Board Arduino Uno R3

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp dọn bùn bể chứa nước tháp làm mát xưởng phụ trợ nhà máy đạm cà mau (Trang 69)

B ng 3.3. Thông s thi t b đi u khi n

Viăđi uăkhi n ATmega328P

i năápăho tăđ ng 5V

i năápăvƠoăkhuyênădùng 7-12V

i năápăvƠoăgi iăh n 6-20V

Digital I/O pin 14ă(trongăđóă6ăpinăcóăkh ăn ngăb măxung)

PWM Digital I/O Pins 6

Analog Input Pins 6

C ngăđ ădòngăđi nătrênăm iăI/Oăpin 20 mA

C ngăđ ădòngăđi nătrênăm iă3.3Văpin 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328P)

0.5ăKBăđ căs ăd ngăb iăbootloader

SRAM 2 KB (ATmega328P) EEPROM 1 KB (ATmega328P) T căđ 16 MHz Chi uădƠi 68.6 mm Chi uăr ng 53.4 mm Tr ngăl ng 25 g

2.3. Thu tătoánăđi uăkhi năRobot: Ch năthu tătoánăđi uăkhi n

đi u khi n robot s d ng thu t toán theoăđu i thu n túy - Pure Pursuit [14] là m t thu t toán theo dõi chuy năđ ng b ngăcáchătínhătốnăđ congăđ di chuy n robot t v trí hi n t i c aănóăđ n v trí m c tiêu. Nó tính tốn l nh v n t căgócăđ di chuy n robot t v trí hi n t i c aănóăđ đ n m t s đi m nhìn v phíaătr c c a robot.

Sauăđó,ăthu t tốn di chuy năđi mănhìnătr cătrênăđ ngăđiăd a trên v trí hi n t i c a

robotăchoăđ năđi m cu i cùng c aăđ ng đi.ăT t c cácăđi m c a thu tătoánălƠăđ ch n m c tiêu có v tríăcáchăxeătr c m t kho ngătrênăđ ngăđi.

Ph ngăphápăti p c n chính c a thu t tốn Pure Pursuit lƠăph ngăphápăxácă đ nhăđ cong s đ aărobotăđ năđi m m cătiêu.ă i m m c tiêu này là m tăđi m trên

đ ngăđiăc a robot (path) cách robot m t kho ng,ăkhiăđóăthu t tốn s k t n iăđi m hi n t iăvƠăđi m m c tiêu b ng m t cung.

Hình 3.6. Mơ ỏ hình h c ỏhỐ ỏ ỏốn ỏheo đỐ i ỏhỐ n ỏỐý

V iăđi m (x, y)ălƠătiêuăđi m n m trên qu đ o đưăđnh (path), cáchăđi m g c to đ m t kho ng l. M c tiêu c a thu t toán Pure Pursuit lƠătìmăđ cong cung n i t

đi m g căđ năđi m (x, y). Theo mô t hình h c hình 3.6 ta có:

(3.14) (3.15)  (3.16) (3.17) (3.18) (3.19) (3.20)

à đ á í đ í

Trong thu tătoánătheoăđu i thu nătuỦ,ăđ dƠiătiêuăđi m l đ căđ tătr c, và kho ng cách ngang u (c aărobot)ăđ nătiêuăđi m. Kho ngăcáchănƠyăđ c mơ t và tính tốn hình 3.7

Hình 3.7 Mơ ỏ kho ng cách ngang c a roboỏ đên ỏiêỐ đi m

Áp d ngăph ngătrìnhă i m ậ d c (Point ậ Slope) [15] đ tìm qu đ o robot:

( ) ( rr) tan( ) y y x x− =  − (3.21) Trongăđóμ (xr, yr): to đ robot  : góc xoay c a robot

Chuy năph ngătrìnhăv d ng: ax + by + c = 0 (3.22)

Trongăđóμăa = - tan(); b = 1; c = tan() .(xr - yr) Áp d ng công th c kho ngăcáchăđ ng th ng, ta có:

2 2 ax by c d a b + + = − (3.23)

Thay các thông s và t aăđ c aătiêuăđi m,ătaăđ c:

2 2 l l ax by c u a b + + = + (3.24) Trongăđóμă

(xl, yl): t aăđ tiêuăđi m

+ăTínhătốnăđ cong c aăcungătrịnăđánhălái.

+ Tính tốn v n t c tham chi u m c tiêu bánh xe trái và bánh xe ph i

Tr ng tâm c a robot tách r i v m t hình h căvƠăcáchăđi m m c tiêu m tăđo n l. i m m c tiêu (x, y)ăđ c ràng bu cătrênăđ ngăđi,ăthu tătốnătínhătốnăđ cong c a cung n iăđi m g c v iăđi m m cătiêuăcóăđ dài dây cung l.

L uăđ ăđi uăkhi n

Hình 3.8 L Ố đ ỏhỐ ỏ ỏoánđi Ố khi n robot đi ỏheo line (qỐ đ o)

Di n gi iăl uăđ :

Vi c đi u khi n robot bám theo qu đ o cho tr căđ c th c hi n l năl c các

b c sau:

- Kh iăt oăqu đ o tham chi u, xácăđ nhăđi măđ u,ăđi măcu iăc aăqu ăđ o. Trong

b c này t các to đ tham chi u cho tr c, qu đ o s đ căxácăđ nhăb ngăcáchăn iăcácă

đi măthamăchi uăchoătr c,ăsauăđó ti n hƠnh chia nh các vector tham chi u nh h nă t ng ng v i các ph n t có trong qu đ o. Xácăđ nhăđi mătrênăqu ăđ oăcóăkho ngăcách

g năRobotănh t.ăCácăb căti pătheoălƠăchuy năđi măđ năv ăh ăto ăđ ăc aărobotb ngăGPSăvƠă

Compass sensor, tínhătốnăđ ngăcongăđ ăn iăsuyăv năt căgócărobot,ăc pănh tăv ătríăhi năt iă

chia thƠnh cácăđi m tham chi u v i kho ng cách gi a cácăđi m lƠ0.02măt ngă ng v i v n

t c tham chi uăs ăb 0.2m/s vƠ bán kính quay 0.5m.

Hình 3.9 QỐ đ o roboỏ ỏrên h ỏo đ ỏ ng đ i

S d ng c m bi n la bàn s xácăđ nh góc l ch c a robot so v iăh ng B c. Do tín hi u nh năđ c t c m bi n th c t là t aăđ GPS c aărobotă,ăđ xácăđ nhăđúngă

kho ng cách và v n t c di chuy n c a robot, c n chuy năđ i tín hi u t t aăđ GPS sang h t aăđ Descartes v i góc l chăbanăđ u là góc c a la bàn s .

Trongăđóăcóăcácăthơngăs c năxácăđ nhănh ăsauμ

Xácăđnh kho ng cách c a robot khi bi t t aăđ đ u và cu i d , theo công th c

[13]ănh ăsauμ

(3.25)

or cos for E W line (3.26)

q (3.27)

Trongăđóμă lƠăv ăđ , ălƠăkinhăđ ,ă ălƠăđ ngăđiăng nănh t,ăRălƠăbánăkínhătráiă đ t,ă ă=ălnă(tană( ă/ă4ă+ă )ă/ătană( ă/ă4ă+ă ))ăchênhăl chăqu ăđ oăd ăki n.ăXácă đ nhăh ăs ăgócă

atan (3.28)

Trongăđóμă ălƠăv ăđ ăe,ă ălƠăkinhăđ ă,ă ălƠăđ ngăđiăng nănh tă(<180ă°),ăRălƠă bánăkínhătráiăđ t.

Xácăđ nhăđi măđ năkhiăbi tăh ăs ăgócăvƠăkho ngăcáchă[13]

(3.29)

cos (3.30)

V iμă ă=ălnă(tană( ă/ă4ă+ă ă2/2ă)ă/ătană( ă/ă4ă+ă ă1/2ă))

q (3.31)

sin q (3.32)

(3.33)

Hình 3.10 QỐ đ o roboỏ ỏrên h ỏo đ GPS

- Xácăđ nh v n t c tham chi u d aătrênăđ cong qu đ o. Sau khi kh i t o qu

đ o ti n hƠnh xácăđnh t căđ tham chi u cho robot b ng cách n iăsuyăđ cong qu

đ o thông qua n i suy bán kính cong r c aă3ăđi m li n k trên qu đ o.ă congăđ c xácăđnh lƠ h s , hình qu đ o tham chi u robot cóλăđi m quay xe v i bán kính cong lƠ r = 0.5, t i cácăđi m nƠyăđ cong c a qu đ o lƠ l n nh t, c n gi i h n

t căđ khi robot di chuy năđ n các đi m tham chi u,ăđ cong s t l ngh ch v i v n t c,ăđ cong cƠng l n, v n t c cƠng nh .

Hình 3.11 th n i sỐy đ cong qu đ o c a robot

Vi căthayăđ i v n t căđ t ng t s làm cho chuy năđ ng c aărobotăkhơngăđ c

m t, có qn tính l n khi gi m t c, vi c gi i h n t căđ tham chi u phù h p v i t c

đ robot ngoài th c t ,ăđ ng th i c năthayăđ i v n t c qu đ o theo m t gia t c nh t

đnh. D a vào v n t c qu đ o và gia t căchoătr c ta có th xácăđnh v n t c tham chi uăchoărobotănh ăđ th n i suy v n t c qu đ o hình 3.12

- S d ng b đi u khi n PID ( khâu t l ) tínhăđ r ngăxungă(PWM)ăđi u khi n t căđ đ ngăc ăbánh trái vƠ bánh ph i.

- Sau khi s d ng gi i thu t Pure Pursuit Adaptive xácăđ nhăđ c v n t c tham chi u c a bánh trái vƠ bánh ph i, ti n hƠnh xây d ng b đi u khi n công xu tăđ ng

c ăchoăm i bánh s d ng b đi u khi n PID, v i tín hi uăđ u vƠo input (setpoint) lƠ

t căđ tham chi u hai bánh xích VL, VR, tín hi uăđi u khi n lƠđ r ng xung (PWM) .

Hình 3.13. B đi u khi n PID Công th c b đi u khi n PID: Công th c b đi u khi n PID:

0 ( ) ( ) ( ) ( ) t p i d de t u t K e t K e t dt K dt = +  + (3.34) Trongăđó: P (Proportional) lƠ khâu t l . I (Integral) lƠ khâu tích phân. D (Derivative) lƠ khâu vi phân. e(t) lƠ sai s h th ng

Kp: lƠ h s khâu t l . Ki lƠ h s khâu tích phân.

Kd lƠ h s khâu vi phân. U(t) lƠ tín hi uăđi u khi n.

đi u khi n t c đ đ ng c ăđáp ng v i t căđ tham chi uăđư tính tốnătr c

đó, s d ng hai khâu t l đ t lƠ FF (Feed forward) vƠ FB (Feed back)ătrongăđó, khâu t l FFăđi u khi n công su t ph thu c vào v n t c tham chi uăđư tính tốn t tr c và b sung thêm m t ph n công su tăđ tri tătiêuăquánătínhăkhiăt ngăho c gi m t c g m 2 khâu t l c a v n t c vƠ gia t c là

FF =K vv. tar +K aa. tar (3.35) V i: vtar: v n t c tham chi u

atar: gia t c tham chi u

Kv, Ka l năl t là là h ng s v n t c và gia t c truy n th ng, h ng s này cho bi tăl ngăn ngăl ng c n cho m t v n t c và gia t c m c tiêu nh tăđ nh.

Khâu t l FBăđi u khi n công su tăđ tri t tiêu sai l ch gi a v n t c bánh xe

đoăđ c và v n t c tham chi u:

.( )

p tar mea

FB=K v −v (3.36) V i: vmea: v n t căđoăđ c t encoder

Trongăđóμă

Kp: h ng s t l sai s ph n h i, h ng s càng l n thì sai l chăđ c tri t tiêu càng nhanh.

Khiăđóăđ r ng xung PWM (Pulse-width modulation) c n cung c p cho b

đi u khi năđ ngăc ăcácăbánhăxeălƠă(PWM = FF + FB), m iăđ ngăc ăđ c áp d ngăđ c l p b đi u khi n này.

2.4. Gi iăthu tăđi uăkhi năchoărobotăhútăbùnă

Xácăđ nhăv ătríă hi năt iăRobot (Forward kinematic) B tăđ u Tínhătốnăđ ngăcong (Invert kinemmatic) H ăth ngăláiăRobot

Post = end point

K tăthúc úng Sai N iăsuyăv năt c GPS Compass sensor Kh iăt o

Posμăto ăđ ărobot PathμăQu ăđ oăRobotă Endpointμă i măk tăthúc

Xácăđ nh đi măg nănh t

Xácăđ nh đi măm cătiêu

2.5. K tăqu ămôăph ng:

S d ng thi t b GPSăđ xácăđnh to đ th c t c aăRobot,ăđ xácăđ nhăđúngă

kho ng cách và v n t c di chuy n c a robot, trong h to đ Descartes ta dùng c m bi n la bàn s . K t qu mô ph ngăđ tăđ cănh ăsauμ

Hình 3.16. ỏh ố n ỏ c ỏh c ỏ

Hình 3.18. QỐ đ o mơ ph ngc a robot

Theoănh ăgi i pháp m c 2.3, đ u ra c a bùn ta s d ng ng có kíchăth c 4 inch

đ c n i v i ng ch l p s n trên g t ng caoăh năđáyăb là 4 m, chi u cao robot 750 mm. Khi k t n i đ u ra v i robot, đo n ng này phía trên và bùn s theo c t áp c aăđ căb măra ngồi, đo n ng này có kh iăl ng kho ng 10kg so v i kh iăl ng c a robot là 400kg thì nhăh ng c a nó t i chuy năđ ng c aăRobotălƠăkhơngăđángă

k .ăTheoă[6]ăđ i v i các robot bánh xích có t căđ di chuy năkhôngăv t quá 0.3 m/s khi di chuy nătrênăđ ng cong l călyătơmălƠăkhôngăđángăk , thi t k c a bánh xích c ng giúp robot không b tr t theo chi u ngang.

2.6. K tălu n

K t qu mô ph ng cho th y s tr t nhăh ngăđ n qu đ o chuy năđ ng khi robot di chuy n. V iăbiênăđ sai s dò line 18 cm là r t nh so v iăsaăđ v i kích

th c c a robot và sai s nƠyăkhơngăđángăk so v iăkíchăth c c a b ch aăn c làm mát, ch ng t mơ hình bánh xích có kh n ngăđiătheoăsaăđ , và có th th c hi n cơng vi c d n bùn m tăcáchăanătoƠnăvƠăđ t hi u qu trong b ch aăn c làm mát Nhà máy

CH NGă4

K TăLU NăVẨăH NGăPHỄTăTRI Nă ăTẨI

1. K T LU N

Sau th i gian th c hi năđ tƠiμăắnghiênăc u gi i pháp d n bùn b ch aăn c tháp

lƠmămátăx ng ph tr NhƠămáyă măCƠăMau”ăcácăk t qu đưăđ tăđ cănh ăsauμ

Kh o sát và tìm ra gi i pháp phù h p và hi u qu h năchoăcôngătácăd n bùn, v sinhăđáyăb ch aăn c làm mát, gi m nhân s tr c ti p, gi m m c r i ro các tai n n th c hi n công vi c, r t ng n th i gian th c hi n.

T thi t k đi năvƠăc ăkhíăc aărobotăhútăbùnăthơăvƠărobotăhútăbùnătinh,ăng i th c hi năđ tƠiăđưăxơyăd ngăsaăđ phù h p v i k t c u c a b , t đóăxơyăd ng mơ hình

đi u khi năđ robotăđiătheoăsaăđ , th c hi n công vi căđ t hi u qu và an toàn cho thi t b .

2. H NăCH ,ăGI IăH Nă ăTẨI:

Doăch aăcóăđ c ngu năkinhăphíăđ th c hi n,ănênăđ tài ch d ng l i vi c ch t o mơ hình, t đóămơăph ng nên k t qu đ tăđ c cịn mang tính lý thuy tăch aăđ c

ng d ng vào th c t .

nhăh ng c a nhi u và các sai s c ăkhíăc a thi t b hút, sai s đoăl ng c a GPS nên sai s trong k t qu đ tăđ c v n c năđ c quan tâm và sai s c năđ c h n ch đ aăv m c th păh năđ hi u qu c a công vi căđ căcaoăh n.

tƠiăđ c áp d ng cho công tác d n bùn các b ch aăn c công nghi p mà l p bùn l ng dày t iăđaălƠă30ăcm,ăn u chi u dày l păbùnăv t quá 30 cm thì t c và khó có th điătheoăcácăqu đ oăđ căđ nhătr c.

3. H NGăPHỄTăTRI NăC Aă ăTẨI:

D n bùn và v sinhăđáy b basin là m t cơng vi c có kh iăl ng l n, nhân s tr c ti p tham gia ph i làm vi cătrongămôiătr ng ti m n nhi u r i ro tai n nălaoăđ ng.

Doăđóă ng d ng các k t qu nghiên c u c aăđ tài cho công vi c này là m tăđi u c n thi t trong th i gian s p t i. Bên c nhăđó,ăvi c hồn thi n mơ hình trong th c t c n

cóăđ tin c yăcaoăh nă các khâu ch t o robot đ m b o thi t b ho tăđ ng liên t c và

năđ nh.ă ng th i, c n ng d ng các thi t b đnh v m iăđ đ chínhăxácăđ c nâng cao.

DANHăM CăCỄCăCỌNGăTRỊNHăNGHIểNăC UăKHOAăH C

1. N. D. Thanh, N. D. Hung, N. K. Trung, P. H.ăLong,ăandăN.T.ăTien,ăắStudyăOnă

Solution For Removing Settled Sludge In Water Pool For Cooling Tower,”ăT p

chí C Khí Vi t Nam The Vietnam Journal Engineering, 2022. N iădungăth ăch păbƠiăđ ngănh ăbênăd i

TẨIăLI UăTHAMăKH O

[1] Cooling Tower Fundamentals. Second Edition. Overland Park, Kansas USA: Publish by SPX Cooling Technologies, Inc., pp. 53-86.

[2] I. S. Turovskiy, and P. K. Mathai. Wastewater Sludge Processing. Wiley- Interscience, A John Wiley & Sons, INC., PUBPLICATION, pp. 31-127 [3] B. R. Gurjar, and V. K. Tyagi. Sludge Management. Boca Raton, FL: CRC Press,

pp. 6-36.

[4] ắH ng d n v n hành h th ngăn călƠmămátăNhƠămáyă m Cà Mau, H ng d n làm s ch T21101 (b ch aăn c tháp làm mát ậ PVCFC).”L uăhƠnhăn i b , Cơng ty TNHH MTV Phân Bón D u khí Cà Mau 09/04/2013.

[5] N. D. Thanh, N. D. Hung, N. K. Trung, P. H. Long, and N. T. Tien,ăắStudy On Solution

For Removing Settled Sludge In Water Pool For Cooling Tower,” T p chí C Khí Vi t

Nam – The Vietnam Journal Mechanical Engineering, vol. 11.2022, 2022.

[6] S. A. A. Moosavian, and A. Kalantanri, ắExperimental Slip Estimation for Exact Kinematics Modeling and Control of a Tracked Mobile Robot,” IEEE/RSJ International Confereence on Intelligent Robots and Systems, 22-29 Sept. 2008. [7] Friction and Friction Coefficients. Engineering Toolbox, Pearson Press, 2004. [8] C. V. Andreoli, and M. von Sperling, Sludge Treatment and Disposal, Fernando

Fernandes, IWA publishing 2007, pp. 5-29

[9] J. Morales, J. L.ăMartiốnez,ăM. A.ăMartiốnez,ăandăA. Mandow, ắPure-Pursuit

Reactive Path Tracking for Nonholonomic Mobile

Robotsăwithăaă2DăLaserăScanner,”ăEURASIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2009, pp. 1-10, 2009. Doi:10.1155/2009/935237.

[10] J. Taghia, and J. Katupitiya, Applied Guidance Methodologies for Off-road Vehicles. Springer, 2020, pp. 5-31.

[11] M. A. Subari, and K. Hudha, ắDevelopment of Path Tracking Control of A Tracked Vehicle for An Unmanned Ground Vehicle,”ăInternational Journal Advanced Mechatronic Systems, vol. 8, no. 4, 2020.

[12] R. González, F. Rodr guez,ăand J. L. Guzmán, Autonomous Tracked Robot in Planar Off-Road Condition. Springer, 2014.

[13] ắTínhătốnăkho ngăcách,ăđi mămangăgi aăcácăđi măkinhăđ /ăv ăđ .”ăInternet: https://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html, 2022

Scanner,” EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2009, pp. 1-10, 2009. Doi:10.1155/2009/935237.

[15] ắPointăSlopeăForm.” Internet: https://www.movable type.co.uk/scripts/latlong.html, 2022.

PH NăLụăL CHăTRệCHăNGANG

H ăvƠătênμăNguy năDuyăThanh.

SinhăngƠyμă22ăthángă11ăn mă1λ84.ă N iăsinhμă ngăNai.

aăch ăliênăl cμă

S ă01ăđ ngăNgôăQuy nă- Ph ngă1.ăThƠnhăph ăCƠăMau,ăt nhăCƠăMau.

QUỄăTRỊNHă ẨOăT O:

T ăn mă2003ăđ năn mă2008μă

H căđ iăh căTr ngă iăH căS ăPh măK ăThu tăThƠnhăPh ăH ăChíăMinh.

T ăn mă2018ăđ nă2022μă

H căcaoăh căTr ngă iăH căBáchăKhoaăThƠnhăPh ăH ăChíăMinh.

Q TRÌNH CƠNG TÁC:

T ăn mă2008ăđ nă200λμ

- Gi ngăd yăt iăkhoaăC ăkhíătr ngăCaoă ngăK ăThu tăLỦăT ăTr ngăThƠnhăPh ă H ăChíăMinh.

- Gi ngăd yăt iăkhoaăC ăkhíătr ngăCaoă ngăNgh ă ngăNai. T n mă200λăđ n nay:

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp dọn bùn bể chứa nước tháp làm mát xưởng phụ trợ nhà máy đạm cà mau (Trang 69)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(86 trang)