4.3.1. Kết luận
Với mục tiờu nghiờn cứu của luận văn là:
- Nghiờn cứu nõng cao chất lượng hệ thống điều khiển vị trớ trờn cơ sở sử dụng động cơ tuyến tớnh (chạy thẳng) kộp và phương phỏp điều khiển thớch nghi.
- Tiến hành mụ phỏng và thớ nghiệm để phõn tớch, đỏnh giỏ chất lượng của bộ điều khiển so với hệ thống điều khiển vị trớ sử dụng phương phỏp điều khiển truyền thống PID và động cơ tuyến tớnh đơn.
Bản luận văn đó thực hiện cỏc nội dung cụng việc sau:
- Chương 1: Tụ̉ng quan về động cơ tuyến tớnh: Trong chương này, trỡnh bày nguyờn lý, cấu tạo cỏc loại động cơ tuyến tớnh đơn, ứng dụng của chỳng trong cụng nghiệp; nờu ra những nhược điểm của hệ truyền động vị trớ dựng động cơ tuyến tớnh đơn, từ đú đề xuất việc sử dụng động cơ tuyến tớnh kộp cú phần động nối cứng với nhau và cựng chia tải với nhau cũng như những vấn đề cần giải quyết trong điều khiển loại động cơ tuyến tớnh kộp trong hệ truyền động vị trớ.
- Chương 2: Mụ hỡnh toỏn học động cơ tuyến tớnh kộp
- Chương 3:Thiết kế bộ điều khiển thớch nghi cho động cơ tuyến tớnh kộp trong hệ truyền động vị trớ: Trong chương này, bộ điều khiển vị trớ cho động cơ tuyến tớnh kộp được thực hiện trờn cơ sở giải quyết được cỏc vấn đề đặt ra đối với hệ truyền động vị trớ sử dụng động cơ tuyến tớnh kộp, đú là: nõng cao độ chớnh xỏc trong truyền động vị trớ trờn cơ sở đề cập tới vấn đề tham số động cơ thay đụ̉i (hệ số ma sỏt) và sự tỏc động của đa nhiễu lực tới động cơ bao gồm nhiễu lưc do hiệu ứng đầu cuối, do cỏc súng hài bậc cao, đập mạch lực do răng rónh động cơ gõy nờn, dao động lực do tương tỏc giữa hai động cơ đơn trong động cơ kộp khi mang tải chung.
Trờn cơ sở sử dụng phương phỏp backstepping, Luận văn đó trỡnh bày cỏc bước thiết kế một bộ điều khiển vị trớ thớch nghi phi tuyến backstepping cú kể đến tớnh phi tuyến của UPMLM, cú kể đến tớnh đa nhiễu lực của động cơ gồm nhiễu lực do hiệu ứng đầu cuối, do nhiễu từ lực tải, do cú răng rónh ở phần mạch từ nờn lực đẩy bị thay đụ̉i đập mạch, do cỏc từ trường bậc cao, do cựng mang tải chung Vỡ vậy mà độ chớnh xỏc trong truyền động vị trớ đó được cải thiện, nhất là trong cỏc mỏy CNC yờu cầu độ chớnh xỏc cao trong cỏc chuyển động thẳng sử dụng UPMLM khi sử dụng bộ điều khiển này.
Kết quả nõng cao chất lượng trong truyền động vị trớ sử dụng động cơ kộp với bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping được khẳng định thụng qua kết quả mụ phỏng và được so sỏnh với bộ điều khiển PI thụng thường.
Để đỏnh giỏ chất lượng bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping, bộ điều khiển được thử nhiệm trờn hệ thống thớ nghiệm sử dụng DSP TMS320F2812 cho động cơ tuyến tớnh đơn. Việc làm này là cú ý nghĩa thực tế vỡ động cơ tuyến tớnh kộp kiểu chữ U gồm hai động cơ tuyến tớnh đơn giống nhau cú phần chuyển động gắn chặt với nhau. Cỏc tham số và quỹ đạo đặt cho thớ nghiệm giống như mụ phỏng, chỉ khỏc là cho động cơ tuyến tớnh đơn. Kết quả thớ nghiệm cũng cho thấy chất lượng bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping tốt hơn bộ điều khiển PI thụng thường.
Tuy nhiờn, bộ điều khiển vị trớ này cũn chưa đề cập đến sự thay đụ̉i của cỏc tham số điện trở, điện khỏng của động cơ trong quỏ trỡnh làm việc và đõy cũng là vấn đề cần nghiờn cứu tiếp theo.
4.3.2. Kiến nghị
Triển khai nhõn rộng với cỏc động cơ tuyến tớnh khỏc, như động cơ tuyến tớnh khụng đồng bộ, động cơ tuyến tớnh kiểu động cơ bước với cỏc cụng suất khỏc nhau và ỏp dụng cỏc hệ thống đú vào thực tế sản xuất.
Tiếp tục phỏt triển đề tài theo hướng nghiờn cứu và ỏp dụng cỏc phương phỏp điều khiển mới để nõng cao hơn nữa độ chớnh xỏc bỏm vị trớ của hệ thống.
Tiếp tục nghiờn cứu về lý thuyết hiệu ứng đầu cuối (end effect) để bụ̉ sung vào cấu trỳc điều khiển , qua đú nõng cao hơn nữa chất lượng của hệ thống và nõng cao khă năng ỏp dụng của hệ thống trong cỏc mỏy cụng nghiệp, robot yờu cầu độ chớnh xỏc cao trong điều khiển vị trớ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO I.Tiếng Việt
1. Phạm Lờ Chi, Nguyễn Quang Tuấn, Nguyễn Phựng Quang (2005), “Cấu trỳc tỏch kờnh trực tiếp điều khiển hệ thống mỏy phỏt điện khụng đồng bộ nguồn kộp”, Chuyờn san Kỹ thuật điều khiển tự động , 3 (6), pp. 28-35.
2. Đào Phương Nam (2012), Nõng cao chất lượng cỏc hệ chuyển động thẳng
bằng cỏch sử dụng hệ truyền động động cơ tuyến tớnh, Luận ỏn tiến sỹ tự động hoỏ
xớ nghiệp cụng nghiệp, Đại học Bỏch khoa Hà nội.
3. Đào Phương Nam, Nguyễn Phựng Quang (2011), “Xỏc định vị trớ đỉnh cực ban đầu của động cơ tuyến tớnh loại đồng bộ kớch thớch vĩnh cửu sử dụng phương phỏp điều khiển lực đẩy”, Hội nghị Điều khiển và Tự động húa toàn quốc lần thứ
nhất- VCCA- 201,1(2), pp.55-60.
4. Nguyễn Doón Phước, Phan Xuõn Minh, Hỏn Thành Trung (2003), Lý
thuyết điều khiển phi tuyến, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
5. Nguyễn Phựng Quang (2016), Điều khiển vector truyền động điện xoay
chiều ba pha, Nhà xuất bản Bỏch khoa Hà Nội.
6. Nguyễn Phựng Quang (2002), “Động cơ tuyến tớnh: Đối tượng cụng nghệ bị bỏ quờn?”. Tạp chớ Tự động húa ngày nay, 8(11), tr. 26 – 29.
7. Cao Xuõn Tuyển (2008), Tổng hợp cỏc thuật toỏn phi tuyến trờn cơ sở phương phỏp Backstepping để điều khiển mỏy điện dị bộ nguần kộp trong hệ thống
mỏy điện sức giú, Luận ỏn tiến sĩ kỹ thuật, Trường đại học bỏch khoa Hà Nội.
8. Trương Minh Tuấn (2013), Nghiờn cứu cải thiện đặc tớnh lực động cơ
khụng đồng bộ ba pha tuyến tớnh, Luận ỏn tiến sỹ Kỹ thuật điện, Đại học Bỏch khoa
Hà Nội.
II. Tiếng Anh
9. Chin – I Huang, Li – Chen Fu (2002), “Adaptive Backstepping Speed/Position Control with Friction Compensation for Linear Induction Motor”.
Proceeding of the 41st IEEE Conference on Decision and Control, USA, pp. 474 –
10. Do. Huyn Jang, Duck – Yong Yoon (2003),” Space – Vector PWM Technique for Two – Phase Inverter – Fed Two – Phase Induction Motor”, IEEE
Transactions on Industry Application, 39(2), pp. 542 – 549.
11. Fang Zeng Peng, Alan Joseph, Jin Wang, Lihua Chen, Zhiguo Pan, Eduardo Ortiz – Rivera, Yi Huang (2005), “Z – Source Inverter for Motor Drives”,
IEEE Transactions of Power Electronics, 20(4), pp. 857– 863.
12. Ghislain Remy, Pierre-Jean Barre, Philippe Degobert, Jean-Paul Hautier (2006), Application of the Causal Ordering Graph to Synchronous Motors, Part I: Model Description, Laboratory of Power Electronics and Electrical Engineering of Lille (L2EP) Technological Research Team (ERT), The University of Science and Technology of Lille
13. Ghislain Remy, Pierre-Jean Barre, Jean-Paul Hautier (2006), Application
of the Causal Ordering Graph to Synchronous Motors, Part II: Control Design,
Laboratory of Power Electronics and Electrical Engineering of Lille (L2EP) Technological Research Team (ERT), The University of Science and Technology of Lille
14. Ghislain Remy, Jeng Jia, Pierre-Jean Barre, Philippe Degobert, Jean- Paul Hautier (2006), Non-Sinusoidal Electromotive Force Compensation of the PMLSM
with Multiple-Frequency Resonant Controller, Laboratory of Power Electronics
and Electrical Engineering of Lille (L2EP) Technological Research Team (ERT), The University of Science and Technology of Lille
15. G. Kang, K. Nam (2005), “Field – Oriented Control scheme for linear induction motor with the end – effect”, IEE Proc.-Electr. Power Appl, 152(6), pp. 1565 – 1572.
16. Henk Polinder, Johannes G. Slootweg, Martin J. Hoeijmakers, John C. Compter (2003), “Modeling of a Linear PM Machine including Magnetic Saturation and End Effects: Maximum Force – to – Current Ration”, IEEE
Transactions on Industry Applications, 39 (6), pp. 1681 – 1688.
17. Jeffrey W. Moscrop (2008), Modelling, analysis and control of linear feed
18. Jacek F.Gireas, Zbignew J.Piech (2000), Synchronous motor
transportation and automation, CRC Press
19. Jun – Koo Kang, Seung – Ki Sul (1999), “New Direct Torque Control of Induction Motor for Minimum Torque Ripple and Constant Switching frequency”,
IEEE Transactions on Industry Applications, 35 (5), pp. 1076 – 1082.
20. Jeng Jia (2005), High – Perfomance Control of the permanent magnet
synchronous motor using self – tuning multiply – frequenecy resonant Controllers,
PhD Thesis, University of Science and Technology of Lille.
21. Jul – Ki Seok, Jong – Kun Lee, Dong – Choon Lee (2006), ”Sensorless Speed Control of Nonsalient Permanent Magnet Synchronous Motor Using Rotor – Position – Tracking PI Controller”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 53 (2), pp.399 – 405.
22. Jean Lộvine (2009), Analysis and Control of Nonlinear Systems – A
Flatness-based Approach, Springer Dordrect Heidelberg London New York.
23. John Chiasson (2005), Modeling and high perfomance Control of Electric Machines, A John Wiley & Sons, Inc., Publication.
24. M. A. Jabbar, Ashwin M. Khambadkone, Zhang Yanfeng (2004), “Space – Vector Modulation in a Two Phase Induction Motor Drive for Constant Power Operation”. IEEE Transactions on Industry Application, 51 (5), pp. 1081 – 1088.
25. Mariusz Malinowski (2001), Sensorless Control Strategies Three –Phase
PWM Rectifiers, PhD Thesis, Warsaw University of Technology.
26. Nasar S.A, Boldea (1987), Linear Electric Motors. Prentice – Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.
27. Oskar Wallmark (2006), Control of Permanent Magnet Synchronous
Motor with Non – sinusoidal Flux Density Distribution, MSc Thesis, Chalmers
University of Technology, Gửterborg, Sweden.
28. Paven Ponomarev (2009), Control of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor in Motion Control Applications, MSc Thesis, Lappenranta University of Technology
29. Peter Vas (1990), Vector Control of AC Machines, Clarendo Press Oxford.
30. Quang N.P., Dittrich J.A., (2008) ,Vector Control of Three-Phase AC
Machines – System Development in the Practice, Springer-Verlag Berlin
Heidelberg.
31. V. Nedic, T.A. Lipo (2006), “Low – cost Current – Fed PMSM Drive System with Sinusoidal Input Current”, IEEE Transactions on Industry Application, 42 (3), pp. 753 – 762.
32. Rolf hellinger and peter mnich (2009), “Linear motor-powered transportation: history, present status and future outlook”, proceedings of the IEEE, 97(11), pp. 20-25.
33. Yuan – Rui Chen, Jie Wu, Nobert Cheung (2004), “ Lyapunov’s Stability Theory – Based Model Reference Adaptive Control for Permanent Magnet Linear Motor Drives”, Proc of Power Electronics Systems and Application, 97(11), pp. 260 – 266.
34. Yuichiro Nozaki, Terufumi Yamaguchi, Takafumi Koseki (2003), “A Equivalent Circuit Model to Assist Vector Control of a Linear Induction Motor for Urban Transportation System Considering End – Effect”, International Symposium
on Speed – up and Service Technology for Railway and Maglev Systems, 100(9),
PHỤ LỤC
Sơ đồ mụ phỏng hệ thống
Hỡnh 5.1. Sơ đồ mụ phỏng toàn hệ thống
Hỡnh 5.3. Sơ đồ mụ phỏng bộ điều khiển dũng phi tuyến backstepping thành phần dũng ird
Hỡnh 5.4 Bộ điều khiển vị trớ trong hệ thống điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping
Hỡnh 5.5. Sơ đồ mụ phỏng cỏc luật điều khiển thớch nghi
Hỡnh 5.6. Sơ đồ mụ phỏng bộ điều khiển vận tốc trong hệ thống điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping
Hỡnh 5.7. Sơ đồ mụ phỏng bộ điều khiển thành phần dũng irq trong hệ thống điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping
Hỡnh 5.9. Sơ đồ mụ phỏng hệ thống mạch động lực của hệ thống điều khiển vị trớ
Hinh5.10 Sơ đồ mụ phỏng hệ thống điều khiển PID
Hỡnh 5.12. Sơ đồ mụ phỏng bộ điều chỉnh cho mạch vũng vị trớ trong hệ thống điều khiển PID