XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ KIỂM CHỨNG
4.3. Kết quả chạy thực nghiệm a) Phương pháp Hybrid Shape
Theo như mô phỏng ta sẽ tạo quỹ đạo 2-1-2 cho động cơ với gia tốc a=2m/s2 để tăng tốc trong khoảng thời gian 0.2s, gia tốc bằng 0 trong đoạn 0,6s tiếp theo và gia tốc a=-2m/s2 trong đoạn 0,2s cuối cùng.
Sau quá trình chạy mô hình, ta thu được kết quả tren giao diện như sau:
Đồ thị gia tốc thu được:
Hình 4.42 Đáp ứng gia tốc thực tế theo phương pháp Hybrid Shape Đồ thị độ rung thu được:
Hình 4.43.Đáp ứng độ rung theo phương pháp HybridShape
Từ đồ thị độ rung cho thấy trong xuất hiện trong khoảng 8s, từ 3:39:15 đến 3:39:23. Với mốc 3:39:15 là lúc cơ cấu bắt đầu di chuyển, và từ hình 4.10 cơ cấu mất khoảng 4s để di chuyển hết quãng đường 0.32m. Trong khoảng thời gian di chuyển độ rung luôn nằm trong khoảng ±1cm và sau đó giảm dần trong giai đoạn động cơ dừng và sau đó ngừng hẳn.
Hình 4.44 Đáp ứng độ rung theo phương pháp PID
Đối với phương pháp PID đồ thị đáp ứng vị trí là tương đương với khoảng 4s. Tuy nhiên lấy điểm mốc lúc bắt đầu di chuyển là 3:31:36 thì phải mất 12s để chấm dứt rung động hoàn toàn. Điều này thể hiện sự vượt trội của phương pháp Hybrid Shape.
Đồ thị vận tốc thu được:
Hình 4.45.Đáp ứng vận tốc thực tế theo phương pháp Hybrid Shape
Đồ thị điện áp thu được:
Hình 4.46 Đồ thị điện áp đầu ra từ PLC theo phương pháp Hybrid Shape.
Đồ thị vị trí thu được:
Hình 4.47.Đáp ứng vị trí thu được theo phương pháp Hybrid Shape b) Phương pháp tối ưu thời gian.
Hình 4.48 Đáp ứng độ rung theo phương pháp tối ưu thời gian.
Đối với phương pháp tối ưu thời gian, nếu lấy mốc xuất hiện rung động là 4:46:11 thì rung động bị mất hoàn toàn sau khoảng 8s. Mặt khác biên độ dao động của rung động là không quá 0.5cm. Điều này cho thấy tối ưu thời gian đã đáp ứng được điều kiện công nghệ cũng như sự đúng đắn so với lý thuyết.
Đáp ứng vị trí thu được:
Hình 4.49 Đáp ứng vị trí theo phương pháp tối ưu thời gian Đáp ứng vận tốc thu được:
Đáp ứng gia tốc thu được:
Hình 4.50 Đáp ứng vận tốc theo phương pháp tối ưu thời gian.
Hình 4.51 Đáp ứng gia tốc theo phương pháp tối ưu thời gian.
Nhận xét:
Từ kết quả thu được ta nhận thấy:
Đối với phương pháp Hybrid Shape.
- Đáp ứng vị trí, vận tốc và thời gian của cả 2 bộ điều khiển PID và Hybrid Shape đều đạt đúng yêu cầu công nghệ.
- Về đáp ứng độ rung:
Sau khi sử dụng bộ lọc kết hợp ta đã thấy dạng dao động bị suy giảm đáng kể và luôn nằm trong khoảng ±1cm. Như vậy so với độ rung khi không có bộ điêu khiển có thể
quá trình thực nghiệm khi tiến hành chạy và đo đạc với bộ điều khiển phương pháp Hybrid Shaperung động trong trường hợp này đó giảm một cỏch rừ rệt và đỏp ứng được mục đích của đồ án.
Đối với phương pháp tối ưu thời gian.
- Vị trí cũng được đáp ứng đúng theo yêu cầu công nghệ.
Với phương pháp này, ta thấy mặc dù thời gian đáp ứng tương đương với phương pháp Hybrid Shape tuy nhiên độ rung một lần nữa được giảm với giá trị rất nhỏ.
So sánh:
Cả hai phương pháp Hybrid Shape và tối ưu thời gian đều đảm bảo yêu cầu như bài toán đã đặt ra là:
- Đáp ứng đúng vị trí với thời gian nhỏ nhất.
- Giới hạn độ rung trong khoảng cho phép với các thuật toán riêng biệt.
Tuy nhiên mỗi phương pháp đều có nhược điểm nhất định. Với phương pháp Hybrid Shape là thời gian đáp ứng tương đối dài do sự kiểm soát của bộ điều khiển còn đối với phương pháp tối ưu thời gian là chỉ đáp ứng tốt với gia tốc nhỏ, dễ bị tác động bởi nhiễu vì phụ thuộc hoàn toàn vào tín hiệu đặt.
Cuối cùng, do việc hoàn thành cơ cấu cơ khí còn nhiều hạn chế nên vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu bản thân.
Phương hướng phát triển :
- Hoàn thiện hơn cơ cấu với động cơ servo .
- Di chuyển bình chất lỏng với tốc độ cao và độ rung tối thiểu nhất.
- Áp dụng từng phương pháp với từng bài toán thực tế khác nhau.