Chương 4: MÔ PHỎNG, THÍ NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN
4.1.2 Kết quả mô phỏng và bình luận
4.1.2.1 Mô phỏng với quỹ đạo đặt như hình 4.3 .
Hình 4.4. Vị trí thực với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến backstepping Hình 4.3.Quỹ đạo đặt
Hình 4.6 Quỹ đạo thực với bộ điều khiển PI
Hình 4.5 Sai số vị trí với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến backstepping
Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống với quỹ đạo đặt như hình 4.5
Hệ thống đã được mô phỏng với các quỹ đạo đặt như hình 4.3 với vị trí tăng tuyến tính từ 0 m đến 0,4 m trong khoảng 0,25s, nghĩa là với vận tốc không đổi v=1.6 m/s. Động cơ giữ nguyên vị trí trong khoảng thời gian từ 0,25s đến 1s. Kết quả mô phỏng được so sánh với bộ điều khiển PI thông thường (không thích nghi).
Cụ thể:
Hình 4.4 mô tả vị trí thực với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến backstepping với sai số quỹ đạo chỉ ra ở hình 4.5. ta thấy với bộ điều khiển thích nghi với sự thay đổi của hệ số ma sát trượt, sự dao động của lực đẩy gây bởi hiệu ứng đầu cuối, bởi đập mạch của từ cảm gây bởi răng rãnh và do đó đập mạch lực đẩy của động cơ, gây bởi tác động nhiễu của các lực gây bởi sóng hài bậc cao. Hơn nữa đây là động cơ kép, không có sự tác động của lực hút điện từ lên phần động, lực này có xu hướng cản lại chuyển động của phần động, và cuối cùng, đây là bộ điều khiển vị trí phi tuyến khử được tính phi tuyến của động cơ, nên vị trí thực đã bám tốt theo vị trí đặt với sai số lớn nhất là 5.5.10-7 (m).
Kết quả mô phỏng trên được so sánh với bộ điều khiển PI thông thường, vị trí thực của bộ điều khiển PI được thể hiện ở hình 4.6 và sai số vị trí ở hình 4.7. Rõ ràng quỹ đạo thực của hệ thống với bộ điều khiển PI thông thường do có các tham
Hình 4.7 Sai số vị trí với bộ điều khiển PI thông thường
số hệ số ma sát thay đổi, do có sự tác động của đa nhiễu lực tới động cơ, nên vị trí thực bị dao động và sai số vị trí lớn tới 0.035(m)
4.1.2.2. Kết quả mô phỏng với quỹ đạo đặt S= sin(6.28t)
Hình 4.8. Quỹ đạo thực với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến Backstepping.
Hình 4.9. Sai số vị trí với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến backstepping.
Hình 4.10. Quỹ đạo thực với bộ điều khiển PI.
Hình 4.11. Sai số vị trí với bộ điều khiển PI thông thường Đánh giá khă năng làm việc của hệ thống với quỹ đạo đặt S=0.4sin(6.28t)
Hệ thống đã được mô phỏng với các quỹ đạo đặt S= 0.4sin(6.28t) với vị trí thay đổi theo qui luật hình sin, liên tục đảo chiều với vận tốc liên tục thay đổi . Kết quả mô phỏng được so sánh với bộ điều khiển PI thông thường (không thích nghi).
Cụ thể:
vị trí thực với bộ điều khiển thích nghi phi tuyến backstepping được chỉ ra ở hình 4.8, với sai số quỹ đạo chỉ ra ở hình 4.9, ta thấy với bộ điều khiển thích nghi với sự thay đổi của hệ số ma sát trượt, sự dao động của lực đẩy gây bởi hiệu ứng
đầu cuối, bởi đập mạch của từ cảm gây bởi răng rãnh và do đó đập mạch lực đẩy của động cơ, gây bởi tác động nhiễu của các lực gây bởi sóng hài bậc cao. Hơn nữa đây là động cơ kép, không có sự tác động của lực hút điện từ lên phần động, lực này có xu hướng cản lại chuyển động của phần động, và cuối cùng, đây là bộ điều khiển vị trí phi tuyến khử được tính phi tuyến của động cơ, nên vị trí thực đã bám tốt theo vị trí đặt với sai số lớn nhất là 5.10-7 (m). Đây là sai số rất nhỏ, cho phép áp dụng động cơ tuyến tính kép trong các máy CNC yêu cầu có độ chính xác cao.
Kết quả mô phỏng trên được so sánh với bộ điều khiển PI thông thường, vị trí thực của bộ điều khiển PI được thể hiện ở hình 4.10 và sai số vị trí ở hình 4.11. Rõ ràng quỹ đạo thực của hệ thống với bộ điều khiển PI thông thường do có các tham số hệ số ma sát thay đổi, do có sự tác động của đa nhiễu lực tới động cơ, nên vị trí thực bị dao động và sai số vị trí lớn tới 0.035(m)
Qua kết quả mô phỏng với các quỹ đạo đặt khác nhau, với các vận tốc thay đổi và không đổi, ta thấy bộ điều khiển vị trí thích nghi phi tuyến backstepping có sai số vị trí nhỏ hơn nhiều so với bộ điều khiển PI thông thường, đó là do trong bộ điều khiển vị trí thích nghi phi tuyến backstepping đã được thiết kế có đề cập đến khử tính phi tuyến và đáp ứng thích nghi với các nhiễu về lực đã nêu ở trên.Kết quả này sẽ làm tăng độ chính xác của các chuyển động thẳng sử dụng động cơ tuyến tính kép UPMLM trong các máy CNC có yêu cầu độ chính xác cao.