BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐĂNG KHOA THIẾT KẾ BỘ NHẬN VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SAN PHẲNG LASER BẰNG HỆ SUY LUẬN MỜ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐĂNG KHOA THIẾT KẾ BỘ NHẬN VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SAN PHẲNG LASER BẰNG HỆ SUY LUẬN MỜ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 60520203 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐĂNG KHOA THIẾT KẾ BỘ NHẬN VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SAN PHẲNG LASER BẰNG HỆ SUY LUẬN MỜ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN TRƢỜNG THỊNH PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Nguyễn Đăng Khoa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/04/1988 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Mỹ Tho, Tiền Giang Dân tộc:Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Khoa Cơ Khí-Công Nghệ Trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp.HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 01229905412 Fax: E-mail: dangkhoa@hcmuaf.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ……/….đến …./ … Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 09/2010 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp.HCM Ngành học: Cơ Điện Tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Nghiên cứu, điều khiển tự động thông số làm việc máy đánh lông gà dây truyền giết mổ gia cầm ứng dụng PLC-S7200 Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: tháng 08/2010 trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp.HCM Ngƣời hƣớng dẫn:TS Nguyễn Văn Hùng i III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 03/2011 đến Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Làm việc Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trƣờng Đại Học Nông Lâm Giảng Viên Tp.HCM Theo học Cao học ngành Kỹ Thuật 10/2013 Điện Tử Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Học Viên Cao Học Kỹ Thuật Tp.HCM ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tôi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày …, tháng ….,năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Đăng Khoa iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: - Thầy PGS.TS.Nguyễn Trƣờng Thịnhvà thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùngđã tận tình hƣớng dẫn động viên suốt trình thực luận văn - Ban giám hiệu, phòng đào tạo Sau Đại Học, ban chủ nhiệm khoa Điện – Điện tử trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn - Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp.HCM cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho thực lắp đặt khảo nghiệm để thực đề tài - Tập thể giảng viên khoa Điện – Điện Tử Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ ThuậtTp Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức quý báu cho suốt trình học trƣờng - Tập thể học viên lớp cao học điện tử khoá 2013Bđã giúp đỡ trình học tập thực đề tài iv TÓM TẮT Thiết bị nhận laser ứng dụng san phẳng đồng ruộng phần quan trọng hệ thống san phẳng đồng ruộng dùng công nghệ laser Thiết bị đƣợc gắn gàu san hệ thống san phẳng Hoạt động thiết bị nhận chùm tia laser từ phát theo mặt phẳng cân từ nhận biết đƣợc gàu san nằm vị trí cao hay thấp mặt đồng để phát lệnh điều khiển gàu lên xuống so với vị trí cân bằngthông qua xi lanh thuỷ lực Để làm đƣợc điều thiết bị phải có bốn mạch cảm biến (gồm nhiều cảm biến laser đƣợc xếp theo độ cao) để nhận biết độ cao mặt đồng Bốn mạch cảm biến đƣợc bố trí nghiêng góc 45ovề bốn phía cho góc nhận tia laser 360ođảm bảo thiết bị hoạt động hệ thống di chuyển Để tăng độ xác giảm hao mòn thiết bị lý thuyết mờ Fuzzy logic đƣợc ứng dụng điều khiển độ mở van thuỷ lực thông qua hộp điều khiển nhận tín hiệu từ phát Hộp điều khiển có nhiệm vụ chuyển đổi công suất từ tín hiệu điều khiển phát lệnh điều khiển van điện từ đóng mở từ điều khiển vị trí gàu san cách nâng hạ xi lanh thuỷ lực Kết chế tạo kiểm nghiệm cho thấy cho thấy thiết bị nhận có kết cấu đơn giản, góc nhận tín hiệu laser 360ođảm bảo hệ thống làm việc máy kéo di chuyển Sai số mặt phẳng 15mm phạm vi bán kính 100m v ABSTRACT A laser receiver applied to laser-controlled fieldleveling is a very important part of field leveling equipment using laser control systems The laser receiver is mounted on the mast attached to the land grading implement The principle of the device is receiving the laser beam from the laser emission device This plane of laser light can be used as the leveling reference whichis transmitted to the control system which actuates the hydraulic system to raise or lower the implement To this, the device must have four sensor circuits (including a series of detectors situated vertically) to identify the field level Four sensor circuits are arranged at an angle of 45 degrees on four sides so that the laser beam angle is 360 °, which ensures effective operation when moving To increase accuracy and limit the equipment in be being eroded, Fuzzy logic theory is applied to the controlling of hydraulic valve aperture through a control box when receiving signals from the transmitter The control box is responsible for converting an output of the control signal and commands the solenoid valve opens resulting in controlling the position of the implement by raising or lowering the hydraulic lifting cylinder Results from manufacturing and testing show that the laser receiver has a simple structure 360 ° laser receiving angle ensures the system works when the tractor moves 15mm plane error is within a radius of 100m vi MỤC LỤC Trang tựa Quyết định giao đề tài LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xiii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 1.4 Tính đề tài 1.5 Phạm vi nội dung nghiên cứu 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu: 1.7 Cấu trúc luận văn: Chƣơng HỆ THỐNG LASER ỨNG DỤNG TRONG SAN PHẲNG ĐỒNG RUỘNG 2.1 Sơ lƣợc hệ thống san phẳng ứng dụng công nghệ laser 2.2 Các thành phần hệ thống Laser san phẳng đồng ruộng vii 2.2.1 Đầu phát laser 2.2.2 Thiết bị nhận điều khiển 10 2.2.3 Hệ thống gàu san 14 2.2.4 Hệ thống điều khiển gàu san 15 2.3 Phân tích nguyên lý, tính toán động học hệ thống gàu san 17 2.3.1 Nguyên lý làm việc hệ thống gàu san 17 2.3.2 Bậc tự cấu 17 2.3.3 Mối quan hệ d2thay đổi góc quay 1 19 Chƣơng HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU SAN PHẲNG 22 3.1 Phân tích đặc tính chùm laser phát từ phát 22 3.2 Chọn cảm biến quang 24 3.3 Thiết kế nhận laser hộp điều khiển ứng dụng san phẳng 26 3.3.1 Thiết kế mạch cảm biến 27 3.3.2 Bố trí mạch cảm biến cho nhận 30 3.3.3 Xử lý tín hiệu laser trƣớc đƣa vào điều khiển 30 3.3.4 Thiết kế phần cứng mạch điều khiển 32 3.4 Kết chế tạo 35 Chƣơng ĐIỀU KHIỂN GÀU SAN TRONG HỆ THỐNG SAN PHẲNG ĐỒNG RUỘNG 37 4.1 Lựa chọn phƣơng pháp điều khiển hệ thống 37 4.1.1 Điều khiển theo mức 37 4.1.2 Điều khiển PID 37 4.1.3 Điều khiển mờ luật Nếu…Thì… 38 viii 4.1.4 Điều khiển mờ ANFIS 38 4.2 Thuật toán điều khiển thiết bị nhận laser 39 4.3 Ứng dụng Logic mờ (Fuzzy logic) điều khiển gàu san 41 4.3.1 Logic mờ (Fuzzy logic) ? Tại sử dụng? 41 4.3.2 Ứng dụng Fuzzy logic điều khiển nhận laser 41 4.3.3 Xây dựng hàm thành viên 45 4.3.4 Kết chạy mô 48 Chƣơng THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 51 5.1 Phƣơng pháp tiến hành khảo nghiệm 51 5.2 Kết đo đạc đánh giá hiệu thiết bị 52 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56 6.1 Kết luận 56 6.2 Đề nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 59 Phụ lục 1: Mã nguồn điều khiển hệ thống san phẳng 59 Phụ lục 2: Một số hình ảnh trình chế tạo lắp đặt thiết bị nhận laser 68 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: San ƣớt tay Hình 1.2: San ƣớt dùng trâu Hình 1.3: Cày đất Hình 1.4: San ƣớt bừa máy kéo tay .2 Hình 1.5: San phẳng mặt đồng ứng dụng công nghệ phát tia laser Hình 1.6: Hệ thống san phẳng Mỹ (a) Úc (b) .3 Hình 1.7: Liên hợp máy hệ thống san phẳng Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo liên hợp máy san laser Hình 2.2: Cấu tạo phát laser Hình 2.3: Bộ nhận lắp dụng cụ đo độ cao 11 Hình 2.4: Bộ nhận lắp gàu san 11 Hình 2.5: Đầu nhận Laser LR 40 Trimble 12 Hình 2.6: Đầu nhận Laser Trimble .12 Hình 2.7: Hộp điều khiển (Control box) 13 Hình 2.8: Sơ đồ kết nối hộp điều khiển với thiết bị 14 Hình 2.9: Các thành phần hệ thống gàu san 15 Hình 2.10: Sơ đồ thuỷ lực điều khiển gàu san 16 Hình 2.11: Hệ thống gàu san phẳng đồng ruộng .17 Hình 2.12: Mô hình vật lý hệ thống gàu san .18 Hình 2.13: Phân tích chuyển vị gàu san .19 Hình 3.1: Chùm tia laser phát từ phát 22 x Hình 3.2: Mối quan hệ vận tốc góc vận tốc dài điểm A 23 Hình 3.3:Sơ đồ nguyên lý IC 9684 24 Hình 3.4: Phổ đáp ứng IC9684 25 Hình 3.5: Sơ đồ khối thiết bị nhận laser 27 Hình 3.6: Nguyên lý ghép phần tử cảm biến 28 Hình 3.7: Mạch nguyên lý mạch kết nối 9681 board mạch thực tế .29 Hình 3.8: Sơ đồ bố trí phần cứng phận laser 30 Hình 3.9: Sơ đồ khối nhận laser 31 Hình 3.10: Thiết kế lọc nhiễu ánh sáng trắng 31 Hình 3.11: Sơ đồ khối điều khiển 32 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển trung tâm STM32 .33 Hình 3.13: Kết chế tạo board mạch điều khiển STM32 .33 Hình 3.14: Solid Sate Relay (SSR) 34 Hình 3.15: Sơ đồ mạch hộp điều khiển .35 Hình 3.16: Mạch cảm biến board điều khiển trung tâm .35 Hình 3.17: Hộp điều khiển chế tạo thực tế 36 Hình 3.18: Hộp nhận tín hiệu laser 36 Hình 3.19: Lắp thiết bị nhận laser gàu .36 Hình 4.1: Điều khiển góc nâng gàu san điều khiển theo mức .37 Hình 4.2: Điều khiển góc nâng gàu san dựa vào phƣơng trình toán PID 37 Hình 4.3: Điều khiển góc nâng gàu san hệ suy luận mờ luật Nếu…Thì… 38 Hình 4.4: Điều khiển gàu san dựa vào hệ suy luận mờ ANFIS 38 Hình 4.5: Bộ điều khiển theo mức điều khiển di chuyển gàu san 39 xi Hình 4.6: Giải thuật điều khiển trung tâm 40 Hình 4.7: Sơ đồ khối điều khiển gàu san Fuzzy logic 42 Hình 4.8 Ý tƣởng hình hài hàm tốc độ di chuyển gàu san 43 Hình 4.9 Tốc độ thay đổi vị trí gàu với chiều cao đo lƣờng .43 Hình 4.10: Bộ điều khiển Fuzzy logic dạng Mamdani .45 Hình 4.11: Các hàm thành viên ngõ vào Fuzzy logic biến “Level” 45 Hình 4.12: Hàm thành viên ngõ vào Fuzzy logic biến “Rate” 46 Hình 4.13: Hàm thành viên ngõ Fuzzy logic biến “Valve” 47 Hình 4.14: Điều khiển Fuzzy Logic dùng Rule Viewer 49 Hình 4.15: Điều khiển Fuzzy Logic dùng Rule Viewer 49 Hình 4.16: Đồ thị thể mặt phẳng sai số cho hai yếu tố đầu vào 50 Hình 5.1: Phƣơng pháp đo độ cao mặt đồng .51 Hình 5.2: Mối quan hệ hmin, hmaxvà htb 52 Hình 5.3: Đồ thị mô mặt đồng trƣớc sau san phẳng 55 xii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1: Kết khảo nghiệm chu kỳ quét tia laser .23 Bảng 3.2: Bảng thông số photo IC 9684 26 Bảng 4.1: Các thông số thiết kế nhận laser 42 Bảng 4.2: Các tham số điều khiển Fuzzy logic .44 Bảng 4.3: Không gian vào hàm thành viên ngõ vào cho biến “Level” 46 Bảng 4.4: Không gian vào hàm thành viên cho biến ngôn ngữ “Rate” .46 Bảng 4.5: Không gian ngõ hàm thành viên biến ngõ “Valve” 47 Bảng 4.6: Bảng tóm tắt luật suy diễn mờ 48 Bảng 5.1: Độ cao mặt đồng trƣớc san phẳng 52 Bảng 5.2: Bảng mô tả độ mấp mô mặt đồng so với độ cao trung bình 53 Bảng 5.3: Độ cao mặt đồng sau san phẳng 53 xiii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong sản xuất nông nghiệp chuẩn bị đất công đoạn quan trọng Trong đó, khâu làm đất đặc biệt khâu san phẳng có ý nghĩa lớn giúp cho mặt đồng phẳng dễ hứng thấm nƣớc mức tốt Công việc trƣớc chủ yếu ngƣời nông dân thực cách thủ công tốn nhiều công độ xác không cao Ở Việt Nam năm trƣớc kỷ 19, san phẳng đƣợc thực nhờ vào sức kéo trâu bò tay ngƣời chủ yếu (hình 1.1 1.2 ) [1] Hình 1.1: San ƣớt tay Hình 1.2: San ƣớt dùng trâu Bƣớc sang kỷ 19, giới hoá đƣợc ứng dụng nông nghiệp việc san phẳng đƣợc thực với các khâu cày đất và san khô bằ ng máy ủi (hình 1.3), san tinh dùng mực nƣớc với bánh lồng bừa gắn máy kéo (hình 1.4) [1] Hình 1.3: Cày đất Hình 1.4: San ƣớt bừa máy kéo tay San thủ công hoă ̣c bằ ng máy dƣ̣a theo mƣ́c nƣớc mă ̣t đồ ng tố n nhiề u thời gian công sƣ́c Nhƣơ ̣c điể m lớn nhấ t là không xác nên đô ̣ chênh lê ̣ch vẫn cao, dẫn đế n các tổ n ̣i về nƣớc, phân bón,…và tổ n thấ t sản phẩ m Hiện giới vấn đề san phẳng đồng ruộng đƣợc thực tự động hoàn toàn công nghệ laser (hình 1.5) [2] Máy canh tác Chùm tia Laser Hình 1.5: San phẳng mặt đồng ứng dụng công nghệ phát tia laser (Nguồn: International Rice Reseach Institute (IRRI)) Chùm tia laser đƣợc phát từ pháttheo phẳng ngang mặt đồng Các máy canh tác chạy mặt đồng đƣợc gắn thiết bị nhận tín hiệu laser điều khiển cấu chấp hành máy Ở số nƣớc việc san phẳng đƣợc phát triển điều khiển tự động công nghệ GPS (hình 1.6) [3] a) b) Hình 1.6: Hệ thống san phẳng Mỹ (a) Úc (b) (Nguồ n:Trầ n Văn Khanh, ctv, 2013) Sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS định đƣợc vị trí, khoảng cách đối tƣợng Tuy nhiên hạn chế phƣơng pháp bao gồm việc giá thành đắt, chế tạo phức tạp Trong ứng ứng dụng san phẳng mặt động nƣớc ta khó thực đƣợc Việc ứng dụng hệ thống san phẳng điều khiển laser (hình 1.7) Việt Nam từ năm 2005 đến năm 2008 cho thấy tiết kiệm đƣợc khoảng 25 - 30% lƣợng nƣớc tƣới tiêu, giảm mật độ cỏ dại từ 45 - 66%, cỏ phát sinh chậm có suất lúa cao khoảng 350 kg/ha so với đồng ruộng không san phẳng [2,8] Tuy nhiên, việc triển khai diện rộng hệ thống san phẳng điều khiển laser gặp phải nhiều trở ngại hệ thống thiết bị nhận điều khiển phải nhập ngoại, giá thành cao Ngoài ra, vấn đề bảo trì, sửa chữa chủ động đƣợc thiết bị công nghệ cao, độc quyền phải phụ thuộc vào đối tác cung cấp Từ lý trên, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị san phẳng đồng ruộng, nghiên cứu thiết kếchế tạo thiết bị nhận điều khiển laser cần thiết cấp bách nhằm đáp ứng nhu cầu, cho phép hạ giá thành, chủ động đƣợc công việc sửa chữa, bảo trì Qua đó, cho phép làm chủ công nghệ để cải tiến, phát triển kết cấu phù hợp với điều kiện canh tác nƣớc, tạo sản phẩm cạnh tranh thị trƣờng giới góp phần ứng dụng tiến kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp Hình 1.7: Liên hợp máy hệ thống san phẳng Xuất phát từ nhu cầu trên, với mong muốn làm chủ công nghệ nội địa hoá sản phẩm để kỹ thuật san phẳng tia laser đƣợc ứng dụng rộng rãi sản xuất nông nghiệp điều cần thiết Vì vậy, với chấp thuận phòng sau đại học, Khoa Điện – Điện tử trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Mình, dƣới hƣớng dẫn Thầy PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnh Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùng, học viên Nguyễn Đăng Khoa thực đề tài: ”Thiết kế nhận điều khiển hệ thống san phẳng laser hệ suy luận mờ” 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, thiết kế thiết bị nhận laser hộp điều khiển hệ thống gàu san ứng dụng san phẳng đồng ruộng dựa thuật toán Fuzzy Logic nhằm hạ giá thành, tăng độ xác, giảm hao mòn máy phá vỡ thiết bị Bên cạnh làm chủ công nghệ, chủ động thiết bị giảm chi phí sửa chữa, bảo hành, đóng góp vào phát triển ứng dụng kỹ thuật laser san phẳng đồng ruộng nói riêng nông nghiệp Việt Nam nói chung 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Với phát triển không ngừng khoa học công nghệ nay, việc ứng dụng hệ thống san phẳng mặt đồng sử dụng kỹ thuật laser cần thiết, giúp hạn chế cỏ dại, tiết kiệm nƣớc khâu tƣới tiêu, giảm thời gian tƣới tiêu, tăng suất chất lƣợng Theo thống kê Trung tâm Năng lƣợng Máy Nông nghiệp (CAEM), Trƣờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh việc ứng dụng hệ thống san phẳng laser (Laser levelling) từ năm 2005 đến năm 2008 cho thấy: - Tiết kiệm khoảng 25% ÷ 30% lƣợng nƣớc tƣới tiêu - Giảm độ cỏ dại từ 45% ÷ 66% cỏ phát sinh chậm - Giảm công lao động - Năng suất lúa cao khoảng 350 kg/ha so với cánh đồng không san phẳng [2,8] Đề xuất phƣơng án thiết kế hoàn toàn mới, thiết bị nhận điều khiển gàu san ứng dụng san phẳng đồng ruộng dựa vào thuật toán mờ Fuzzy logic 1.4 Tính đề tài Thực trạng nƣớc, việc nghiên cứu thiết bị điều khiển tia laser chƣa đƣợc phát triển mạnh, đặc biệt chƣa có việc ứng dụng cải tạo mặt đồng Với nhận xét nội dung đề xuất nhƣ trên, đề tài chứa đựng tính khoa học thiết kế chế tạo thiết bị nhậnlaser phù hợp với liên kết điều khiển thuỷ lực điều kiện san phẳng đất lúa Việt Nam yêu cầu cánh đồng mẫu lớn Đồng sông Cửu Long S K L 0 [...]... Hình 4.3: Điều khiển góc nâng gàu san bằng hệ suy luận mờ luật Nếu…Thì… 38 Hình 4.4: Điều khiển gàu san dựa vào hệ suy luận mờ ANFIS 38 Hình 4.5: Bộ điều khiển theo mức điều khiển di chuyển của gàu san 39 xi Hình 4.6: Giải thuật điều khiển trung tâm 40 Hình 4.7: Sơ đồ khối bộ điều khiển gàu san bằng Fuzzy logic 42 Hình 4.8 Ý tƣởng hình hài hàm tốc độ di chuyển của gàu san 43 Hình... GÀU SAN TRONG HỆ THỐNG SAN PHẲNG ĐỒNG RUỘNG 37 4.1 Lựa chọn phƣơng pháp điều khiển hệ thống 37 4.1.1 Điều khiển theo mức 37 4.1.2 Điều khiển bằng PID 37 4.1.3 Điều khiển mờ luật Nếu…Thì… 38 viii 4.1.4 Điều khiển mờ ANFIS 38 4.2 Thuật toán điều khiển thiết bị nhận laser 39 4.3 Ứng dụng Logic mờ (Fuzzy logic) trong điều khiển gàu san. .. ngại do hệ thống thiết bị nhận và điều khiển phải nhập ngoại, giá thành cao Ngoài ra, vấn đề bảo trì, sửa chữa không thể chủ động đƣợc vì đây là thiết bị công nghệ cao, độc quyền phải phụ thuộc vào đối tác cung cấp Từ 3 các lý do trên, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị san phẳng đồng ruộng, trong đó nghiên cứu thiết kếchế tạo thiết bị nhận và điều khiển bằng laser là cần thiết và cấp... phát từ bộ phát 22 3.2 Chọn cảm biến quang 24 3.3 Thiết kế bộ nhận laser và hộp điều khiển ứng dụng trong san phẳng 26 3.3.1 Thiết kế mạch cảm biến 27 3.3.2 Bố trí các mạch cảm biến cho bộ nhận 30 3.3.3 Xử lý tín hiệu laser trƣớc khi đƣa vào bộ điều khiển 30 3.3.4 Thiết kế phần cứng mạch điều khiển 32 3.4 Kết quả chế tạo 35 Chƣơng 4 ĐIỀU KHIỂN... 9 2.2.2 Thiết bị nhận và điều khiển 10 2.2.3 Hệ thống gàu san 14 2.2.4 Hệ thống điều khiển gàu san 15 2.3 Phân tích nguyên lý, tính toán động học hệ thống gàu san 17 2.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống gàu san 17 2.3.2 Bậc tự do của cơ cấu 17 2.3.3 Mối quan hệ khi d2thay đổi và góc quay 1 19 Chƣơng 3 HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU SAN PHẲNG ... điều khiển .35 Hình 3.16: Mạch cảm biến và board điều khiển trung tâm .35 Hình 3.17: Hộp điều khiển chế tạo thực tế 36 Hình 3.18: Hộp nhận tín hiệu laser 36 Hình 3.19: Lắp thiết bị nhận laser trên gàu .36 Hình 4.1: Điều khiển góc nâng gàu san bằng bộ điều khiển theo mức .37 Hình 4.2: Điều khiển góc nâng của gàu san dựa vào phƣơng trình toán và PID 37 Hình 4.3: Điều. .. điều hết sức cần thiết Vì vậy, với sự chấp thuận của phòng sau đại học, Khoa Điện – Điện tử trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Mình, dƣới sự hƣớng dẫn của Thầy PGS.TS Nguyễn Trƣờng Thịnh và Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùng, học viên Nguyễn Đăng Khoa thực hiện đề tài: Thiết kế bộ nhận và điều khiển hệ thống san phẳng laser bằng hệ suy luận mờ 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, thiết kế thiết. .. 1.4: San ƣớt bằng bừa trên máy kéo tay .2 Hình 1.5: San phẳng mặt đồng ứng dụng công nghệ phát tia laser 2 Hình 1.6: Hệ thống san phẳng ở Mỹ (a) và Úc (b) .3 Hình 1.7: Liên hợp máy hệ thống san phẳng 4 Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo của liên hợp máy san laser 8 Hình 2.2: Cấu tạo bộ phát laser 9 Hình 2.3: Bộ nhận lắp trên dụng cụ đo độ cao 11 Hình 2.4: Bộ nhận. .. nhận lắp trên gàu san 11 Hình 2.5: Đầu nhận Laser LR 40 của Trimble 12 Hình 2.6: Đầu nhận Laser của Trimble .12 Hình 2.7: Hộp điều khiển (Control box) 13 Hình 2.8: Sơ đồ kết nối hộp điều khiển với các thiết bị 14 Hình 2.9: Các thành phần hệ thống gàu san 15 Hình 2.10: Sơ đồ thuỷ lực điều khiển gàu san 16 Hình 2.11: Hệ thống gàu san phẳng đồng ruộng... thiết kế thiết bị nhận laser và hộp điều khiển hệ thống gàu san ứng dụng trong san phẳng đồng ruộng dựa trên thuật toán Fuzzy Logic nhằm hạ giá 4 thành, tăng độ chính xác, giảm hao mòn máy và sự phá vỡ các thiết bị Bên cạnh đó làm chủ công nghệ, chủ động về thiết bị và giảm chi phí sửa chữa, bảo hành, đóng góp vào sự phát triển ứng dụng kỹ thuật laser và san phẳng đồng ruộng nói riêng và nông nghiệp Việt