Hiện nay, phương pháp phổ biến được sử dụng để điều khiển ổ từ chủ động là bộ điều khiển PID. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: đơn giản, dễ chế tạo.
Ta xét hệ thống ổ từ chủ động một phương điều khiển theo bộ điều khiển PID (cụ thể là bộ PD). Mô hình toán học của đối tượng ổ từ một phương như đã tìm được ở (2.24) là:
p i dy
my=k y+k i−mg+ f
Thực hiện Laplace hóa phương trình (2.24) ta được: 2
( ) p ( ) i ( )
ms Y s =k Y s +k I s
Từ đây ta xây dựng được mô hình đối tượng và thực hiện mô phỏng đối tượng như Hình 2.11. Bộ điều khiển PD được thiết kế như [15].
Hình 2-10.Cấu trúc điều khiển vòng kín của vòng bi từ theo phương y.
Hình 2.11 mô tả cấu trúc mô phỏng bộ điều khiển PD cho đối tượng ở từ một phương. Trong đó, mạch vòng điều khiển dòng điện đã được thực hiện trong bộ khuếch đại tuyến tính và có hệ số khuếch đại: Kamp = 500. Hình 2.12 biểu diễn đáp ứng của hệ thống khi có giả thiết hệ thống không có sự thay đổi tham số khi hoạt động và hình 2.13 mô tả đáp ứng của hệ thống khi có sự thay đổi tham số mô hình (có nhiễu xấp xỉ 10% trọng lượng rotor tác động).
Chương 2: Mô hình toán học và các phương pháp điều khiển truyền thống
Hình 2-11. Đáp ứng vị trí khi sử dụng bộ điều khiển PD.
Nhận xét:
Đáp ứng cho bộ điều khiển PID có thể coi là thỏa mãn được yêu cầu của ổ từ chủ động khi coi hệ thống làm việc mà không có sự thay đổi tham số mô hình theo thời gian, tuy nhiên ổ từ chủ động là một đối tượng có tham số bất định, đây là hạn chế mà bộ điều khiển PID không khắc phục được. Do đó, để ổn định được hệ thống ổ từ chủ động thì yêu cầu cần lựa chọn một phương pháp điều khiển có khả năng ổn định hệ thống có tham số bất định là rất quan trọng.
Hình 2-12. Hệ thống bị mất ổn định khi có sự thay đổi về tham số mô hình.
Chương 2: Mô hình toán học và các phương pháp điều khiển truyền thống