ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH VÀ ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ Ổ ĐỠ TỪ Học viên : Nguyễn Thị Tuyết Cán hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển Thái Nguyên 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUN TRƢỜNG ĐHKT CƠNG NGHIỆP CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự Do - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CƢÚ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH VÀ ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ Ổ ĐỠ TỪ Học viên : Nguyễn Thị Tuyết Lớp : CHK11 Chuyên nghành : Tự động hoá Cán hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển Ngày giao đề tài : 01/02/2010 Ngày hoàn thành : 29/08/2010 Cán HDKH Học viên PGS.TS Nguyễn Như Hiển Khoa ĐT sau ĐH Nguyễn Thị Tuyết Ban giám hiệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn nhƣ nội dung đề cƣơng yêu cầu thầy giáo hƣớng dẫn Đây cơng trình tơi tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nhƣ nêu phần tài liệu tham khảo Tác giả luận văn Nguyễn Thị Tuyết Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng, hình vẽ, đồ thị chữ viết tắt Lời nói đầu Nội dung Trang CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐỠ TỪ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI 1.1Tổng quan ổ đỡ từ 1.1.1 Ổ đỡ từ tính truyền động động 1.1.2 Hệ truyền động khơng tiếp xúc sử dụng treo từ tính 1.1.3 Cấu trúc đặc trƣng hệ thống truyền động động đƣợc trang bị ổ đỡ từ tính 1.1.4 Hệ truyền động ổ đỡ khơng tiếp xúc 1.1.5 Cấu trúc ổ đỡ không tiếp xúc 1.1.6 Cấu trúc cuộn dây 13 1.1.7 Phân loại ổ đỡ từ 14 1.1.8 Một số ứng dụng phù hợp động máy phát kiểu treo từ tính 15 1.2.Đánh giá phƣơng pháp điều khiển đại 15 1.2.1 Phƣơng pháp điều khiển tối ƣu 15 1.2.2 Phƣơng pháp điều khiển thích nghi 17 1.2.3 Phƣơng pháp điều khiển bền vững 21 1.2.4 Phƣơng pháp điều khiển mờ 22 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN Ổ ĐỠ TỪ 23 2.1 Mơ hình tốn học treo từ tính 23 2.1.1 Cấu trúc điện nguyên lý hoạt động ổ từ 23 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.2 Các mối quan hệ 25 2.1.3 Cơ cấu chấp hành vi sai 28 2.1.4 Động nam châm vĩnh cửu lắp ghép bề mặt 29 2.1.5 Ổ từ chịu tải hƣớng tâm (ổ đỡ từ) 30 2.1.6 Mô ta toan hoc ô tƣ ̉ ́ ̣ ̉ ̃ ̀ 32 2.2 Các tính chất điều khiển đƣợc treo từ tính 38 2.2.1 Lực kéo khơng cân 38 2.2.2 Các nguyên tắc 38 2.2.3 Phép phân tích lõi từ hình chữ C lõi từ hình chữ I 39 2.2.4 Giảm chấn hệ thống treo từ tính 40 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN 43 THÔNG MINH 3.1 Hệ lôgic mờ 43 3.1.1 Khái niệm tập mờ 43 3.1.2 Sơ đồ khối điều khiển mờ 43 3.2 Bộ điều khiển mờ 50 3.2.1 Bộ điều khiển mờ tĩnh 50 3.2.2 Bộ điều khiển mờ động 53 3.2.3 Bộ điều khiển mờ trƣợt 56 3.2.4 Điều khiển mờ thích nghi 57 3.3 Thiết kế điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 57 CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG 61 4.1 Mô với điều khiển PID 61 4.2 Mô với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 62 4.3 So sánh chất lƣợng điều khiển: 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.2 Đánh giá chất lƣợng hệ thống 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NHGỊ 68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TT Tên hình vẽ Hình 1.1 Sự tạo lực từ hƣớng tâm mật độ từ thông khe hở Trang không cân bằng: Hình 1.2 Sơ đồ tƣợng trƣng hệ truyền động khơng tiếp xúc Hình 1.3 Động với ổ đỡ từ Hình 1.4 Truyền động ổ đỡ khơng tiếp xúc Hình 1.5 Hình dạng ổ đỡ từ Hình 1.6 Bộ treo chủ động theo trục: Hình 1.7 Những biến đổi hệ treo tác dụng theo phƣơng Hình 1.8 Sự kết hợp với ổ đỡ từ ổ đỡ khí thơng thƣờng Hình 1.9 Một số hình ảnh ổ đỡ từ truyền thống 10 Hình 1.10 Cấu trúc chung hệ ĐKTN 18 Hình 1.11 Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTN điều chỉnh hệ số khuếch đại 20 Hình 1.12 Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTN theo mơ hình mẫu 20 Hình 1.13 Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTN tự điều chỉnh 21 Hình 2.1 Hệ thống từ treo 24 Hình 2.2 Lõi từ C lõi từ hình chữ I với cuộn cảm 25 Hình 2.3 Mạch từ hố tƣơng đƣơng 27 Hình 2.4 Cơ cấu điều chỉnh vi sai 29 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 2.5 Động nam châm vĩnh cửu lắp ghép bề mặt 30 Hình 2.6 Ổ đỡ từ chịu tải hƣớng tâm 31 Hình 2.7 Mối quan hệ lực hƣớng tâm dịng điện 34 Hình 2.8 Mối quan hệ tuyến tính lực hƣớng tâm với dòng điện phân cực Sơ đồ cách thức điều khiển dịng điện 35 Hình 2.9 Hình 2.10 Sơ đồ câu truc hệ thống từ treo ́ ́ lƣợng từ theo mơt phƣơng ̣ Hình 2.11 Sơ câu truc rut gon ̀ ́ ́ ́ ̣ sử dụng 36 36 37 Hình 2.12 Lực từ kéo (hấp dẫn) kích thƣớc khe hở: (a) kích thƣớc 39 khe hở rộng, (b) kích thƣớc khe hở đƣợc giảm xuống Hình 2.13 Hệ thống treo từ tƣơng đƣơng với hệ thống giảm chấn - 40 khối lƣợng – lò xo Hình 2.14 Sơ đồ câu truc điều khiển ổ đỡ từ ́ ́ 42 Hình 3.1 Hàm liên thuộc biến ngơn ngữ 43 Hình 3.2 Sơ đồ khối điều khiển mờ 44 Hình 3.3 Luật hợp thành 45 Hình 3.4 Mờ hố 46 Hình 3.5 Thực phép suy diễn mờ 46 Hình 3.6 Thực phép hợp mờ 47 Hình 3.7 Những nguyên lý giải mờ 48 Hình 3.8 Cấu trúc hệ logic mờ 49 Hình 3.9 Quan hệ truyền đạt điều khiển mờ theo luật tỉ lệ 50 Hình 3.10 Sơ đồ cấu trúc điều khiển mờ PD 52 Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ thống với điều chỉnh mờ PI(1) 52 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.12 Sơ đồ khối hệ thống với điều khiển mờ PI(2) 52 Hình 3.13 Sơ đồ khối hệ thống với điều khiển mờ PI(3) 53 Hình 3.14 Các hàm h(s(e)) 54 Hình 3.15 Bộ điều khiển mờ trƣợt đầu vào 55 Hình 3.16 Bộ điều khiển mờ trƣợt đầu vào 55 Hình 3.17 Đƣờng chuyển đổi 56 Hình 3.18 Tập mờ đầu vào 56 Hình 3.19 Tập mờ đầu 56 Hình 3.20 Điều khiển mờ chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 56 Hình 3.21 Phƣơng pháp điều khiển thích nghi trực tiếp 57 Hình 3.22 Phƣơng pháp điều khiển thích nghi gián tiếp 57 Hình 3.23 Phƣơng pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 58 Hình 3.24 Bên chỉnh định mờ 58 Hình 3.25 Tập mờ e e‟ 59 Hình 3.26 Tập mờ  59 Hình 3.27 Tập mờ Kp KD 59 Hình 4.1 Sơ đồ mơ dùng điều khiển PID kinh điển 61 Hình 4.2 Kết mô dùng điều khiển PID kinh điển 62 Hình 4.3 Sơ đồ mơ dùng điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 62 Hình 4.4 FIS Editor chỉnh định  64 Hình 4.5 Đầu vào thứ ET 64 Hình 4.6 Đầu vào thứ hai DET 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.7 Đầu  65 Hình 4.8 Luật hợp thành 66 Hình 4.9 Luật hợp thành xây dựng Matlab 66 Hình 4.10 Kết mơ điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Hình 4.11 Sơ đồ mô điều khiển PID kết hợp với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Hình 4.12 Kết mơ điều khiển PID kết hợp với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 67 67 68 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Diễn giải I Bộ điều khiển mờ theo luật tỷ lệ PI Bộ điều khiển mờ theo luật tỷ lệ tích phân PD Bộ điều khiển mờ theo luật tỷ lệ vi phân PID Bộ điều khiển mờ theo luật tỷ lệ vi tích phân ĐKTN Điều khiển thích nghi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng nghệ truyền động tự động sử dụng động không đồng đƣợc phát triển có phạm vi ứng dụng rộng ƣu vƣợt trội so với động chiều nhƣ: Hiệu suất cao, gọn nhẹ, có yêu cầu bảo dƣỡng thấp giá thành rẻ Do phát triển công nghệ truyền động tự động yêu cầu động có cơng suất lớn, tốc độ cao Khi chế độ bảo dƣỡng động gặp phải số hạn chế việc bôi trơn thay ổ đỡ, môi trƣờng chứa chất độc hại, bị nhiễm xạ dây truyền thực phẩm dƣợc phẩm Do ổ đỡ khí khơng cịn phù hợp thiết bị máy quay địi hỏi tốc độ cao, độ xác lớn mà thay vào ổ đỡ khơng tiếp xúc (còn gọi ổ đỡ từ) Đây bƣớc tiến quan trọng cho phép giảm tổn hao tăng độ xác (nhờ loại trừ đƣợc mài mòn ma sát) Với phát triển khoa học cơng nghệ nhƣ việc đƣa phƣơng pháp điều khiển thông minh để điều khiển ổ đỡ từ nhằm nâng cao chất lƣợng hệ thống vấn đề đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Luận văn với đề tài "Nghiên cứu hƣơng pháp điều khiển thông minh đề xuất cấu trúc điều khiển vị trí ổ đỡ từ"nhằm mục đích đề xuất phƣơng pháp điều khiển cho ổ đỡ từ Đó phƣơng pháp điều khiển mờ chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Luận văn gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan ổ đỡ từ phƣơng pháp điều khiển đại Chƣơng 2: Đề xuất cấu trúc điều khiển ổ đỡ từ Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống điều khiển điều khiển thông minh Chƣơng 4: Mô đánh giá chất lƣợng hệ thống Trong trình làm luận văn,dƣới hƣớng dẫn nhiệt tình cán hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển, giúp đỡ ThS.NCS Đặng Danh Hoằng nỗ lực thân tác giả việc tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu tìm hiểu thực tế nhƣng thời gian kimh nghiệm cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bộ chỉnh định mờ x - Bộ điều khiển Nhận dạng tham số y Đối tƣợng Hình 3.21 Phương pháp điều khiển thích nghi trực tiếp Nhận dạng tham số Bộ chỉnh định mờ x - Bộ điều khiển Đối tƣợng y Hình 3.22 Phương pháp điều khiển thích nghi gián tiếp 3.3.Thiết kế điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Bộ điều khiển PID kinh điển đƣợc thiết kế dựa phƣơng pháp biết nhƣ phƣơng pháp tổng hợp hệ thống Ziegler - Nichols, phƣơng pháp Offerein, phƣơng pháp Reinisch … Bộ điều khiển sở cho việc tổng hợp hệ thích nghi sau Khác với phƣơng pháp dùng công tắc chọn điều khiển phù hợp hệ lai, thông số điều khiển thích nghi đƣợc hiệu chỉnh trơn Một điều khiển PID với đầu vào e(t), đầu u(t) có mơ hình tốn học nhƣ sau:  t det  u t   K P et    et dt  TD  TI dt   (3.21) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn KI  K Ds s K K đó: TI  P TD  D KI KP Hoặc G PID s   K P  (3.22) Bộ chỉnh định mờ e, de dt Thiết bị chỉnh định … x - Bộ điều khiển PID Đối tƣợng y Hình 3.23 Phương pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Bộ chỉnh định mờ e Bộ chỉnh định mờ  e Bộ chỉnh định mờ KP KD  Hình 3.24 Bên chỉnh định mờ Các tham số KP, TD, TI hay KP, KI, KD điều khiển PID đƣợc chỉnh định sở phân tích tín hiệu chủ đạo tín hiệu hệ thống, xác sai lệch e(t) đạo hàm de sai lệch Có nhiều phƣơng pháp chỉnh định tham số cho điều dt khiển PID nhƣ chỉnh định qua phiếm hàm mục tiêu, chỉnh định trực tiếp, song phƣơng án đơn giản dễ áp dụng phƣơng pháp chỉnh định mờ Zhao, Tomizuka Isaka (hình 3.23) Với giả thiết tham số KP, KD bị chặn, tức là:    K P  K , K max K D  K , K max P P D D  Zhao, Tomizuka Isaka chuẩn hóa tham số nhƣ sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn K P  K K D  K P D k D  max k P  max KP  KP K D  K D để có  kP, kD  Nhƣ chỉnh định mờ có hai đầu vào e(t), det  đầu kP, kD dt  Trong đó: TI k2   kI  P TD k D Ở ta thiết kế thành ba điều khiển mờ để chỉnh định tham số, sau đƣợc tích hợp lại thành chỉnh định mờ có hai đầu vào e(t), det  đầu KP, dt KD  Với tập mờ đầu vào (hình 3.25), tập mờ đầu cho biến KP, KD (hình 3.27) tập mờ đầu  (hình 3.26) Triển khai mệnh đề hợp thành theo nguyên tắc Maxprod giải mờ phƣơng pháp độ cao   A1 A2 A3 A0 A4 A5 A6 -emax emax  e, e C1 C2 C3 C4 Hình3.25 Tập mờ e e’   Hình 3.26 Tập mờ  B1 B2 K P; K D Hình 3.27 Tập mờ Kp KD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Các luật chỉnh định: * Luật chỉnh định Kp:  e A1 A2 A3 A0 A4 A5 A6 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 A2 B1 B2 B2 B2 B2 B2 B1 A3 B1 B1 B2 B2 B2 B1 B1 A0 B1 B1 B1 B2 B1 B1 B1 A4 B1 B1 B2 B2 B2 B1 B1 A5 B1 B2 B2 B2 B2 B2 B1 A6 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 e A1 * Luật chỉnh định KD:  e A1 A2 A3 A0 A4 A5 A6 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 A2 B2 B2 B1 B1 B1 B2 B1 A3 B2 B2 B2 B1 B2 B2 B2 A0 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 A4 B2 B2 B2 B1 B2 B2 B2 A5 B2 B2 B1 B1 B1 B2 B2 A6 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 e A1 * Luật chỉnh định :  e A1 A2 A3 A0 A4 A5 A6 C1 C1 C1 C1 C1 C1 C1 A2 C2 C2 C1 C1 C1 C2 C2 A3 C3 C2 C2 C1 C2 C2 C3 A0 C4 C3 C2 C2 C2 C3 C4 A4 C3 C2 C2 C1 C2 C2 C3 A5 C2 C2 C1 C1 C1 C2 C2 A6 C1 C1 C1 C1 C1 C1 C1 e A1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG 4.1 Mô với điều khiển PID Từ sơ đồ cấu trúc với thông số hệ thống nhƣ sau [tài liệu]: WCL= 1.57 0.0017s  Wkđ= Wph1= 15800; Wph2= 10000 m= 3.14kg Ta thiết kế điều khiển PID theo phƣơng pháp Ziegler - Nichols nhận đƣợc hệ số sau: Kp = 3; KI = 50; KD = 0.35 Sơ đồ mơ nhƣ hình 4.1 Gain4 15800 PID 1.57 0.31847 0.0017s+1 Constant PID Controller2 Transfer Fcn5 Gain5 Gain1 Gain6 s Integrator6 s Integrator1 Scope1 10000 Hình 4.1 Sơ đồ mơ dùng điều khiển PID kinh điển Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Kết mơ phỏng: Hình 4.2 Kết mơ dùng điều khiển PID kinh điển 4.2 Mô với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Với thuật toán thiết kế điều khiển nhƣ chƣơng ta có sơ đồ mơ phỏng: Gain3 15800 In1 Out1 1.57 0.31847 0.0017s+1 Constant1 Subsystem1 Transfer Fcn1 Gain8 Gain7 s s Integrator1 Integrator3 Scope3 Gain2 10000 Hình 4.3 Sơ đồ mơ dùng điều khiển mờ chỉnhđịnh tham số PID Các bƣớc thiết kế thực Matlab: a Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số  + Định nghĩa biến ngôn ngữ: Đại lƣợng đầu vào thứ điều khiển e(t) ký hiệu ET Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Đại lƣợng đầu vào thứ hai điều khiển de(t ) ký hiệu DET dt Tín hiệu đầu  giá trị rõ + Xác định tập mờ: - Miền giá trị vật lý biến ngôn ngữ: ET=  0.5  0.5 ; DET= 0  1 ;  = 1 5 - Số lƣợng tập mờ: chọn tập mờ ET  (âm lớn, âm vừa, âm nhỏ, không, dƣơng nhỏ, dƣơng vừa, dƣơng lớn) ký hiệu ET  (NB, NM, NS, ZE,PS, PM, PB) DET  (âm lớn, âm vừa, âm nhỏ, không, dƣơng nhỏ, dƣơng vừa, dƣơng lớn) ký hiệu DET  (NB, NM, NS, ZE,PS, PM, PB)   (nhỏ, nhỏ vừa, vừa, lớn) ký hiệu   (S, MS, M, B) - Chọn hàm liên thuộc hình tam giác - Xây dựng luật điều khiển (với tập mờ ta có 49 luật điều khiển) DE NB NM NS ZE PS PM PB NB S S S S S S S NM MS MS S S S MS MS NS M MS MS S MS MS S ZE B M MS MS MS M B PS M MS MS S MS MS M PM MS MS S S S MS MS PB S S S S S S S ET T - Chọn thiết bị hợp thàmh: Theo nguyên tắc Max-prod - Chọn nguyên lý giải mờ: Bằng phƣơng pháp độ cao Ta đƣợc mơ hình sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.4 FIS Editor chỉnh định  Hình 4.5 Đầu vào thứ ET Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.6 Đầu vào thứ hai DET Hình 4.7 Đầu  Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.8 Luật hợp thành Hình 4.9 Luật hợp thành xây dựng Matlab Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn b Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số KD a Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số KP (Hai điều khiển mờ đƣợc thiết kế tƣơng tự nhƣ điều khiển mờ chỉnh định tham số  ).Ta có kết mơ điều khiển mờ chỉnh định tham số PID nhƣ hình 4.10 Hình 4.10 Kết mô điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 4.3 So sánh chất lƣợng điều khiển: Sơ đồ mô Gain4 15800 PID 1.57 s Constant PID Controller2 Transfer Fcn5 Gain5 Gain1 Gain6 s Integrator6 0.31847 0.0017s+1 Integrator1 Scope1 10000 Scope8 Gain3 y 15800 To Workspace Scope3 In1Out1 1.57 0.31847 0.0017s+1 Constant1 Transfer Fcn1 Gain7 Gain2 Gain8 s Integrator3 s t Clock To Workspace1 Integrator2 Subsystem1 10000 Hình 4.11 Sơ đồ mơ điều khiển PID kết hợp với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Kết mơ phỏng: Hình 4.2 Sơ đồ mơ dùng điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID Hình 4.12 Kết mơ điều khiển PID kết hợp với điều khiển mờ chỉnh định tham số PID 4.2 Đánh giá chất lƣợng hệ thống Chƣơng hoàn thành việc thiết kế mô hệ thống sử dụng điều khiển PID kinh điển điều điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID cho hệ truyền động sử dụng ổ đỡ từ Từ kết mô phần mềm Matlap - Simulink ta có nhận xét sau: - Phƣơng pháp thiết kế đơn giản dễ dàng thay đổi luật mờ - Khi dùng điều khiển PID kinh điển thời gian q độ khơng cao nhƣng dùng điều điều khiển mờ chỉnh định tham số PID thời gian độ đạt yêu cầu, chất lƣợng hệ thống tốt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn hoàn thành yêu cầu đặt khảo sát phƣơng pháp điều khiển thơng minh cho ổ đỡ từ phƣơng pháp điều điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID Những đóng góp đề tài nghiên cứu: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Đã tổng hợp tài liệu trình phát triển, cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại, hệ truyền động ổ đỡ từ - Bằng việc phân tích nguyên lý làm việc, mối quan hệ hệ thống truyền động ổ đỡ từ luận văn xây dựng mơ hình tốn học từ đề xuất cấu trúc điều khiển vị trí ổ đỡ từ - Sau đánh giá phƣơng pháp điều khiển thấy uƣ, nhƣợc điểm phƣơng pháp Dƣới hƣớng dẫn thầy PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển đƣợc giúp đỡ ThS.NCS Đặng Danh Hoằng luận văn lựa chọn phƣơng pháp thông minh để điều khiển đồi tƣợng nhằm đảm bảo hệ thống làm việc tốt phƣơng pháp điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID - Trong khuôn khổ luận văn đề cập tới đối tƣợng mang tính chất tuyến tính phát triển đối tƣợng nghiên cứu mang tính chất phi tuyến cho luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Nhƣ Hiển; Bùi Chính Minh (2007); “Điều khiển phi tuyến thích nghi bền vững hệ truyền động nối khớp mềm”, Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab  Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Hồng Minh Sơn (2006), Điều khiển q trình, nhà xuất Bách khoa- Hà Nội [4] Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phƣớc (2006), Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Nhƣ Hiển, Lại Khắc Lãi(2007), Hệ mờ nơ ron, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội [6] Akira Chiba, Tadashi Fukao,Osamu Ichikawa, Masahide Oshima, asatsugu Takemoto and David G Dorrell, Magnetic Bearings and Bearingless Drives [7] C Colin Roberts, The multiple attractions of magnetic bearings, World pumps December 2006, 0262 1762/06 [8] Do K.D and F DeBoer, “Reference defined adaptive control of nonlinear systems without overestimation” Proceedings of the 14th Triennial World Congress of International Federation of Automatic Control, Bejing, China, vol I, 1999, pp 367-372 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [9] Do K.D and J Pan, “Adaptive global stabilization of nonholonomic systems with strong nonlinear drifts”, Systems and Control Letters, vol 46, No 3, 2002, pp 195-205 [10] V Filatov and E H Maslen, Passive Magnetic Bearing for Flywheel Energy Storage Systems, IEEE Transactions on Magnetics, Vol 37, No 6, pp 3913-3924 [11] G-R Duan and D Howe, Robust Magnetic Bearing Control via Eigenstructure Assignment Dynamical Compensation, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol 11, No 2, 2003, pp 204-215 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... khiển ổ đỡ từ nhằm nâng cao chất lƣợng hệ thống vấn đề đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Luận văn với đề tài "Nghiên cứu hƣơng pháp điều khiển thông minh đề xuất cấu trúc điều khiển vị trí ổ. .. lập - Tự Do - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CƢÚ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH VÀ ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ Ổ ĐỠ TỪ Học viên : Nguyễn Thị Tuyết... ổ đỡ từ" nhằm mục đích đề xuất phƣơng pháp điều khiển cho ổ đỡ từ Đó phƣơng pháp điều khiển mờ chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Luận văn gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan ổ đỡ từ phƣơng pháp