Ta chọn:
P= −1 −3 −6 −12 −15 −16 Khi đó ta có các bộ thông số mô phỏng:
Khối lượng
0 1 2
m =10kg,m =12kg,m =20kg
Chiều dài dây
1 2
l =1.5m,l =0.5m
Thông số bộ điều khiển HSMC 1 2 3 4 5 6 c 1505.6,c 2578,c 12361,c 3074.8, c 2640.8,c 821.7,n 10,K 1 = = = − = = = − = =
Ta có kết quả mô phỏng như sau:
Hình 3.4. Đáp ứng góc 1 của bộ điều khiển HSMC
Hình 3.6. Tín hiệu điều khiển của bộ điều khiển HSMC
Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định khi vị trí đặt thay đổi trong quá trình vân hành cẩu trục, ta thay tín hiệu đặt từ tín hiệu step thành tín hiêu như sau:
Ta có kết quả mô phỏng:
Hình 3.8. Đáp ứng vị trí khi tín hiệu đặt thay đổi
Hình 3.10. Đáp ứng góc 2 khi tín hiệu đăt thay đổi
Nhận xét:
Bộ điều khiển trượt đã thiết kế cho kết quả tốt. Đáp ứng vị trí của hệ thống không có sai lệch tĩnh hay độ quá điều chỉnh, với thời gian đáp ứng là 8.4s. Cả hai góc dao động đều dao động ít và gần như bị triệt tiêu trước khi xe cẩu đến được vị trí mong muốn. Khi tín hiêu đặt thay đổi, bộ điều khiển vẫn cho chất lượng điều khiển khá tốt, vi trí xe con bám theo tín hiêu đặt trong khi 2 góc dao động bị triệt tiêu trước khi xe con đến vị trí đặt.
CHƯƠNG 4:
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận
Luận văn đã nghiên cứu điều khiển chống rung cho cẩu trục bằng phương pháp
điều khiển phi tuyến cụ thể là điều khiển trượt. Luận văn đã có những đónggóp chính
như sau:
- Xây dựng được mô hình toán học của cẩu trục dạng con lắc kép.
- Mô phỏng mô hình toán học của cẩu trục dạng con lắc kép có chiều dài dây không đổi bằng Matlab & Simulink.
- Nghiên cứu phương pháp phương pháp điều khiển trượt, một phương pháp đơn giản nhưng hiệu quả trong việc chống rung.
- Thiết kế bộ điều khiển HSMC cho cẩu trục dạng con lắc kép có chiều dài dây không đổi, các kết quả mô phỏng đã chứng minh tính hiệu quả rõ rệt của phương pháp này trong việc chống rung cho cẩu trục. Phương pháp Sliding Mode Control vừa đảm bảo điều khiển chính xác vị trí của xe con, đồng thời triệt tiêu được dao động của tải trọng trước khi xe con đến vị trí yêu cẩu, đây là yếu tố rất tốt trong thực tế khi giảm được thời gian chờ hết rung.
- Nhược điểm của phương pháp này là gây rung do bộ điều khiển sử dụng hàm sign, ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ.
4.2. Kiến nghị
Luận văn này nghiên cứu phương pháp điều khiển trượt và áp dụng phương pháp này cho cẩu trục có chiều dài dây không đổi. Có thể thấy đây là một phương pháp có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, không chỉ đối với riêng cẩu trục mà còn hiệu quả đối với nhiều hệ thống khác như chống rung cho cẩu tháp, cánh tay robot,...
Vì vậy, đề tài này hoàn toàn có thể được phát triển bằng cách nghiên cứu điều khiển chống rung cho cẩu trục có xét đến tham số chiều dài dây thay đổi và xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm chứng hiệu quảthực tế của phương pháp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] GUO Weiping, LIU Diangtong, YI Jianqiang and Zhao Dongbin, “Passivity- Based-Control for Double-Pendulum-Type Overhead Crane,” 2005.
[2] Ning Sun, Yongchun Fang, He Chen and Biao Lu, “Amplitude-Saturated Nonlinear Output Feedback Antiswing Control for Underactuated Cranes with Double-Pendulum Cargo Dynamics,” 2016.
[3] Jianqiang Yi, Dianwei Qian, “Hierarchical Sliding Mode Control for Under- actuated Cranes”, Springer, 2016.
[4] Le Anh Tuan, Soon-Geul Lee, “Sliding mode controls of double-pendumlum crane systems,” 2013.
[5] Nguyễn Phùng Quang, “Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động”, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[6] Dianwei Qian, “Anti-sway Control for Cranes (Design and Implementation using Matlab”, De Gruyter, 2017.