Chương 3 đã của luận văn đã đưa ra cấu trúc điều khiển dập tắt dao động cho hệ thống giảm chấn tích cực sử dụng LBM sử dụng cấu trúc điều khiển 3 mạch vòng. Các kết quả mô phỏng của các mạch vòng và tổng thể hệ thống đạt yêu cầu như mong muốn. Hai mạch vòng điều khiển trong, sử dụng thuật toán điều khiển PID với các tham số dựa trên công cụ Launch the PID tuning của matlab và tinh chỉnh tham số để đạt được đáp ứng mong muốn. Vòng điều khiển ngoài cùng sử dụng bộ điều khiển phản hồi trạng thái (LQR) kết hợp với với bộ lọc biến trạng thái – bộ điều kiển LQG để tính toán ra lực dập tắt dao động, đây cũng chính là lực đặt cho động cơ.
Qua kết quả mô phỏng ta thấy hệ thống giảm chấn tích cực đã tác động làm cho khối thân trên của hệ giảm bớt dịch chuyển và giảm dao động.
65
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Kết luận chung của luận văn
Luận văn với tên đề tài “Thiết kế bộ điều khiển LQG cho hệ giảm chấn tích cực có sử dụng bộ lọc biến trạng thái” đã thực hiện được những nội dung được trình bày trong các chương một cách tóm tắt như sau:
- Chương 1 đã trình bày tổng quát về cấu tạo chức năng của hệ thống giảm chấn, các tiêu chí đánh giá đến chất lượng của hệ thống giảm chấn là độ thoải mái và độ an toàn khi đi xe cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến các tiêu chí này. Dựa vào các tiêu chí đó, tìm hiểu các ưu nhược điểm của các hệ giảm chấn thụ động, bán tích cực và hoàn toàn tích cực để đưa ra sự lựa chọn hệ thống giảm chấn đáp ứng yêu cầu cho trước, tìm hiểu đặc trưng gây ra dao động của hệ xu hướng tác động điều khiển để nâng cao chất lượng của hệ thống giảm chấn. Với mục đích nâng cao chất lượng khi đi xe, tác giả định hướng nghiên cứu về hệ giảm chấn tích cực hoàn toàn.
- Chương 2 của luận văn đã tìm hiểu mô tả cấu tạo của động cơ tuyến tính, xây dựng hệ phương trình động học mô tả động cơ. Từ hệ phương trình đã tìm được, mô hình hoá động cơ LBM trên phần mềm mô phỏng matlab/simulink. Trên cơ sở toán học đã trình bày, tác giả chuyển hệ toạ độ abc của động cơ LBM thành hệ toạ độ dq. Việc điều khiển động cơ LBM sẽ chuyển hệ toạ độ dq nhờ phép dịch chuyển toạ độ. - Chương 3 đã của luận văn đã đưa ra cấu trúc điều khiển dập tắt dao động cho hệ thống giảm chấn tích cực sử dụng LBM sử dụng cấu trúc điều khiển 3 mạch vòng. Các kết quả mô phỏng của các mạch vòng và tổng thể hệ thống đạt yêu cầu như mong muốn. Hai mạch vòng điều khiển trong, sử dụng thuật toán điều khiển PID với các tham số dựa trên công cụ Launch the PID tuning của matlab và tinh chỉnh tham số để đạt được đáp ứng mong muốn. Vòng điều khiển ngoài cùng sử dụng bộ điều khiển phản hồi trạng thái (LQR) kết hợp với với bộ lọc biến trạng thái – bộ điều kiển LQG để tính toán ra lực dập tắt dao động, đây cũng chính là lực đặt cho động cơ.
Qua kết quả mô phỏng ta thấy hệ thống giảm chấn tích cực đã tác động làm cho khối thân trên của hệ giảm bớt dịch chuyển và giảm dao động.
66
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Luận văn đã đạt được kết quả như sau:
- Xây dựng được mô hình của cả hệ thống giảm chấn tích cực sử dụng động cơ tuyến tính.
- Thiết kế được bộ điều khiển dập tắt dao động sử dụng bộ điều khiển LQG ở mạch vòng bên ngoài, hai mạch vòng bên trong là các bộ điều khiển lực và điều khiển dòng cho động cơ tuyến tính sử dụng luật điều khiển PID để tạo ra lực giảm chấn tích cực. Kết quả là khi có các bộ điều khiển hệ thống nhanh chóng dập tắt được dao động khi có nhiễu tác động, quá trình dập tắt dao động một cách nhẹ nhàng, thời gian dao động ngắn hơn so với khi không có hệ thống giảm chấn tích cực.
- Xây dựng được mô hình thực nghiệm hệ thống giảm chấn tích cực sử dụng động cơ tuyến tính tự tạo tại phòng thí nghiệm
Các hạn chế của đề tài:
- Do hạn chế về thiết bị như: Nam châm, thiết kế cơ khí chính xác, thiếu dụng cụ đo, quấn dây… nên việc chế tạo động cơ tuyến tính chưa được như ý muốn.
- Tác giả chưa so sánh được kết quả nghiên cứu trong luận văn với các bộ điều khiển khác để đánh giá được chất lượng bộ điều khiển.
Hướng nghiên cứu và giải quyết tiếp:
- Hoàn thiện việc chế tạo động cơ tuyến tính sát với lý thuyết đã nghiên cứu.
- Lựa chọn các thông số của hệ thống như độ cứng của lò xo, các khối lượng thân trên và khối treo một cách phù hợp.
- Nghiên cứu, điều chỉnh và hiệu luật điều khiển nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng giảm chấn.
- Việc thực hiện mô hình giảm chấn tích cực sử dụng động cơ tuyến tính có ưu điểm là tác động nhanh nhưng nhược điểm là giá thành cao, để phù hợp với việc hoàn thiện mô hình theo hướng thông dụng, tác giả nghiên cứu chuyển đổi chuyển động từ chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến đề thay thế động cơ tuyến tính trong mô hình. Dự tính áp dụng động cơ một chiều trong hệ giảm chấn tích cực.
67
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GuidoP.A.Koch, Adaptive Control of Mechatronic Vehicle Suspension Systems, Technischen Universitat Munchen.
[2]. Bryan Craig Murphy, Design and contruction of a precision tubular linear motor and controller, Submitted to the Office of Graduate Studies of Texas A&M University
[3]. Nguyễn Văn Cường, Áp dụng điều khiển tối ưu LQR cho hệ giảm chấn tích cực, Luận văn thạc sỹ ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động năm 2014.
[4]. Vũ Thị Hồng Hạnh, Nghiên cứu phương pháp dập tắt dao động cho hệ giảm chấn tích cực, Luận văn thạc sỹ ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động năm 2014.
[5]. Zhang Zhu, Norbert C. Cheung and K. W.E Cheng, Application of linear switched Reluctance motor for active suspension system in electric vehicle, Department of electric engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong.
[6]. Greg Welch, Gary Bishop, “An intro duction to the Kalman filter”, Department of Computer Science, University of North Carolina.
[7]. Sebastien Boisseau, Ghislain Despesse and Bouhadjar Ahmed Seddik, Adjustable Nonlinear Springs to Improve Efficiency of Vibration Energy Harvesters.
[8]. H.K wakernaak and R.Sivan, Linear Optimal Control Systems, John Wiley and Sons, Inc., NewYork, 1972
[9]. P. J. Th. Venhovens. Optimal Control of Vehicle Suspensions. PhD thesis, Delft Uni versity of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 1993
[10]. P. J. Th. Venhovens. The development and implementation of adaptive semiactive suspension control. Vehicle System Dynamics, 23:211–235, 1994