Chương 4 : Mễ PHỎNG, THÍ NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN
4.1. Mụ phỏng
4.1.2 Kết quả mụ phỏng và bỡnh luận
4.1.2.1 Mụ phỏng với quỹ đạo đặt như hỡnh 4.3
.
Hỡnh 4.4. Vị trớ thực với bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping
Hỡnh 4.6 Quỹ đạo thực với bộ điều khiển PI
Đỏnh giỏ khả năng làm việc của hệ thống với quỹ đạo đặt như hỡnh 4.5
Hệ thống đó được mụ phỏng với cỏc quỹ đạo đặt như hỡnh 4.3 với vị trớ tăng tuyến tớnh từ 0 m đến 0,4 m trong khoảng 0,25s, nghĩa là với vận tốc khụng đụ̉i v=1.6 m/s. Động cơ giữ nguyờn vị trớ trong khoảng thời gian từ 0,25s đến 1s. Kết quả mụ phỏng được so sỏnh với bộ điều khiển PI thụng thường (khụng thớch nghi). Cụ thể:
Hỡnh 4.4 mụ tả vị trớ thực với bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping với sai số quỹ đạo chỉ ra ở hỡnh 4.5. ta thấy với bộ điều khiển thớch nghi với sự thay đụ̉i của hệ số ma sỏt trượt, sự dao động của lực đẩy gõy bởi hiệu ứng đầu cuối, bởi đập mạch của từ cảm gõy bởi răng rónh và do đú đập mạch lực đẩy của động cơ, gõy bởi tỏc động nhiễu của cỏc lực gõy bởi súng hài bậc cao. Hơn nữa đõy là động cơ kộp, khụng cú sự tỏc động của lực hỳt điện từ lờn phần động, lực này cú xu hướng cản lại chuyển động của phần động, và cuối cựng, đõy là bộ điều khiển vị trớ phi tuyến khử được tớnh phi tuyến của động cơ, nờn vị trớ thực đó bỏm tốt theo vị trớ đặt với sai số lớn nhất là 5.5.10-7 (m).
Kết quả mụ phỏng trờn được so sỏnh với bộ điều khiển PI thụng thường, vị trớ thực của bộ điều khiển PI được thể hiện ở hỡnh 4.6 và sai số vị trớ ở hỡnh 4.7. Rừ ràng quỹ đạo thực của hệ thống với bộ điều khiển PI thụng thường do cú cỏc tham
số hệ số ma sỏt thay đụ̉i, do cú sự tỏc động của đa nhiễu lực tới động cơ, nờn vị trớ thực bị dao động và sai số vị trớ lớn tới 0.035(m)
4.1.2.2. Kết quả mụ phỏng với quỹ đạo đặt S= sin(6.28t)
Hỡnh 4.8. Quỹ đạo thực với bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến Backstepping.
Hỡnh 4.10. Quỹ đạo thực với bộ điều khiển PI.
Hỡnh 4.11. Sai số vị trớ với bộ điều khiển PI thụng thường Đỏnh giỏ khă năng làm việc của hệ thống với quỹ đạo đặt S=0.4sin(6.28t)
Hệ thống đó được mụ phỏng với cỏc quỹ đạo đặt S= 0.4sin(6.28t) với vị trớ thay đụ̉i theo qui luật hỡnh sin, liờn tục đảo chiều với vận tốc liờn tục thay đụ̉i . Kết quả mụ phỏng được so sỏnh với bộ điều khiển PI thụng thường (khụng thớch nghi). Cụ thể:
vị trớ thực với bộ điều khiển thớch nghi phi tuyến backstepping được chỉ ra ở hỡnh 4.8, với sai số quỹ đạo chỉ ra ở hỡnh 4.9, ta thấy với bộ điều khiển thớch nghi với sự thay đụ̉i của hệ số ma sỏt trượt, sự dao động của lực đẩy gõy bởi hiệu ứng
đầu cuối, bởi đập mạch của từ cảm gõy bởi răng rónh và do đú đập mạch lực đẩy của động cơ, gõy bởi tỏc động nhiễu của cỏc lực gõy bởi súng hài bậc cao. Hơn nữa đõy là động cơ kộp, khụng cú sự tỏc động của lực hỳt điện từ lờn phần động, lực này cú xu hướng cản lại chuyển động của phần động, và cuối cựng, đõy là bộ điều khiển vị trớ phi tuyến khử được tớnh phi tuyến của động cơ, nờn vị trớ thực đó bỏm tốt theo vị trớ đặt với sai số lớn nhất là 5.10-7 (m). Đõy là sai số rất nhỏ, cho phộp ỏp dụng động cơ tuyến tớnh kộp trong cỏc mỏy CNC yờu cầu cú độ chớnh xỏc cao.
Kết quả mụ phỏng trờn được so sỏnh với bộ điều khiển PI thụng thường, vị trớ thực của bộ điều khiển PI được thể hiện ở hỡnh 4.10 và sai số vị trớ ở hỡnh 4.11. Rừ ràng quỹ đạo thực của hệ thống với bộ điều khiển PI thụng thường do cú cỏc tham số hệ số ma sỏt thay đụ̉i, do cú sự tỏc động của đa nhiễu lực tới động cơ, nờn vị trớ thực bị dao động và sai số vị trớ lớn tới 0.035(m)
Qua kết quả mụ phỏng với cỏc quỹ đạo đặt khỏc nhau, với cỏc vận tốc thay đụ̉i và khụng đụ̉i, ta thấy bộ điều khiển vị trớ thớch nghi phi tuyến backstepping cú sai số vị trớ nhỏ hơn nhiều so với bộ điều khiển PI thụng thường, đú là do trong bộ điều khiển vị trớ thớch nghi phi tuyến backstepping đó được thiết kế cú đề cập đến khử tớnh phi tuyến và đỏp ứng thớch nghi với cỏc nhiễu về lực đó nờu ở trờn.Kết quả này sẽ làm tăng độ chớnh xỏc của cỏc chuyển động thẳng sử dụng động cơ tuyến tớnh kộp UPMLM trong cỏc mỏy CNC cú yờu cầu độ chớnh xỏc cao.