L (SM S (M ) ) M
2 T 11 1( , , , , ,1 ˆ1 ˆ 1)iiii
5.2 Cỏc kết qu thớ nghi ệ
5.2.1 Hệ truyền động khớp mềm với bộ đ ều khiển PI thụng thường i
Hỡnh 5.6 Khởi động khụng tải
Hỡnh 5.7 úng tĐ ải tại thời đ ểm 6,5 s i Tốc độ động cơ thực
Tốc độ tải thực
Dũng động cơ thực
5.2.2 Hệ tryền động khớp mềm đ ều khiển bự mụ men xoắn i
Hỡnh 5.8 Khởi động khụng tải
5.2.3 Hệ truyền động khớp mềm đ ều khiển phản hồi trạng thỏi vớ ộ quan sỏt i i b dựng bộ ọ l c Kalman
Hỡnh 5.10 Khởi động khụng tải
Hỡnh 5.11 Đúng tải tại thời đ ểm 10s i Dũng đ ệi n động cơ
Mụ men xoắn ước lượng
Tốc độ tải thực Tốc độ tải ước lượng Tốc độ tải thực Tốc độ động cơ thực Tốc độ động cơ thực Tốc độ động cơ ước lương Mụ men xo n thắ ực Dũng đ ệi n động cơ
Mụ men xoắn ước lượng
Tốc độ tải thực Tốc độ tải ước lượng Tốc độ tải thực Tốc độ động cơ thực Tốc độ động cơ thực Tốc độ động cơ ước lương Mụ men xo n thắ ực
5.2.4 Hệ truyền động khớp mềm đ ều khiển phi tuyến thớch nghi và bền vững i
Hỡnh 5.12 Khởi động khụng tải
Hỡnh 5.13 úng tĐ ải tại thời đ ểi m 13s Tốc độ động cơ thực
Tốc độ tải thực
Dũng động cơ thực Mụmen xoắn thực
Tốc độ động cơ thực
Tốc độ tải thực
Qua kết qu thớ nghi m th y: ả ệ ấ
- Hệ truyề độn ng s dụử ng b i u ch nh truy n th ng v i thụng s tố ưộ đ ề ỉ ề ố ớ ố i u nh ng ỏp ư đ ứng c a h khụng cao, dao ng m nh (3 l n), thờủ ệ độ ạ ầ i gian t n nh khoảđạ ổ đị ng 2,6s, kh c ắ phục tải mất 1,5s.
- Khi kết hợp bự mụ men xoắn thỡ chất lượng tốt hơn: dao động ớt hơn, th i gian đạt ổờ n định kho ng 1,7s, kh c phụ ảả ắ c t i m t 1,2s. ấ
- Hệ truyề độn ng ph n h i tr ng thỏi v i b quan sỏt sử dụả ồ ạ ớ ộ ng b l c Kalman cho đỏp ộ ọ ứng r t t t. H kh i động cú t i c ng nh khụng t i u r t ờm, khụng cũn dao ng ấ ố ệ ở ả ũ ư ả đề ấ độ nữa, đảm bảo sự bỏm nhau giữa tốc độ tải và t c ố độ động c , th i gian t n nh ơ ờ đạ ổ đị khoảng 1,3s, mụmen xoắn ước l ng gi ng nh mụ men xo n th c o t sensor ượ ố ư ắ ự đ ừ TQ502- 1,5K. Kết quả thớ nghi m ó cho thấy việc mụ phỏệ đ ng c ng nhũ ư thực nghiệm h iệ đ ều khiển phản hồi trạng thỏi cho kết quả rấ ốt t t, phự h p v i h truy n động kh p ợ ớ ệ ề ớ mềm. Mở ra một ứng dụng rất khả thi đối với những hệ truyền động kh p m m ũi h i ớ ề đ ỏ chất lượng cao nếu nh coi hệ là tuyếư n tớnh, trong th c tế hầự u h t cỏc h truy n ng ế ệ ề độ khớp mềm cú th ể ứng dụng được phương phỏp nàỵ
Với hệ cú bộ đ ều khiển phi tuyến thớch nghi và bền vững mặc dự chưa tối ưu i được thụng số cho b i u ch nh nh ng cỏc đặc tớnh cú ch t lương r t cao, tố độ độộ đ ề ỉ ư ấ ấ c ng cơ và tải bỏm nhau chớnh xỏc, khụng cú dao động, mụ men xoắn đo thực tế cũng khụng dao ụng, ngay c khi úng tđ ả đ ảị Vỡ bộ đ ề i u khi n này phể ức tạp nờn mặc dự cho chất lương iđ ều khiển cao nhưng chỉ cú thể ứng dụng khi hệ cú bộ đ ều khiể được lập i n trỡnh và được tớnh toỏn với tố độ đủ ớc l n.
Cỏc kết quả thớ nghi m cho thấy cỏc nghiờn cứệ u trong lu n ỏn là chớnh xỏc và ậ trong thực tế tựy theo lớ đốp i tượng mà sử dụng phương phỏp đ ềi u khi n cho thớch ể h p. ợ
KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN ÁN
Ị Những đúng gúp của luận ỏn cho khoa học:
1. Đó ứng dụng thuật giải di truyề để tố ưn i u húa tham s bộ đ ềố i u khi n d ng bi n ể ạ ế thể của PID vào h th ng i u khi n truy n động kh p n i m m cú ch t lượng cao ệ ố đ ề ể ề ớ ố ề ấ hơn so với dựng PI thụng thường (xem bảng 2.1, 2.2, 2.3). So với bộ đ ều khiển PI i khi sử dụng b i u khi n I-PD ộ đ ề ể độ quỏ i u ch nh ch cũn 3% i v i c tớnh t c đ ề ỉ ỉ đố ớ đặ ố độ củ độa ng c ; 5% i v i c tớnh t c củ ảơ đố ớ đặ ố độ a t i, h th ng nhanh xỏc l p (0,15s), ệ ố ậ đặc bi t là h th ng xỏc l p nhanh khi cú nhi u c a t i (0,1s). Cú th ng d ng cho ệ ệ ố ậ ễ ủ ả ể ứ ụ cỏc hệ truyề độn ng thụng thường, gi m dao động và ớt xảy ra cộng hưởng c hả ơ ọc. 2. T ng hổ ợp thuật toỏn đ ềi u khiển hệ truyề độn ng kh p m m tuy n tớnh theo ph n ớ ề ế ả hồi trạng thỏi với bộ lọc Kalman được tối ưu theo tiờu chuẩn bỡnh phương sai số toạ độ nh nh t ó cho ỏ ấ đ đường c tớnh cú ch t lượng t t, ngay khi cú c nhi u tỏc ng đặ ấ ố ả ễ độ vào hệ thống và cho phộp biết được xu hướng thay đổi tham số để cú trạng thỏi t t ố nhất của hệ. Bằng mụ phỏng và thực nghiệm đó chứng minh được độ chớnh xỏc nhận dạng cỏc tớn hiệu trạng thỏi phản hồi, cú tỏc dụng tốt đối với việc giảm dao động c a h , cỏc c tớnh i u khi n t ch t lượng cao (v i mụ ph ng: th i gian ủ ệ đặ đ ề ể đạ ấ ớ ỏ ờ quỏ độ là 0,15s, khụng cú độ quỏ đ ềi u chỉnh, khụng dao ng; v i hệđộ ớ thớ nghi m ệ thực: thời gian quỏ độ chỉ cũn 1,3s nh hơỏ n nhi u so v i khi s dụng bộ đ ềề ớ ử i u ch nh ỉ PI là 2,6s, hệ khụng cú độ quỏ đ ềi u chỉnh và khụng dao động). Phương phỏp này cú tớnh khả thi đối với cỏc hệ truyề độn ng khớp mềm đũi hỏi chất lượng cao như cỏc hệ servọ
3. Phỏt triển và nõng cao cỏc phương phỏp đ ềi u khi n thớch nghi phi tuyể ế đển tổng hợp thuật toỏn đ ều khiển thớch nghi bền vững cho cỏc hệ phi tuyến cú chứa cỏc i tham số khụng biết trước là hằng s theo thố ời gian ho c thay đổặ i theo th i gian. ờ Ngoài ra cỏc hệ phi tuy n này cũn chịu ảế nh hưởng c a nhi u thay i chậm theo ủ ễ đổ thời gian. ng d ng tổỨ ụ ng h p được bộ đ ềợ i u khi n phi tuy n b n v ng, thớch nghi và ể ế ề ữ bền vững thớch hợp cho hệ truyề động khớp mền m. Tớnh phi tuy n c a kh p m m ế ủ ớ ề được xột trực ti p khụng qua tuy n tớnh húạ Cỏc bộ đ ềế ế i u khi n phi tuy n được t ng ể ế ổ
hợp khi mụ phỏng và đưa vào hệ thớ nghiệm thực thoả món đầu ra của hệ bỏm tớn hi u ệ đặt, thớch nghi với tham số độ ứ c ng phi tuyến c a kh p m m khụng bi t trước, ủ ớ ề ế và bền v ng v i nhi u, hoàn toàn khụng bữ ớ ễ ị dao ng, thđộ ời gian quỏ độ nh (1,9s).ỏ Những kết quả trờn đề được thực nghiệm bằng mụ phỏu ng và thớ nghi m th c ệ ự tại Trung tõm Cụng nghệ cao Đại học Bỏch khoa Hà Nội, vỡ vậy cú thể ỏp dụng vào thực tế trong cụng nghiệp.
IỊ Kiến nghị:
- Khi coi hệ là tuyến tớnh, cú thể phỏt triển nghiờn cứu này thành hệ thớch nghi tự chỉnh theo sự thay i củ độ ứđổ a c ng kh p m m trong m t giới hạn nào đú. ớ ề ộ
- Trong trường hợp cụ thể ới cỏc khớ, v p nối cú khe hở ầ, c n thiết phải phỏt triển nghiờn cứu này v i tớnh phi tuyến củ độ ứớ a c ng và c a c khe hở. ủ ả
- Khụng dừng l i bài toỏn phi tuyếạ ở n thớch nghi và b n v ng, cú th nghiờn c u ề ữ ể ứ tiếp bài toỏn phi tuyế đ ền i u khi n h truy n động kh p mềể ệ ề ớ m v i yờu c u thớch nghi, ớ ầ b n về ững và cú thể ối ư t u về mặt nào đú.
- Trờn cơ sở ệ h truy n động kh p mềề ớ m phi tuy n ó nghiờn c u, hoàn toàn cú th ế đ ứ ể phỏt triển và thi t kế ộ đ ềế b i u khi n v trớ tr c tảị ể ị ụ
Những nghiờn cứu trong luận ỏn cầ được ỏp dụng trong thực tế vỡ sẽ nõng cao n được chất lượng và gi m thi u nh ng s cố cộả ể ư ự ng hưởng c họơ c cho cỏc h truy n ệ ề động, c bi t khi thi t k chế ạđặ ệ ế ế t o cỏc h truy n ng trong nước. M i úng gúp c a ệ ề độ ỗ đ ủ luận ỏn cho thấy tựy theo từng l p ớ đối tượng với mức độ yờu c u v chất lượng ầ ề khỏc nhau cú thể chọn được phương phỏp đ ềi u khi n thớch h p. ể ợ