Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -3- Lời cam đoan Tôi cam đoan toàn nội dung luận văn làm theo định hướng giáo viên hướng dẫn, không chép người khác Các phần trích lục tài liệu tham khảo luận văn Nếu có sai hoàn toàn chịu trách nhiệm Nguyễn Tiến Dũng Footer Page 1Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -4- LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần lý thuyết điều khiển đại ứng dụng rộng rãi thực tế có điều khiển thích nghi Đặc biệt điều khiển thích nghi cho hệ phi tuyến Trong trình mô tả người ta thường đưa giả thiết bỏ qua khâu động khó mô hình coi tham số không đổi theo thời gian Tuy nhiên thực tế giả thiết không đáp ứng được, hệ điều khiển thích nghi (ĐKTN) không bền vững Để ứng dụng ĐKTN điều khiển hệ thực thực tế, việc nâng cao tính bền vững cho hệ ĐKTN yêu cầu cần thiết Với nội dung “ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu” Luận văn gồm phần sau: Chương 1: Tổng quan lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển hệ điều khiển thích nghi bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Sau thời gian hướng dẫn tận tình thầy giáo - TS Nguyễn Văn Vỵ, đến luận văn hoàn thành Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo Bộ môn Tự động hoá thầy cô, anh, chị công tác trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực luận văn Học viên: Nguyễn Tiến Dũng Footer Page 2Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -5- Mục lục Nội dung Trang Phụ bìa Lời cam đoan Lời nói đầu Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Chương mở đầu Mục tiêu luận văn Tính cần thiết luận văn Nội dung luận văn Chương 1: Tổng quan hệ điều khiển thích nghi bền vững 11 1.1 Những vấn đề chung điều khiển thích nghi 11 1.1.1 Lịch sử phát triển ĐKTN 11 1.1.2 Khái niệm chung ĐKTN 13 1.1.3 Hệ ĐKTN theo mô hình mẫu 18 1.1.4 Những tồn hệ ĐKTN hướng giải 21 1.2 Những vấn đề chung hệ điều khiển bền vững 24 1.2.1 Định nghĩa 24 1.2.2 Đặc điểm chung hệ phi tuyến 24 1.2.3 Điều khiển bền vững hệ phi tuyến 32 1.3 Hệ điều khiển thích nghi bền vững 35 1.4 Kết luận chương 37 Chương 2: hệ Điều khiển thích nghi bền vững 38 2.1 Các luật thích nghi bền vững 38 2.2 Hệ MRAC bền vững trực tiếp 39 2.3 Hệ MRAC bền vững gián tiếp 48 Footer Page 3Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -6- 2.4 Kết luận chương 51 Chương Tổng hợp hệ ĐKTNBV nâng cao chất lượng hệ truyền 52 động quấn băng vật liệu 3.1 Nội dung toán 52 3.1.1 Giới thiệu cấu truyền động 52 3.1.2 Lựa chọn phương pháp điều khiển 54 3.2 Tổng hợp hệ 55 3.2.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 55 3.2.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 58 3.2.3 Tính toán thông số sơ đồ 61 3.3 Đánh giá chất lượng hệ 64 3.3.1 Mô hệ thống 64 3.3.2 Kết mô 67 3.4 Kết luận chương 75 Kết luận chung 77 Tài liệu tham khảo 78 Footer Page 4Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -7- Danh mục chữ viết tắt luận văn ĐKTN Điều khiển thích nghi ĐKTNBV Điều khiển thích nghi bền vững MRAC Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu STR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh DSTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh trực tiếp ISTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh gián tiếp Footer Page 5Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -8- CHƯƠNG MỞ ĐẦU Mục tiêu luận văn Luận văn tập trung nghiên cứu, ứng dụng hệ điều khiển thích nghi bền vững điều khiển hệ phi tuyến nói chung hệ truyền động quấn băng vật liệu nói riêng, thoả mãn tính thích nghi thay đổi tham số theo thời gian bền vững sai lệch mô hình nhiễu Mục tiêu luận văn xây dựng hệ điều khiển thích nghi bền vững sau ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Tính cần thiết luận văn Đối với hệ tuyến tính, ĐKTN nói chung thoả mãn yêu cầu đặt chất lượng điều chỉnh Nhưng hệ thống cần điều khiển thực tế hệ phi tuyến có chứa tham số trước thay đổi theo thời gian, cấu trúc đối tượng có phần động học khó mô hình hoá Ngoài trình làm việc hệ chịu nhiễu tác động Vì thiết kế hệ điều khiển thích nghi cho hệ phi tuyến thường phải chấp nhận giả thiết sau: - Đối tượng phần tử không mô hình hoá - Các tham số chưa biết không biến thiên theo thời gian - Trong qua trình làm việc hệ không chịu nhiễu tác động Trong thực tế giả thiết thoả mãn trình làm việc hệ chịu tác động nhiễu, mô hình có phần không mô hình hoá được, sai số việc xác định tín hiệu vào Vì sử dụng hệ ĐKTN cho đối tượng hệ không bền vững Như ưu điểm mà hệ ĐKTN có nhược điểm Footer Page 6Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật -9- ĐKTN không bền vững điều khiển đối tượng phi tuyến chịu nhiễu tác động Để hệ ĐKTN ứng dụng vào hệ điều khiển quấn băng vật liệu, cần phải tìm biện pháp hạn chế nhược điểm Vì lý trên, việc nghiên cứu nâng cao tính bền vững hệ ĐKTN cho hệ điều khiển quấn băng vật liệu cần thiết cần tập trung nghiên cứu Nội dung luận văn Hệ điều khiển thích nghi điển hình bao gồm hai phần chính: luật điều khiển luật thích nghi (luật đánh giá tham số) Bài toán nâng cao tính bền vững hệ điều khiển thích nghi theo hai hướng sau: - Hướng 1: Tìm đánh giá tham số đặc biệt (luật thích nghi bền vững) để đạt tính bền vững hệ - Hướng 2: Tìm luật điều khiển bền vững để ứng dụng vào tổng hợp sơ đồ điều khiển thích nghi Luận văn tập trung giải theo hướng sử dụng luật thích nghi bền vững để ứng dụng cho sơ đồ thích nghi với luật điều khiển thông thường, sau ứng dụng nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Luật điều khiển sử dụng luận văn là: Điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu Bộ đánh giá tham số sử dụng thuật toán nhận dạng bình phương tối thiểu với phương pháp chiếu Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan hệ điều khiển thích nghi bền vững Nội dung chương tập trung vào nghiên cứu đặc điểm chung ĐKTN sâu phân tích tồn ĐKTN xác định hướng nghiên cứu Tìm hiểu độ bất định hệ phi tuyến; dạng sai lệch phương pháp mô tả; Khái niệm Điều khiển bền vững sau tìm hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững Footer Page 7Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133.văn thạc sỹ kỹ thuật - 10 - Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững Nội dung chương tập trung nghiên cứu luật điều khiển thích nghi bền vững; Tìm hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững từ lựa chọn phương pháp điều khiển cho hệ thống quấn băng vật liệu: Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền vũng nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Nội dung chương gồm: - Chọn đối tượng điều khiển; - Mô tả đối tượng (cả hệ); - Tổng hợp hệ ; - Mô để kiểm tra đánh giá chất lượng hệ Footer Page 8Số ofhóa 133.bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật - 11 - CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI BỀN VỮNG 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI 1.1.1 Lịch sử phát triển hệ ĐKTN Trong hệ điều khiển tự động truyền thống, mạch phản hồi thường sử dụng để nâng cao chất lượng điều chỉnh hệ thống Các hệ điều khiển loại có nhược điểm khó khắc phục trình làm việc có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống môi trường làm việc liên tục bị thay đổi, đồng thời thân tham số hệ bất định, trình làm việc hệ chịu tác động nhiễu, dẫn tới chất lượng hệ không đáp ứng hệ đòi hỏi chất lượng cao Điều khiển thích nghi (ĐKTN) đời khắc phục nhược điểm hệ điều khiển tự động truyền thống Trong ĐKTN cấu trúc tham số điều khiển thay đổi nên chất lượng hệ đảm bảo theo tiêu định tham số hệ thay đổi Ban đầu điều khiển thích nghi (ĐKTN) đời nhu cầu hoàn thiện hệ thống điều khiển máy bay Do đặc điểm trình điều khiển máy bay có nhiều thông số biến đổi có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình ổn định quỹ đạo bay, tốc độ bay Năm 1958 sở lý thuyết chuyển động Boocman, lý thuyết điều khiển tối ưu hệ ĐKTN đời Ngay sau đời lý thuyết hoàn thiện chưa ứng dụng số lượng tính toán lớn mà chưa dụng điều kiện giải Hệ ĐKTN có mô hình mẫu (MRAC - Model Reference Adative Control) Whitaker đề xuất giải vấn đề điều khiển lái tự động máy bay năm 1958 Phương pháp độ nhạy luật MIT dùng để thiết kế luật thích nghi với mục đích đánh giá thông số trước sơ đồ MRAC Thời gian việc điều khiển chuyến bay tồn nhiều hạn chế thiếu phương tiện tính toán, xử lý tín hiệu lý thuyết chưa Footer Page 9Sốofhóa 133 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 10 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật - 12 - thật hoàn thiện, đồng thời chuyến bay thí nghiệm bị tai nạn làm cho việc nghiên cứu lý thuyết điều khiển thích nghi bị lắng xuống vào cuối thập kỷ 50 đầu năm 1960 Thập kỷ 60 thời kỳ quan trọng việc phát triển lý thuyết tự động, đặc biệt lý thuyết ĐKTN Kỹ thuật không gian trạng thái lý thuyết ổn định dựa theo luật Lyapunop phát triển Một loạt lý thuyết : Điều khiển đối ngẫu, điều khiển ngẫu nhiên, nhận dạng hệ thống, đánh giá thông số đời cho phép tiếp tục phát triển hoàn thiện lý thuyết ĐKTN Năm 1966 Park đồng nghiệp tìm phương pháp để tính toán lại luật thích nghi sử dụng luật MIT ứng dụng vào sơ đồ MRAC năm 50 cách ứng dụng lý thuyết ổn định Lyapunop Tiến lý thuyết điều khiển năm 60 cho phép nâng cao hiểu biết ĐKTN đóng góp nhiều vào đổi lĩnh vực Những năm 70 phát triển kỹ thuật điện tử máy tính tạo khả ứng dụng lý thuyết vào thực tế Các hệ ĐKTN ứng dụng vào điều khiển hệ thống phức tạp Đầu năm 1979 người ta sơ đồ MARC thập kỷ 70 dễ ổn định nhiễu tác động Tính bền vững ĐKTN trở thành mục tiêu tập trung nghiên cứu nhà khoa học vào năm 1980 Người ta xuất nhiều tài liệu độ không ổn định khâu động học không mô hình hoá nhiễu tác động vào hệ thống Trong năm 80 nhiều thiết kế cải tiến, dẫn đến đời lý thuyết ĐKTN bền vững Một hệ ĐKTN gọi bền vững đảm bảo chất lượng cho lớp đối tượng có đối tượng xét trình làm việc hệ chịu nhiễu tác động Cuối thập kỷ 80 có công trình nghiên cứu hệ ĐKTN bền vững, đặc biệt MARC cho đối tượng có thông số biến thiên theo thời gian tuyến tính Footer Page 10 Số of hóa133 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 62 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -64- Hình 3-9: Sơ đồ mô Simulink hệ truyền động điện yP = G0(s)[1+∆m(s)]uP G0(s) = k p Zp Rp a* 4,324 → 34,93 = = s(s + f s ) s + 2,5s Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 62 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 63 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật ∆m(s) = − -65- M (s + f s ) M c (2.Ts s + 1) =− c K∆ Cu / K I Hình 3-11: Khối véc tơ tín hiệu lọc ω ω = [ω1 ,ω2,yP,r]T Hình 3- 12 Véc tơ tham số θ điều khiển θ = [θ1T,θ2T,θ3T,c0]T = [θ1,θ2,θ3,c0]T Hình - 13: Mô đun điều khiển Up Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 63 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 64 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -66- Với: u p = θ 1T α ( s) Λ( s) T u p + θ 21 α ( s) Λ( s) y p + θ 3T y p + c0 r Hình 3-14: Khối modul chuẩn hoá ^ z − z z − θ PT φ ε= = m m2 Hình 3- 15: Luật đánh giá véc tơ tham số θP đối tượng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 64 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 65 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -67- Với: • θ P = Γ.ε φ − Γεθ P • a = γεφ1 − γ w.a = γ (εφ1 − w.a ) 3.3.2 Kết mô Trên sở sơ đồ Simulink ta tiến hành khảo sát nhiều lần với thay đổi tín hiệu đặt r, nhiễu, mô men Mc nhằm đánh giá chất lượng hệ ĐKTNBV, khả chịu nhiễu tác động hệ So sánh đặc tính hệ với đặc tính hệ điều khiển thông thường (ĐKTT), ta chứng minh hệ thích nghi thay đổi mô men quán tính (khắc phục biến thiên tham số) bền vững nhiễu, điều mà hệ ĐKTT khó đạt * Khi cho Mc nhiễu tác động tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r không đổi ta có kết sau (H3.16) r Hình 3-16: Đặc tính hệ r không đổihttp://www.lrc-tnu.edu.vn Mc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 65 of 133 Header Page Luận 66 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -68- Với: Ym: Đặc tính mô hình mẫu – đặc tính mong muốn; Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt không đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Đặc tính hệ ĐKTNBV Yp luôn bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym, thời gian độ nhỏ, chịu nhiễu tác động chế độ xác lập đặc tính hệ trùng với đặc tính mong muốn thoả mãn yêu cầu hệ thống quấn băng vật liệu; - Đặc tính hệ ĐKTT Yc không ổn định dao đông quanh đặc tính mong muốn không thoả mãn yêu cầu công nghệ hệ thống * Cho Mc nhiễu có dạng xung tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r không đổi ta có kết sau (H3-17) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 66 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 67 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -69- Hình 3-17: Đặc tính hệ r không đổi Mc có dạng xung Với: Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt không đổi Mc có dạng xung; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Đặc tính hệ ĐKTNBV Yp luôn bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym, thời gian độ nhỏ, chịu nhiễu tác động chế độ xác lập đặc tính hệ trùng với đặc tính mong muốn thoả mãn yêu cầu hệ; - Đặc tính hệ ĐKTT Yc không ổn định dao động quanh đặc tính mong muốn, không thoả mãn yêu cầu công nghệ hệ thống * Cho Mc nhiễu có dạng xung tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r dạng chữ nhật ta có kết sau (H3-18) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 67 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 68 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -70- Khi cho tín hiệu ngẫu rnhiên tác động ta có kết sau: Hình 3-18: Đặc tính hệ r thay đổi Mc có dạng xung Với: Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt thay đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Đặc tính hệ ĐKTNBV Yp luôn bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym, thời gian độ nhỏ, chịu nhiễu tác động chế độ xác lập đặc tính hệ trùng với đặc tính mong muốn thoả mãn yêu cầu hệ; - Đặc tính hệ ĐKTT Yc không ổn định dao động có nhiễu Mc trùng với đặc tính mong muón Mc = Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 68 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 69 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -71- * Cho Mc nhiễu có dạng ngẫu nhiên tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r không đổi có dạng hình xung ta có kết sau (H3-19) r Hình 3-19: Đặc tính hệ r thay đổi Mc có dạng Với: Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt thay đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Đặc tính hệ ĐKTNBV Yp luôn bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym, chịu nhiễu tác động chế độ xác lập đặc tính hệ trùng với đặc tính mong muốn thoả mãn yêu cầu hệ; - Đặc tính hệ ĐKTT Yc không ổn định dao động xung quanh đặc tính mong muốn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 69 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 70 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -72- * Cho Mc nhiễu có dạng ngẫu nhiên tăng dần tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r thay đổi ta có kết sau (H3-20) Hình 3-20: Đặc tính hệ r thay đổi Mc biến thiên Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt thay đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Đặc tính hệ ĐKTNBV Yp luôn bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym Mc tăng dần chế độ xác lập Mc tăng đặc tính hệ trùng với đặc tính mong muốn; - Đặc tính hệ ĐKTT Yc không ổn định giảm dần Mc tăng dần, xa dần đặc tính mong muốn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 70 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 71 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -73- * Cho Mc nhiễu có dạng ngẫu nhiên tăng dần tác động vào hệ thống, tín hiệu đặt r thay đổi tăng ta có kết sau (H3-21) Hình 3-21: Đặc tính hệ r thay đổi Mc biến thiên Với: Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt thay đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống Từ kết mô ta thấy: - Khi lượng đặt thay đổi nhiễu thay đổi theo dạng hình sin đặc tính hệ Yp bám theo đặc tính mô hình mẫu Ym chịu ảnh hưởng nhiễu Như hệ thích nghi với thay đổi tham số bền vững với nhiễu tác động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 71 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 72 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -74- - Đặc tính hệ ĐKTT Yc lượng đặt thay đổi nhiễu thay đổi theo dạng hình sin không ổn định dao động xung quang đặc tính mong muốn * Khảo sát đặc tính hệ cho tín hiệu đặt thay đổi theo yêu cầu công nghệ hệ thống quấn băng vật liệu với tốc độ động giảm dần mô men tăng dần chịu nhiễu tác động ta có kết sau (Hình 3-22) r Hình 3-22: Đặc tính hệ r thay đổi Mc biến thiên tăng dần r Hình 3-22: Đặc tính hệ r thay đổi Mc biến thiên tăng dần Với: Yp: Đặc tính hệ tín hiệu đặt thay đổi Mc bất kỳ; Yc: Đặc tính hệ ĐKTT; r: Tín hiệu đặt; Mc: Nhiễu tác động vào hệ thống - Khi tốc độ mô men động thay đổi tương ứng với trình động quấn vật liệu, đường kính lô quấn tăng dần dẫn đến để vận Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 72 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 73 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -75- tốc dài không đổi tốc độ động phải giảm xuống mô men động phải tăng lên tương ứng với mô men tải chịu nhiễu tác động Ta thấy: - Với hệ ĐKTNBV tốc độ động (Yp) bám theo đặc tính mong muốn, ổn định chế độ xác lập đặc tiính trùng với đặc tính mong muốn thoả mãn yêu cầu công nghệ hệ thống; - Đối với hệ điều khiển thông thường tốc độ động (Yc) giảm dần mô men tăng dần dẫn đến dây vật liệu bị trùng không quấn kịp không thoả mãn yêu cầu công nghệ hệ thống 3.4 KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG Bằng cách sử dụng luật thích nghi bền vững áp dụng vào sơ đồ MRAC, luận văn tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền vững theo mô hình mẫu áp dụng vào điều khiển hệ truyền động quấn băng vật liệu Đây hệ truyền động phi tuyến, đòi hỏi tiêu điều chỉnh tốc độ cao, ổn định Kết khảo sát đánh giá mô luận văn đưa kết luận sau: Hệ truyền động quấn băng vật liệu sử dụng động điện chiều hệ phi tuyến thực tế làm việc hệ chịu nhiễu tác động từ môi trường thân hệ, với điều khiển thích nghi bền vững chất lượng hệ đáp ứng yêu cầu mong muốn - Chất lượng động hệ tốt hệ điều khiển thông thường, thời gian độ nhỏ, lượng điều chỉnh nhỏ, dao động - Sai lệch đặc tính mô hình mẫu đặc tính hệ nhỏ; - Chất lượng động chất lượng tĩnh hệ phụ thuộc vào mô men cản có nghĩa hệ bền vững với nhiễu Như hệ thích nghi với thay đổi tham số bền vững với nhiễu tác động Với kết cho phép ta xây dựng hệ truyền động quấn băng vật liệu thoả mãn yêu cầu công nghệ hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 73 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 74 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -76- KẾT LUẬN CHUNG Mục tiêu luận văn thiết kế ĐKTNBV cho hệ thống quấn băng vật liệu nói riêng đối tượng phi tuyến nói chung, thoả mãn tính thích nghi thay đổi tham số, bền vững dối với sai lệch nhiễu Nghĩa xây dựng hệ ĐKTNBV thoả mãn tiêu đặt trước không cho hệ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 74 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 75 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -77- thống quấn băng vật liệu mà cho lớp đối tượng có đối tượng xét Luận văn theo hướng áp dụng luật thích nghi bền vững vào sơ đồ ĐKTN để tạo sơ đồ ĐKTNBV Những kết mà luận văn đạt sau: xây dựng hệ điều khiển thích nghi bền vững theo mô hình mẫu ứng dụng luật thích nghi bền vững vào sơ đồ MRAC Kết ứng dụng vào thiết kế điều khiển cho hệ thống quấn băng vật liệu Qua kết kiểm nghiệm mô xác định tính đắn đề xuất cho phép áp dụng vào điều khiển hệ thực phục vụ cho sản xuất Kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm luận văn nhằm góp phần vận dụng lý thuyết ĐKTNBV vào điều khiển nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu nói riêng hệ phi tuyến nói chung./ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Thượng Hàn - Nguyễn Trọng Quế- Nguyễn Văn Hoà (1994), Điều khiển tối ưu bền vững, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh (2000), Điều khiển tối ưu bền vững, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 75 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page Luận 76 of 133 văn thạc sỹ kỹ thuật -78- Nguyễn Công Hiền,(2000), “ Bài toán ổn định bền vững hệ điều khiển thích nghi” Tuyển tập Hội tự động hoá toàn quốc VICA-4,187191, Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (1996), Truyền động điên, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi (1999), Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phạm Công Ngô (1996), Lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thương Ngô, (1998), Lý thuyết điều khiển tự động đại, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, (1999), Điều khiển phi tuyến, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, (1999), Điều khiển tối ưu bền vững, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 10 Andrew P, Bin Yao, Indirect adaptive robust control of nonlinear systems amplication to electro-mechanical,(2000), August 11 Petros A.loannou(1996), “ Robust Adaptive Control” Prentice- Hall PRT Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 76 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Luận văn gồm phần sau: Chương 1: Tổng quan lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững Chương 2: Hệ điều khiển. .. gian bền vững sai lệch mô hình nhiễu Mục tiêu luận văn xây dựng hệ điều khiển thích nghi bền vững sau ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng. .. cho hệ thống quấn băng vật liệu: Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền vũng nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu Nội dung