quyết bài toán này chúng ta ựề xuất bù thêm thành phần m như hình sau
Hình 6.27 Sơựồựiều khiển hệ Pendubot bằng phương pháp bù mômen xoay
Giải thắch:
k1 : Hệ số bù phi tuyến
m : Khối lượng cơ cấu tạo mômen xoay. P : Khâu P
I* : Khâu I sau khi ựóng băng tắch phân
E2* : Giá trị Encoder 2 sau khi trượt hóa giá trịựặt D : Giá trịựặt
DC: Đng c DC
6.3.2 Nhận dạng và ựiều khiển Hệ pendubot bằng phương pháp bù mômen xoay phi tuyến
Từ mô hình toán học của hệ Pendubot chương 3, nếu xét hệ vật Pendubot
Hình 6.28 biểu diễn góc lệch của Link 1 so với phương OY là β. Ta gọi :
- Góc lệch của Link 1 so với phương OY là β. - Mô-men xoay : Mx = F.d (N/m).
- F là trọng lực của hệ vật tạo ra mô-men xoay. Với F=m.g - d là cánh tay ựòn . Với d = L1 . Cos θ1 = L1 . Cos(90o - β)
Bài toán bù mô-men xoay ởựây không tìm ra giá trị Mô-men xoay cụ thể của hệ vật mà là ựi tắnh tỷ lệ ựể xác ựịnh hệ số bù, mà hệ số bù là một ựại lượng phi tuyến do cosθ1 la một ựại lượng phi tuyến.
Vậy ựể giải quyết bài toán này học viên ựề xuất bù thêm thành phần m là khối lượng cơ cấu tạo mô-men xoay. Ta có sơ ựồ thiết lập bù thành phần m như
hình 6.27.
Khối Giải thuật trình bày phương pháp ựiều khiển Hệ pendubot bằng phương pháp bù mômen xoay phi tuyến
.
Hình 6.29 Giải thuật trình bày phương pháp bù mômen xoay phi tuyến
Phương trình ta có như sau: (( ) ) * 2 1. * ) (t P I Xm k E U = + + (Vol) Các ựáp ứng ngõ ra :
Hình 6.30 đáp ứng có Bù Momen xoay, Ki hiệu chỉnh nhỏ
Hình 6.31 đáp ứng góc θ1 ≅ 45O,, θ2≅ 0O
Hình 6.33 đáp ứng góc θ1 ≅ 90O,, θ2≅ 0O
Hình 6.34 Kết quảựáp ứng ựiện áp ngõ ra góc θ1 ≅ 90O