Chương 4 trình bày các bước thiết kế bộ điều khiển trượt cho ổ từ một phương và hệ thống ổ từ theo hai phương pháp chọn mặt trượt là phương pháp truyền thống và phương pháp mặt trượt lũy thừa, đồng thời thực hiện mô phỏng kiểm nghiệm, phân tích kết quả thu được, đối chiếu với những phân tích toán học trước đótrên mô hình toán học của hệ thống ổ từ chủ động đã tìm được ở chương 2.Kết quả mô phỏng thu được là phù hợp với những chứng minh lý thuyết trước đây.
Kết luận
KẾT LUẬN
Trong thực tế, việc mô hình hóa hệ ổ từ chủ động là rất khó khăn và phải sử dụng nhiều giả thiết để làm đơn giản hóa vấn đề, do đó mô hình toán học tìm được không phản ánh được đầy đủ đặc tính của ổ từ chủ động khi làm việc, dẫn đến việc khó khăn khi thiết kế bộ điều khiển cho nó. Ngoài ra, ổ từ chủ động là một đối tượng có các thông số bất định, thay đổi theo thời gian, đây là những nhược điểm mà bộ PID chưa khắc phục được. Nhưng với phương pháp điều khiển trượt, sự thay đổi tham số của hệ thống khi hoạt động được xét đến. Điều này giúp nâng cao chất lượng điều khiển và phù hợp với đối tượng thục tế hơn.Luận văn cũng đưa ra hai kỹ thuật thiết kế mặt trượt và so sánh ưu, nhược điểm của mỗi kỹ thuật.Ngoài ra, với ảnh hưởng xấu của hiện tượng chattering, đồ án cũng đưa ra một số phương pháp để hạn chế hiện tượng này.
Do thời gian có hạn và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, luận văn chưa thu được kết quả thực nghiệm của hệ thống ổ từ khi sử dụng các bộ điều khiển chế độ trượt đã thiết kế. Trong thời gian tới, tác giả mong muốn sẽ tiếp tục phát triển những kỹ thuật mặt trượt mới, các biện pháp hạn chế chattering để nâng cao chất lượng điều khiển, đồng thời phân tích, thực hiện gián đoạn hóa bộ điều khiển trượt để hoàn thiện kỹ thuật ứng dụng bộ điều khiển này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Học viên
Phan Phú Khánh
Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Shinichi Moriyama, Katsuhide Watanabe, Takahide Haga, Magnetic Levitation Control Apparatus, United States Patent No.6515388 B1, Feb.4, 2003.
[2] Jeffrey Hillyard, Magnetic Bearings (Joint Advanced Student School), Department of Mechanical Engineering - Technical University of Munich, 2006.
[3] V.I. Utkin, Sliding Modes in Control and Optimization, Springer Verlag, 1992. [4] J. Levine, J. Lottin, J.C. Ponsart, “A nonlinear approach to the control of magnetic
bearings”, IEEE Trans. Control Syst. Technol. 4 (5) (1996) 524–544.
[5] Polajžer, B., Štumberger, G., Ritonja, J. & Dolinar, D. (2008). “Variations of active magnetic bearings linearized model parameters analyzed by finite element computation”, IEEE Transactions on Magnetics.Vol. 44, No. 6, pp. 1534÷1537. [6] Utkin VI, Guldner J, Shi J.,Sliding mode control in electromechanical systems.,
NewYork: Taylor and Francis; 1999.
[7] Gerhard Schweitzer, Eric H. Maslen, Magnetic Bearings, Springer Dordrecht Heidelberg, 2009.
[8] Min-Shin Chen, Yean-Rean Hwang, and Masayoshi Tomizuka, “A State-Dependent Bounary Layer Design for Sliding Mode Control”, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 47, No.10, October, 2002.
[9] W.P. Dayawansa and C.F Martin, “A conserve Lyapunov Theorem for a Class DynamicSystems which undergo switching”, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 44, No. 4, April, 1999.
[10] A. Chiba, T. Fukao, O. Ichikawa, M. Oshima, M. Takemoto and D. G. Dorrell,
Magnetic Bearings and Bearingless Drives, Newnes is an imprint of Elsevier, 2005 [11] Antila, M., Lantto, E. & Arkkio, A. (1998). “Determination of forces and linearized
parameters of radial active magnetic bearings by finite element technique”. IEEE Transactions on Magnetics.Vol. 34, No. 3, pp. 684÷694.
[12] Bleuer, H., Gähler, C., Herzog, R., Larsonneur, R., Mizuno, T., Siegwart, R., Woo, S.-J,. “Application of digital signal processors for industrial magnetic bearings”,
IEEE Transactions on control systems technology.Vol. 2, No. 4, pp. 278-289, 1994. 68
Tài liệu tham khảo
[13] P. Ignaciuk, A. Bartoszewicz,“Discrete Sliding mode control of Inventory systems with deteriorating stock and remote supply source”, Journal of Engineering Design,
IEEE Transactions on control systems technology, Vol. 14, No. 1, pp. 14–21, 2012 [14] Polajžer, B. (2002), “Design and analysis of an active magnetic bearing
experimental system”,Ph.D.dissertation, University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Maribor.
[15] Nguyễn Quang Địch, Báo cáo tổng hợp kết quả khoa học công nghệ đề tài nghiên cứu thiết kế và chế tạo ổ đỡ từ chủ động sử dụng đệm từ trường, 2012.
[16] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung, Lý thuyết điều khiển phi tuyến, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2002.
[17] Nguyễn Doãn Phước, Phân tích và điều khiển hệ phi tuyến, Nhà xuất bản Bách khoa – Hà Nội, 2012.
[18] Nguyễn Phùng Quang, Matlab và Simulink dành cho Kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004.
[19] Nguyễn Thị Thanh Bình, Cải thiện điều khiển chất lượng điều khiển các ổ đỡ từ,
Luận án Tiến sĩ kĩ thuật - 2013
Phụ lục
PHỤ LỤC
A1. Tham số ổ từ và tham số bộ điều khiển khi sử dụng phương pháp truyền thống
% Simulation Parameters of AMBs Systems %Mass of Rotor m=1; %Gravity g=9.81; %Bias Parameters io=1.5; zo=0.001;
%Khoang cach tu AMB den tam rotor a=0.10275; b=0.1025; c=0.15; %Inertia Torque J=0.00298; Jz=0.00241; %Rotor Speed w=3000;
%Dimension between 2 AMBs l=0.20525; %Controller xa lamdaxa=900; Kxa=55; %Controller ya lamdaya=900; Kya=65; %Controller xb lamdaxb=900; Kxb=55; %Controller yb lamdayb=900; Kyb=65;
%Error of system Parameter A=0.33; B=0.33; G=0.33; %He so luc tu ka=6.3e-6; %Position Constant kap=4*ka*io*io/(zo*zo*zo); %Current constant kai=4*ka*io/(zo*zo); %Cac tham so xen kenh al1=a*Jz*w/(J*l); al2=b*Jz*w/(J*l);
Phụ lục be1=1/m+a*a/J; be2=1/m-a*b/J; be3=1/m+b*b/J; ga1=1/m-a*c/J; ga2=1/m+b*c/J;
A.2. Những thay đổi tham số bộ điều khiển khi sử dụng phương pháp lũy thừa
%Controller xa lamdaxa=40; Kxa=360; %Controller ya lamdaya=40; Kya=380; %Controller xb lamdaxb=40; Kxb=360; %Controller yb lamdayb=40; Kyb=370; A.3.Sơ đồ mô phỏng
A.4. Mô hình mô phỏng hàm Sign-PI
Phụ lục
A.5. Mô hình hàm trượt lũy thừa