Từ các hình trên cho thấy bộ điều khiển FO-ADRC độ ổn định nhanh hơn bộ điều khiển ADRC. Theo đó, vị trí của khối tâm và góc lệch của rơto trở về vị trí cân bằng sau 0,12s
với FO-ADRC và 0,2s với ADRC và thời gian ổn định của lực tác động của nam châm là
48 ứng dịng điều khiển thì thời gian ổn định của bộ điều khiển ADRC cũng lâu hơn bộ điều khiển FO-ADRC. Bộ điều khiển FO-ADRC cho thấy thời gian đáp ứng vượt trội so với bộ
điều khiển ADRC. Tuy nhiên, do thời gian đáp ứng của bộ điều khiển FO-ADRC khá ngắn
nên lực từ và dòng điện điều khiển khi sử dụng bộ điều khiển này đạt giá trị lớn hơn bộ
điều khiển ADRC có nhiễu tải. Tuy nhiên, các giá trị này vẫn nằm trong phạm vi cho phép. Do đó, bộ điều khiển FO-ADRC được sử dụng trong đồ án này là ổn định.
49
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Vòng bi từ tính hình nón ngày càng rộng rãi trong các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm cả trong công nghiệp hoặc lĩnh vực y tế và năng lượng. Tuy nhiên, các hệ thống cơ điện tử này được coi là hệ thống được ghép nối chặt chẽ với nhau. Do đó, các vấn đề về xử lý các thành phần ghép nối hoặc tác động của nhiễu loạn bên ngoài là nội dung được quan tâm. Hơn nữa, việc thiết kế các bộ điều khiển có khả năng phản ứng tốt với các nhiễu loạn để cải thiện chất lượng điều khiển cũng là một lĩnh vực nghiên cứu tiềm năng cho mơ hình Conical AMBs này
5.1 Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã trình bày một số vấn đề sau:
- Tìm hiểu một cách tổng quan về ổ đỡ từ, cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong thực tế sử dụng trong bơm thủy lực
- Mơ hình và tuyến tính hóa hóa hệ thống ổ đỡ từ chủ động hình nón có xét đến thành phần lực hồi chuyển.
- Dùng các phương pháp chuyển hệ tọa độ để khử các thành phần xen kênh của đối tượng ổ từ chủ động hình nón.
- Tìm hiểu tổng quan về bộ điều khiển ADRC và FOC và từ đó áp dụng cho bộ điều khiển FO-ADRC cho đối tượng tuyến tính hóa hệ thống ổ từ chủ động hình nón sử dụng trong bơm thủy lực.
- Mô phỏng và đưa ra kết quả kiểm chứng bộ điều khiển đã thiết kế.
Bộ điều khiển dựa trên FO-ADRC tuyến tính được sử dụng để xử lý nhiễu do chuyển động quay tác động lên hệ thống. Các mô phỏng được thực hiện để chứng minh rằng bộ điều khiển được đề xuất có thể đưa rơto về trạng thái cân bằng một cách hiệu quả. Kết quả cũng chỉ ra rằng các hiệu ứng ghép nối từ tốc độ quay thấp đến cao khơng có tác động đáng chú ý đến chuyển động tịnh tiến của rôto.
Tuy nhiên đồ án cũng còn một số vấn đề chưa giải quyết được như: - Chưa tính đến các yếu tố về vấn đề chế tạo ABM hình nón.
- Việc thiết kế bộ điều khiển mới chỉ dừng lại ở việc tính tốn dịng điều khiển chứ chưa xét tới các việc lựa chọn bộ nguồn, van bán dẫn, bộ biến đổi công suất.
- Các kịch bản mới xét đến nhiễu tải là hằng số, chưa xét đến loại nhiễu phức tạp, bất thường, tần số dao động lớn tác động vào hệ thống.
Sau khi hoàn thành đồ án em đã nắm được rõ những kiến thức về hệ thống truyền động điện, các cơ hệ cũng như các thuật toán điều khiển hay dùng. Em cũng học được thêm các kỹ năng về đọc hiểu, phân tích, tổng hợp tài liệu, soạn thảo văn bản và viết báo. Do giới hạn về kiến thức cũng như thời gian hồn thành đồ án, vì vậy chắc chắn bản đồ án này khơng thể tránh khỏi các sai sót. Em rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
50
5.2 Hướng phát triển
Đồ án mới chỉ dừng lại ở việc mô phỏng hệ thống ABM, trong tương lai em mong muốn có thể chế tạo được hệ thống CABM thực tế để ứng dụng vào đời sống và sản xuất.
51
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] C.W.Lee and H.S.Jeong, Dynamic modeling and optimal control of cone-shaped active magnetic bearing systems, Control Eng.Pract., vol.4, no. 10,pp. 1393-1403, Oct.1996..
[2] "Y. Huang and W. Xue, “Active disturbance rejection control: methodology, applications and theoretical analysis Active disturbance rejection control: Methodology and theoretical analysis $,” ISA Trans., vol. 53, no. 4, pp. 963– 976, 2017, doi: 10.1016/j.is".
[3] "A. Tepljakov, E. Petlenkov, and J. Belikov, “FOMCON: a MATLAB Toolbox for Fractional-order System Identification and Control,” Int. J. Microelectron. Comput. Sci., vol. 2, no. 2, pp. 51–62, 2011".
[4] "L. van Duist, G. van der Gugten, D. Toten, N. Saikumar, and H. HosseinNia, “FLOreS - Fractional order loop shaping MATLAB toolbox,” IFAC-PapersOnLine, vol. 51, no. 4, pp. 545–550, 2018, doi: 10.1016/j.ifacol.2018.06.152.".
[5] "J. Fang, C. Wang, and J. Tang, “Modeling and analysis of a novel conical magnetic bearing for vernier-gimballing magnetically suspended flywheel,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., vol. 228, no. 13, pp. 2416–2425, 2014, doi: 10.1177/095440".
[6] " S. J. Huang and L. C. Lin, “Fuzzy modeling and control for conical magnetic bearings using linear matrix inequality,” J. Intell. Robot. Syst. Theory Appl., vol. 37, no. 2, pp. 209–232, 2003, doi: 10.1023/A:1024137007918.".
[7] " W. Ding, L. Liu, and J. Lou, “Design and control of a high-speed switched reluctance machine with conical magnetic bearings for aircraft application,” IET Electr. Power Appl., vol. 7, no. 3, pp. 179–190, 2013, doi: 10.1049/iet- epa.2012.0319.".
[8] "C. W. Lee and H. S. Jeong, “Dynamic modeling and optimal control of cone-shaped active magnetic bearing systems,” Control Eng. Pract., vol. 4, no. 10, pp. 1393–1403, 1996, doi: 10.1016/0967-0661(96)00149-9.".
[9] "B. J. BLAIR, R. R. HUMPHRIS, P. E. ALLAIRE, D. W. LEWIS, and L. E. BARRETT, “A Canned Pump with Magnetic Bearings for Industrial Use - Laboratory Testing,” Proc. Energy Conversion Engineering Conference, 1990". [10] "D. M. KITCH, J. M. KUJAWSKI, D. R. FARRUGGIA, J. L. MATOS, and C. T.
FARR, “Nuclear Reactor High Temperature Spool Pump,” Patent, US 6,813,328 B2, 2004".
52 [11] "M. A. Matlob and Y. Jamali, “The concepts and applications of fractional order
differential calculus in modeling of viscoelastic systems: A primer,” Crit. Rev.
Biomed. Eng., vol. 47, no. 4, pp. 249–276, 2019,
doi:10.1615/CritRevBiomedEng.2018028368".
[12] "A. Jajarmi, M. Hajipour, E. Mohammadzadeh, and D. Baleanu, “A new approach for the nonlinear fractional optimal control problems with external persistent disturbances,” J. Franklin Inst., vol. 355, no. 9, pp. 3938–3967, 2018, doi: 10.1016/j.jfranklin.2018".
[13] "Z. Wu, J. Yuan, Y. Chen, D. Li, and Y. Chen, “Fractional order [PI] controller and smith-like predictor design for a class of high order systems,” arXiv, no. April, 2019". [14] " W. Zheng, Y. Luo, Y. Q. Chen, and X. Wang, “Synthesis of fractional order robust
controller based on Bode’s ideas,” ISA Trans., vol. 111, no. xxxx, pp. 290–301, 2021, doi: 10.1016/j.isatra.2020.11.019".
[15] "D. Tavares, R. Almeida, and D. F. M. Torres, “Caputo derivatives of fractional variable order: Numerical approximations,” Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul., vol. 35, pp. 69–87, 2016, doi: 10.1016/j.cnsns.2015.10.027".
[16] "D. Cafagna, G. Grassi, and P. Vecchio, “Chaos in the fractional Chua and Chen systems with lowest-order,” Proc. 15th IEEE Int. Conf. Electron. Circuits Syst. ICECS 2008, pp. 686–689, 2008, doi: 10.1109/ICECS.2008.4674946".