3.5.1 Cấu trúc hệ thống thực nghiệm
- Máy tính - phần mềm Matlab 7.0.4 và phần mềm ControlDesk Version 5.0: Toàn bộ thuật toán điều khiển đều được thực hiện thông qua các phần mềm sau đó được dịch và nạp vào card điều khiển DSP
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Thoi gian: t (s) T o c d o : w 1 ; w 2 ( ra d /s )
Hình 3.26. Hệ thống sử dụng BĐK mờ trượt khi đảo chiều quay từ 40 → -40 (rad/s) Tốc độ trục chủ động Tốc độ trục Bị động Sai lệch e(t)
1104. Các phần mềm bao gồm phần mềm lập trình C, phần mềm Matlab 7.04, phần mềm tạo giao diện hiển thị Control Desk. Tất cả các phần mềm này đều được cài đặt trên máy tính. Bộ điều khiển được thiết kế bằng ngôn ngữ Matlab-Simulink. Card DSP 1104 được gá lắp trên Mainboard của máy tính qua khe PCI và lập trình điều khiển, giám sát thông qua máy tính. DSP 1104 hỗ trợ phần mềm Control Desk để tạo giao diện hiển thị. Nhờ phần mềm này mà ta có thể theo dõi toàn bộ các tín hiệu vào ra và các tham số điều khiển
− Card điều khiển DSP 1104: DSP 1104 là Card điều khiển số do hãng dSPACE của Đức sản xuất dựa trên bộ xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor) dấu phẩy động (floating-point) thế hệ thứ ba, họ TMS320Cxx của hãng Texas Instruments (Mỹ). DSP 1104 được thiết kế đặc biệt để phát triển các bộ điều khiển số đa biến tốc độ cao và mô phỏng thời gian thực.
−Driver Servo motor Midi-Maestro 140x14/28: Bộ biến đổi công suất là bộ biến đổi xung áp có đảo chiều dòng, mạch lực dùng tranzitor IGBT.
- Động cơ, khớp nối hai bánh
Hình 3.31 mô tả phần động cơ, khớp nối bánh răng và tải với các thông số.
Toàn bộ phần thiết bị biến đổi năng lượng, tạo xung điều khiển, máy tính và thiết bị tạo luật nhận dạng và điều khiển như hình 3.32.
Hình 3.29: Bộ biến đổi công suất Hình 3.30: Driver DC servo motor
Hình 3.31: Động cơ, khớp nối bánh răng và tải
Kết quả thí nghiệm cho thấy việc đưa thêm khâu chỉnh định thích nghi theo mô hình mẫu cũng phần nào đã cải thiện được chất lượng điều khiển so với bộ điều khiển PI, song không nhiều. Nói cách khác dao động trong hệ vẫn tồn tại và không thể loại bỏ được một cách triệt để, mặc dù đã được thử nghiệm với rất nhiều các bộ tham số khác nhau.
Hình 3.33: Tốc độ khi chưa có bộ điều khiển
Hình 3.34: Tốc độ khi có tín hiệu đặt ω(t) = 50sin(2πt) Khi sử dụng bộ điều khiển PI
Từ kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm ta thấy rằng:
+ Khi chưa có bộ điều khiển, hệ truyền động qua bánh răng dao động, độ ồn rất lớn.
+ Sử dụng bộ điều khiển PI cho hệ thống truyền động có sự tham gia của bánh răng đã cho phép ta giảm đáng kể những dao động gây nên bởi khe hở, đàn hồi và ma sát của bánh răng.
+ Khi có tác động điều khiển bằng bộ điều khiển mờ trượt, hệ thống chạy êm, tiếng ồn cơ khí giảm đi rất rõ rệt. Kết quả trên đã khẳng định tính đúng đắn của thuật toán và cho phép áp dụng vào điều khiển các hệ thống truyền động trong thực tế.
Hình 3.35: Tốc độ khi có tín hiệu đặt ω(t) = 50sin(2πt) Khi sử dụng bộ điều khiển mờ trượt