V KK (4.13) Đây là một vòng điều khiển vị trí để điều khiển điện áp động cơ, để theo dõi d
Hình 5.11 Layout mạch nguồn.
5.1.4 Thiết bị đo vị trí và vận tốc .
Để đo vị trí và vận tốc của góc ta dùng 1 thiết bị gọi là encoder Encoder có hình dạng như hình ….
Khối lượng 100g.
Nguồn 5VDC, hai pha ,A B. Đường kính trục 6mm. Đường kính vỏ ngoài 45mm. Tốc độ 5.000.000 xung/phút.
Hình 5.12 Encoder quang 100 xung.
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ
không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa đặt một thiết bị thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng bị cắt!
Như vậy là encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung vuông này được cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của tấm tròn đó. Đối với encoder mình đang dùng thì nó có 2 tín hiệu ra lệch pha nhau 90. Hai tín hiệu này có thể xác định được chiều quay của động cơ.
Đây là sơ đồ cấu tạo cơ bản bên trong của nó để tạo được xung vuông.
5.2 Mô hình hoàn chỉnh
Mô hình lắp ráp hoàn chỉnh hệ con lắc ngược quay được trình bày trên hình 5.13
5.3 Kết quả thực nghiệm
Qua phần thực nghiệm hệ con lắc ngược quay cho thấy:
Điều khiển cân bằng hệ con lắc ngược quay bằng phương pháp điều khiển PIDlà bộ điều khiển vòng kín, điều chỉnh sai lệch giữa giá trị đo được của hệ thống với giá trị đặt, bằng cách tính toán và điều chỉnh giá trị điều khiển ở ngõ ra. Hệ thống con lắc di chuyển từ vị trí cân bằng phìa dướu lên vị trí cân bằng mới phía trên và ổn định sau thời gian khoảng 4s.
Điều khiển cân bằng ổn định cho hệ con lắc ngược quay bằng phương pháp LQR- Điều khiển hệ thống tuyến tính được mô tả bằng phương trình trạng thái kỹ thuật
LQR tạo ra bộ điều khiển vòng kín với năng lượng cung cấp cho hệ thống nhỏ. Hệ
thống con lắc di chuyển từ vị trí cân bằng phía dưới lên vị trí cân bằng mới phía trên và ổn định sau thời gian khoảng 3,1s.
Như vậy ta nhận thấy dùng giải thuật điều khiển LQR hệ thống con lắc ngược quay ổn định nhanh hơn so với điều khiển PID.
CHƢƠNG 6