5.1. Mô hình thực nghiệm hệ thống
Gồm động cơ – hộp giảm tốc – khớp nối – visme – đai ốc – Bộ điều khiển vị trí – thước quang – bộ nguồn – máy vi tính cài giao diện điều khiển.
Để thực nghiệm việc đầu tiên tác giả làm là xác định độ rơ của hệ thống cơ khí theo hình 5.2.
Từ kết quả mô phỏng ở chương 4 và mục đích của đề tài. Ta dễ dàng nhìn thấy đáp ứng ở bộ điều khiển PI là phù hợp để điều khiển chính xác vị trí hệ thống cơ khí vì không có độ vọt lố.
Hình 5.1 Mô hình thực nghiệm hệ thống cơ khí
Bàn trượt DC motor
Thước quang
MCU & Driver
5.2 Tìm độ rơ của hệ thống cơ khí cần điều khiển
Hình 5.2 Vị trí xung đặt và giá trị xung từ encoder hồi tiếp về
Ta đặt encoder tại bàn trượt ở đề tài này sử dụng thước quang có độ chính xác 5µm, cho động cơ quay trái một khoảng thời gian và quay phải một khoảng thời gian sau đó dừng. Số xung đặt là 274 nhưng do có rơ nên sai lệch là 315 như vậy :
Ta có số xung sai lệnh là 315 – 274 = 41
Áp dụng phương pháp Ziegler-Nichols thứ hai cho mô hình. Thông số của các bộ điều khiển được chọn theo bảng sau:
Bảng 5.1: Thông số Kp, Ki, Kd của hệ thống
Thông số Kp Ki Kd
P 4,9 0
PI 4,410 0,007 0
PID 5,880 0,004 0,001
5.3 Kết quả nhận được khi thực nghiệm trên ba thông số của bảng 5.1
Hình 5.3 Đáp ứng hệ thống cơ khí với bộ điều khiển P chưa bằng vị trí đặt Nhận xét :
Ta có số xung sai lệnh là 639 – 626 = 13 Suy ra độ rơ là 13 x 5µm = 65 µm
Hình 5.4 : Đáp ứng hệ thống cơ khí với bộ điều khiển PI không có vọt lố Nhận xét :
Ta có số xung sai lệnh là 548 – 548 = 0 Suy ra độ rơ là 0 x 5µm = 0 µm
Nhận xét :
Ta có số xung sai lệnh là 1461 – 1460 = 1 Suy ra độ rơ là 1 x 5µm = 5 µm
Như vậy bộ điều khiển PI là đạt mục đích của đề tài. Độ rơ đã giảm từ 205 µm xuống còn 0 µm.
5.3 Kết luận và hướng phát triển của đề tài 5.3.1. Kết luận 5.3.1. Kết luận
Sau thời gian thực hiện, đề tài đã hoàn tất với kết quả như sau: – Xây dựng mô hình hệ khử rơ.
– Hoàn thành mạch điện điều khiển cho toàn hệ thống.
– Hoàn thành chương trình điều khiển của vi điều khiển dspic30f0411. – Hoàn thành chương trình điều khiển giám sát trên máy tính.
– Tính toán và điều chỉnh bộ điều khiển PID vị trí. Tuy nhiên đề tài vẫn còn một số hạn chế:
Chương trình giám sát vẫn còn ở dạng bản thử nghiệm, chưa hoàn thiện các chức năng cần có.
5.3.2. Hướng phát triển của đề tài
Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng độ chính xác của hệ thống cơ khí còn lại như độ biến dạng,…
Xây dựng bộ điều khiển vị trí khác mà các thông số được minh chứng qua thực nghiệm không phải qua mô hình hóa. Đó là xây dựng hàm GI(s) xác định bởi nhận dạng hệ thống, hàm này sẽ chứa toàn bộ các thông số còn lại ảnh hưởng đến độ chính xác.