Đang tải... (xem toàn văn)
Điều khiển chống rung bằng phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN CHỐNG RUNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO DẠNG TÍN HIỆU ĐẦU VÀO Trưởng môn : TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : TS Dương Minh Đức Hà Nội, 6-2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN - CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Khóa: Khoa/Viện: Ngành: Đầu đề thiết kế Các số liệu ban đầu Nội dung phần thuyết minh tính toán Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ) Họ tên cán hướng dẫn Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm …… Trưởng môn Cán hướng dẫn ( Ký, ghi rõ họ, tên) ( Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày… tháng … năm 2013 Người duyệt Sinh viên ( Ký, ghi rõ họ, tên) ( Ký, ghi rõ họ, tên) LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Điều khiển chống rung phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo TS Dương Minh Đức Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày…… tháng…… năm 2013 Sinh viên thực MỤC LỤC Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Danh mục từ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ZV Zero - Vibration Không dao động ( xung đầu vào) ZV-D Zero - Vibration - Derative Không dao động - đạo hàm ( xung) FFT Fast Fourier Transformation Phép biến đổi Fourier rời rạc Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Rung động tượng thường gặp thực tế Nó diễn trình sản xuất, vận chuyển cầu trục, vận chuyển chất lỏng… gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng trình hoạt động Ngoài ra, tượng rung động làm máy móc bị hao mòn nhanh, gây nguy hiểm tới an toàn người lao động Vì chống rung nhu cầu thiết yếu mang lại lợi ích không nhỏ thực tế sản xuất Do đó, em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “ Điều khiển chống rung phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào” Đây phương pháp đơn giản hiệu việc chống rung động Đồ án thực hướng dẫn thầy giáo TS Dương Minh Đức Đồ án bao gồm phần sau: Chương 1: Hiện tượng rung động vấn đề chống rung thực tế Chương 2: Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Chương 3: Nhận dạng mô hình dao động Chương 4: Xây dựng mô hình thực nghiệm Do thời gian có hạn kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Vì em kính mong nhận lời nhận xét, đánh giá góp ý thầy, cô để em khắc phục phát triển vấn đề tồn đồ án Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013 Sinh viên thực Chương Hiện tượng rung động vấn đề chống rung thực tế Chương HIỆN TƯỢNG RUNG ĐỘNG VÀ VẤN ĐỀ CHỐNG RUNG TRONG THỰC TẾ 1.1 Giới thiệu chung Dao động hay rung động khái niệm vật lý dùng để mô tả thay đổi vị trí chuyển động so với vị trí cân bằng, chuyển động lặp lặp lại chu kỳ thời gian có biên độ giảm gần trở vị trí cân Một hệ thống thực tế kết hợp nhiều phận, chi tiết gắn chặt với nhau, hỗ trợ cho để từ tạo thành tổng thể gắn kết Đó phần tòa nhà, tàu, máy móc, động số hệ thống khác Trước cách mạng công nghiệp xảy ra, hệ thống có khối lượng lớn sử dụng vật liệu có kích thước lớn nặng gỗ nặng, đá, vật liệu đúc…để chế tạo Đồng thời lượng cung cấp cho hệ thống, máy móc có cường độ nhỏ đáp ứng hệ thống thấp Hơn nữa, phương pháp thiết kế hay xây dựng hệ thống thường đưa thêm cấu trúc giảm sóc, từ làm cho đáp ứng hệ thống giảm Hơn 200 năm qua, với đời ngành nghiên cứu vật liệu cho đời nhiều loại vật liệu nhẹ có cấu trúc tương đối bền vững gang, thép nhôm… Những vật liệu nâng cao tính chất vật liệu, độ bền, chịu tải trọng lớn…Do đó, khối lượng hệ thống giảm cách đáng kể Bên cạnh đó, với yêu cầu thực tế tăng suất hiệu trinhg hoạt động tốc độ làm việc hệ thống, máy móc phải tăng lên Hiệu cấu chấp hành động cơ, van khí nén… cải thiện, với tốc độ ngày tăng độ lớn lượng cấp cho hệ thống cần phải tăng lên Quá trình tăng kích thước, giảm khối lượng hệ thống tiếp tục tăng tốc độ hoạt động Rung động xảy hầu hết máy móc, cấu trúc, xây dựng hệ thống động Sự đối lập thiết kế hệ thống máy móc giảm trọng lượng tăng tốc độ hoạt động làm cho rung động hệ thống lớn Trong thực tế tồn rung động có lợi tạo theo mong muốn người Chúng tạo nhằm đáp ứng nhu cầu người để phục vụ trình sản xuất rung động máy sàng rung, phễu nạp liệu, băng tải, máy đánh bóng… Bên cạnh đó, đa phần 10 Phụ lục PHỤ LỤC P1 Tính toán cho trường hợp sử dụng hai xung đầu vào Thay t1 = A1 = vào phương trình thứ hai (2.14) ta được: A2 e −ξ ω ( t −t ) sin(ω0 − ξ t2 ) = 0 2 ⇒ sin(ω0 − ξ 02 t2 ) = ⇒ ω0 − ξ 02 t2 = π ⇒ t2 = π ω0 − ξ 02 Thay giá trị t1, A1, t2 vào phương trình thứ (2.12) ta được: e −ξ0ω0t2 − A2 = −ξ 0ω0t2 =e Suy A2 = e −ξ0ω0 π ω0 1−ξ02 =e − ξ0π 1−ξ02 P2 Độ bền vững với sai lệch tần số dao động tự nhiên Đạo hàm V1, V2 theo ω0 ta được: N dV1 = ∑ − Aiξ (t N − ti )e −ξ0ω0 ( tN −ti )cos(ω0 − ξ 02 ti ) − Ai − ξ 02 ti e −ξ0ω0 ( t N −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) d ω0 i =1 N dV2 = ∑ − Aiξ (t N − ti )e −ξ0ω0 ( tN −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) + Ai − ξ 02 ti e −ξ0ω0 ( tN −ti )cos(ω0 − ξ 02 ti ) d ω0 i =1 Với điều kiện: dV1 dV = 0; = d ω0 d ω0 Mà: N V1 = ∑ Ai e −ξ0ω0 (tN −ti )cos(ω0 − ξ02 ti ) = i =1 N V2 = ∑ Ai e −ξ0ω0 ( tN −ti ) sin (ω0 − ξ 02 ti ) = i =1 Thay vào ta được: N ∑ ξ At e i =1 i i −ξ0ω0 ( t N −ti ) cos(ω0 − ξ 02 ti ) − − ξ 02 Ai ti e −ξ0ω0 (t N −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) = 75 Phụ lục N ∑ ξ At e i =1 i i −ξ 0ω0 ( t N −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) + − ξ 02 Ati i e −ξ0ω0 (t N −ti ) cos(ω0 − ξ 02 ti ) = Đặt: N x = ∑ ξ Ati i e −ξ0ω0 (tN −ti )cos(ω0 − ξ 02 ti ) i =1 N y = ∑ ξ0 Ati i e −ξ0ω0 (tN −ti )sin(ω0 − ξ 02 ti ) i =1 Hệ phương trình trở thành: ξ x − − ξ 02 y = − ξ02 x + ξ y = Nhân vế phương trình đầu với ξ0 phương trình thứ ta được: − ξ 02 cộng x = y = N −ξ0ω0 ( t N −ti ) x = cos(ω0 − ξ 02 ti ) = ∑ ξ Ati i e i =1 ⇒ N y = ξ At e −ξ0ω0 (tN −ti )sin(ω − ξ t ) = ∑ i i 0 i i =1 P3 Tính toán cho trường hợp sử dụng ba xung đầu vào Từ phương trình thứ hai (2.14) kết tính toán phục lục P2.2, dễ thấy t3 > t > t1 = nên: sin(ω0 − ξ 02 t2 ) = 0;sin(ω0 − ξ02 t3 ) = Từ ta thu được: ω0 − ξ 02 t2 = π ; ω0 − ξ 02 t3 = 2π t2 = π ω0 − ξ 02 ; t3 = 2π ω0 − ξ 02 Thay vào phương trình lại (2.14), ta có: e A2 − ξ0 2π 1−ξ02 + A2 e − ξ0 π e ω0 − ξ − ξ0 π 1−ξ0 π 1−ξ02 cos(π ) + A3cos(2π ) = cos(π ) + A3 2π cos(2π ) = ω0 − ξ Thu gọn: e − ξ0 2π 1−ξ0 − A2 e − ξ0 76 π 1−ξ0 + A3 = Phụ lục A3 = A2e π 1−ξ −ξ0 Thay phương trình vào phương trình trên: A2e −ξ0 π 1−ξ 02 ⇒ A2 = 2e =e −ξ0 A2 e Vậy với A1 = 1, t1 = 0, ta giải được: 1−ξ 02 π 1−ξ02 −ξ0 ⇒ A3 = 2π − ξ0 = 2K π 1−ξ 02 =e −ξ0 2π 1−ξ 02 = K2 A2 = K , t2 = ∆T , A3 = K , t3 = 2∆T Cũng với ý: A1 + A2 + A3 = 1, ta thu kết xác: A1 = 2K K2 A = A = K + 2K + , K + 2K + , K + 2K + P4 Độ bền vững với sai lệch hệ số dao động tắt dần Đạo hàm V1, V2 theo ξ0 ta được: dV N ξ0 = ∑ − Aiω0 (t N − ti )e −ξ0ω0 ( tN −ti )cos(ω0 − ξ 02 ti ) + Aiω0ti e −ξ0ω0 ( tN −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) dξ − ξ 02 i =1 N dV2 ξ0 −ξ0ω0 ( t N − ti ) −ξ0ω0 ( t N − ti ) 2 = − A ω ( t − t ) e sin( ω − ξ t ) − A ω t e cos( ω − ξ t ) ∑ i N i 0 i i i 0 i dξ i =1 − ξ Với điều kiện: dV1 dV = 0; = dξ0 dξ Mà: N −ξ0ω0 ( t N −ti ) V = cos(ω0 − ξ02 ti ) = ∑ Ai e i =1 N V = A e −ξ0ω0 (tN −ti )sin(ω − ξ t ) = i 0 i ∑ i =1 Thay vào ta có: 77 Phụ lục N ∑ Aiω0ti e −ξ0ω0 ( tN −ti ) cos(ω0 − ξ 02 ti ) + Aiω0ti i =1 N −ξ ω ( t −t ) ∑ Aiω0ti e 0 N i sin(ω0 − ξ ti ) − Aiω0ti i =1 Biển đổi tiếp ta có: e sin(ω0 − ξ t ) = − ξ0 2ξ e −ξ0ω0 ( tN −ti )cos(ω0 − ξ 02 ti ) = − ξ 02 2ξ −ξ 0ω0 ( t N −ti ) i N − ξ0ω0 ( t N −ti ) cos(ω0 − ξ 02 ti ) + ξ Ati i e −ξ0ω0 (tN −ti ) sin(ω0 − ξ02 ti ) = ∑ − ξ Ati i e i =1 N − ξ At e −ξ0ω0 ( tN −ti )sin(ω − ξ t ) − ξ At e −ξ0ω0 (tN −ti ) cos(ω − ξ t ) = 0 i i 0 i i i 0 i ∑ i =1 Đặt: N x = ∑ Ati i e−ξ0ω0 (tN −ti )cos(ω0 − ξ02 ti ) i =1 N y = ∑ Ati i e −ξ0ω0 ( tN −ti ) sin(ω0 − ξ 02 ti ) i =1 Hệ phương trình trở thành: − ξ0 x + ξ0 y = −ξ x + − ξ y = Nhân vế phương trình đầu với ξ , vế phương trình thứ hai với cộng lại ta được: x = y = N −ξ0ω0 ( t N −ti ) cos(ω0 − ξ 02 ti ) = x = ∑ Ati i e i =1 N y = At e −ξ0ω0 (tN −ti ) sin(ω − ξ t ) = ∑ i i 0 i i =1 P5 Phương pháp bình phương tối thiểu Từ điều kiện: Ta có: ∂S ∂a = ∂S = ∂b S = ∑ ( yi2 + a x 2i + b − 2axi yi − 2byi + 2abxi ) 78 − ξ02 Phụ lục n ∂S ∂a = ∑ (2ax i −2 xi yi + 2bxi ) i =1 ⇒ n ∂S = (2b −2 y + 2ax ) i i ∂b ∑ i =1 Suy hệ phương trình: n n n a x + b x = xi yi ∑ ∑ i ∑ i i =1 i =1 i =1 n n a x + nb = y ∑ i i ∑ i =1 i =1 P6 Bộ lọc Notch - Bộ lọc Notch kiểu I Hình P1 Bộ lọc Notch kiểu I Hàm truyền lọc Notch IIR kiểu I có dạng: M H1 ( z ) = ∏1 − 2cos(ω k =1 M ∏1 − 2rcos(ω k =1 Nk Nk ) z −1 + z −2 ) z −1 + r z −2 = B( z ) B(r −1z ) 2M Trong đó: B( z ) = ∑ bk z − k k =0 đối xứng, tức 2M Suy : B (r −1 z ) = ∑ bk r k z − k k =0 Các điểm không là: e ± jwNk 79 b0 = b2 M = 1; b2 M −k = bk (k = 0,1, , M − 1) Phụ lục Các điểm cực là: r.e ± jwNk Bộ lọc Notch IIR kiểu I ổn định khi: r ≤ - Bộ lọc Notch IIR kiểu II Hình P2 Bộ lọc Notch IIR kiểu II Hàm truyền lọc Notch IIR kiểu II có dạng sau: H ( z ) = (1 + F ( z )) Trong F(z) viết sau: M F (z) = −2 M +1 −2 M f M + + f1 z +z = −1 + f1 z + + f M z −2 M ∏r k =1 M − (1 + r )cos(ω Nk ) z −1 + z −2 ∏1 − (1 + r k =1 ± jωNk 2 )cos(ω Nk ) z −1 + r z −2 2M điểm không H2(z) e Các điểm không làm cho lọc có hệ số khuếch đại tần số khe lọc Notch 2M điểm cực H2(z) tất điểm gần kề không mà bù trừ cho đáp ứng tần số thành hệ số unit gain băng thông P7 Phương pháp bình phương trọng lượng bé Tìm ωp = cos-1(a) cho J(a) cực tiểu: J ( a) = ∫ W (ω ) |1 − H (e jω ) |2 dω R Với R = [0,ωN-1-ε] U [ωN-1+ε,π] W(ω) hàm trọng lượng Ta có: 80 Phụ lục W (ω ) | A(e jω ) − B(e jω ) |2 d ω jω | A(e ) | R J (a ) = ∫ W (ω ) |1 − H (e jω ) |2 dω = ∫ R W (ω ) | p(ω ) + q(ω ).a |2 dω jω | A(e ) | R J (a ) = ∫ −ξ 0ω0t2 =e Trong đó: A2 = e −ξ 0ω0 π ω0 1−ξ02 =e − ξ0π 1−ξ02 W (ω ) | p(ω ) + q(ω ).ak |2 dω =ρ k −1ak + β k −1ak + α k −1 jω | Ak −1 (e ) | R J k (ak ) = ∫ Suy ra: Trong đó: W (ω ) | q(ω ) |2 d ω ρ k −1 = ∫ jω | A ( e ) | k −1 R W (ω ) Re( p(ω ).q(ω )).dω β k −1 = ∫ | Ak −1 (e jω ) |2 R W (ω ) | p(ω ) |2 dω α k −1 = ∫ jω | A ( e ) | k −1 R Vì Ak-1(eiω) giá trị bước thứ k, nên a k xác định cách giải tiêu chuẩn bình phương Tức tìm giá trị nhỏ của: ρ k −1ak + 2β k −1ak + α k −1 Trong đó: -1 ≤ ak ≤ Giải ta kết sau: − β k −1 ≥1 1 if ρ k − − β k −1 ak = −1 if ≤ −1 ρ k −1 − β k −1 − β k −1 if −1 ≤ ≤1 ρ k −1 ρ k −1 P8 Các khối sử dụng mô hình thực nghiệm P8.1 Động bước đơn cực Nguyên lý phương pháp điều khiển động bước đơn cực sử dụng vi xử lý gửi xung tín hiệu điều khiển tới dây điều khiển động bước Theo đó, dây điều khiển động có mức tín hiệu thấp tức có dòng điện qua cuộn dây tương ứng Và gửi lần lần xung điều khiển tới dây điều khiển làm cho động quay Sau gửi xung tới dây điều 81 Phụ lục khiển cần có thời gian trễ để gửi xung Ở lựa chọn phương án điều khiển nửa bước Tốc độ động đo số bước giây (bước/giây) hàm tốc độ chuyển mạch Như thấy rằng, việc thay đổi thời gian trễ ta đạt tốc độ quay khác Bảng Bảng phát xung theo phương pháp điều khiển nửa bước Động bước chọn có thông số sau: Bảng Tham số động Tham số Giá trị Điện áp nguồn cấp 5.16 V Dòng điện định mức 1.2 A Góc bước 1,80 /bước P8.2 Driver ULN2003N Do dòng từ chân I/O vi điều khiển nhỏ từ 20mA đến 80mA mà dòng cấp để chạy động lại lớn nên ta sử dụng vi mạch ULN2003 để đệm công suất cho mạch điều khiển động bước Dưới cấu tạo vi mạch ULN2003 với ngõ vào ngõ chip ULN2003, dãy transistor darlington 82 Phụ lục Hình P3 Cấu tạo ULN2003 Điện trở transistor darlington phải thích hợp với tín hiệu TTL lưỡng cực chuẩn Cực phát darlington NPN nối với chân 8, chân nối đất Mỗi transistor bảo vệ hai diode, nối cực phát cực thu để bảo vệ transistor khỏi điện áp ngược, nối cực thu với chân 9, chân nối với nguồn động diode bảo vệ transistor khỏi đỉnh nhọn độ tự cảm P8.3 Khối vi xử lý Trong đồ án sử dụng vi điều khiển dsPIC33FJ12MC202 có cấu trúc sau: 83 Phụ lục Hình P4 Cấu trúc dsPIC33FJ12MC202 Đặc điểm vi điều khiển dsPIC33FJ12MC202: • Đặc điểm CPU hiệu suất cao • Đặc điểm xử lý tín hiệu số • Các ngoại vi đặc trưng • Các chế độ giao tiếp • Các đặc trưng Analog P8.4 Encoder Encoder dùng loại encoder tương đối 200 xung/vòng Encoder mục đích dùng để quản lý góc quay đĩa quay, đĩa quay bánh xe, trục động cơ, thiết bị quay cần xác định vị trí góc Encoder tương đối encoder có 1, tối đa vòng lỗ Cứ lần qua lỗ, phải lập trình để thiết bị đo đếm lên Do loại encoder có tên incremental encoder (encoder tăng lên đơn vị) Nguyên lý hoạt động encoder: Đó đĩa tròn xoay, quay quanh trục Trên đĩa có lỗ (rãnh) Người ta dùng đèn led để chiếu lên mặt đĩa Khi đĩa quay, chỗ lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua ngược lại, chỗ có rãnh, đèn led chiếu xuyên qua Khi đó, phía mặt bên đĩa, người ta đặt mắt thu Khi trục quay, giả sử đĩa có rãnh, lần mắt thu nhận tín hiệu đèn led, có nghĩa đĩa quay vòng Hình P5 Encoder tương đối có rãnh định vị Cứ lần quay qua rãnh, encoder tăng đơn vị biến đếm Và để biết encoder quay hết vòng, rãnh định vị thêm vào đếm số vòng quay encoder Sơ đồ kết nối encoder với vi điều khiển thể sau: 84 Phụ lục J V 1 E N R 3 e n c o rd e r U1 O U T O U T V c c -In + In -In + In O U T O U T G N D + IN -IN + IN -IN 1 1 1 L M 3 N R R E S IS T O R V A R D L E D Hình P6 Sơ đồ kết nối Encorder với vi điều khiển P8.5 Cảm biến gia tốc Dao động mô hình nhận dạng qua cảm biến gia tốc MMA6280QT MMA6280QT cảm biến vi bề mặt (surface-micromachined integratedcircuit accelerometer) thuộc loại điện dung Hình P7 Sơ đồ chân cảm biến gia tốc Dưới tác dụng gia tốc, khoảng cách vách ngăn thay đổi, thay đổi dẫn đến thay đổi giá trị điện dung theo công thức quen thuộc: C= Aε D Với A diện tích miếng ngăn, ε số điện môi, D khoảng cách 85 Phụ lục Hình P8 Nguyên lý cảm biến gia tốc Giá trị điện áp ngõ tỉ lệ với gia tốc đo Từ giá trị gia tốc, ta tích phân đơn để có giá trị vận tốc hay tích phân lớp để xác định vị trí vật thể Sơ đồ kết nối chân cảm biến sau: C O N 8 104 22 104 21 104 3.3V GND C a m b ie n g ia t o c U 14 07 08 g g V V N N N N - s e le c t - s e le c t D D SS /C /C /C /C N /C Xout N /C Zout S le e p M o d e N /C N /C N /C 1 1 1 1K 1K M M A6280Q T Hình P9 Sơ đồ kết nối chân cảm biến với ngoại vi P8.6 Truyền thông chuẩn RS232 Các máy tính thường có cổng nối chuẩn RS232, gọi cổng COM Chúng dùng ghép nối: chuột, modem, thiết bị đo lường … Khi cần dùng nhiều cổng ta lắp đặt card mở rộng có thêm đến hai cổng COM COM có hai dạng: cổng COM 25 chân cổng COM chân Hiện cổng COM chân theo chuẩn RS232 trở nên phổ biến 86 Phụ lục Hình P10 Chân cổng DB9 Bảng Các chân chức cổng COM DB9 Tên Ký hiệu Chức Data Carrier Detect DCD Phát tín hiệu mang liệu Receive Data RxD Nhận liệu Transmit Data TxD Truyền liệu Data Ready DTR Đầu cuối liệu sẵn sàng, kích hoạt nhận muốn truyền liệu Singal Ground SG Mass tín hiệu Data Set Ready DSR Dữ liệu sẵn sang, kích hoạt truyền sẵn sang nhận liệu RTS Yêu cầu gửi, truyền đặt đường lên mức hoạt động sẵn sang truyền liệu DB-9 Terminal Request To Send Clear To Send CTS Xóa để gửi, phận đặt đường lên mức hoạt động để thông báo cho truyền sẵn sang nhận dự liệu Ring Indicate RI Báo chuông, cho biết phận nhận tín hiệu rung chuông Từ ta có sơ đồ mạch truyền thông RS232 sau: 87 Phụ lục R P 10k U 10 13 14 C ong C om R IN T IN R 2O U T T2O U T R IN T1O U T R 1O U T T IN C 1+ V + V - C 1C 2+ C 13 104 15 C 12 V C C G N D 10uF 16 12 11 R XD TXD C C 10 5V C 2- 10uF C 11 10uF M A X232 10uF Hình P11 Sơ đồ mạch truyền thông RS232 Các đặc điểm chuẩn RS232: - - Trong chuẩn RS232, giới hạn mức logic logic ±12V - Mức logic có điện áp khoảng –3V ÷ –12V, mức logic từ +3V ÷ +12V - Trở kháng tải phải nằm khoảng từ 3000Ω đến 7000Ω - Tốc độ truyền/nhận liệu cực đại 100kbps (ngày đạt 200 kbps) - Các lối vào phải có điện dung nhỏ 2500pF - Độ dài cáp nối máy tính thiết bị ngoại vi 15m Các giá trị tốc độ truyền liệu chuẩn là: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800 …… 56600, 115200bps P8.7 Khối nguồn Trong mạch sử dụng hai nguồn chiều 3,3V 5V Nguồn 3,3V để cấp nguồn cho vi xử lý cảm biến gia tốc Nguồn 5V để cấp nguồn cho động bước, encorder, UART IC ULN2003 Do em sử dụng hai IC LM2576 cho điện áp 88 Phụ lục chiều 5V IC LM1117 cho điện áp 3,3V để cấp nguồn cho khối Sơ đồ mạch nguồn sau: L1 5V 100uH D 1N 5822 IN R 330 C 19 1000uF C 16 10uF D Hình P12 Sơ đồ mạch nguồn 5V 3,3V 89 U 12 LM 117 O U T AD J O U TP U T C 18 100uF O N /O F F FEED BAC K + V in J9 LM 2576 G N D 12V~ 3 3 V SW C 17 22uF [...]... thống từ đó tính toán, tạo dạng tín hiệu cho đầu vào nhằm giảm dao động Do đó trong đồ án này, em xin được trình bày phương pháp “ Tạo dạng tín hiệu đầu vào để khử dao động dư ” Lý thuyết của phương pháp sẽ được trình bày cụ thể trong Chương 2 16 Chương 2 Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Chương 2 PHƯƠNG PHÁP TẠO DẠNG TÍN HIỆU ĐẦU VÀO 2.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào 2.1.1... của phương pháp Ý tưởng của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào là tạo một đầu vào mới để triệt tiêu sự rung động gây ra bởi đầu vào điều khiển ban đầu Nguyên lý của phương pháp được thể hiện như sau: Xung thø nhÊt §¸p øng cña xung thø nhÊt §¸p øng cña xung thø hai Xung thø hai (a) Xung thø nhÊt Xung thø hai §¸p øng tæng hîp (b) Hình 2.1 Nguyên lý chung của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Xung... sát tính bền vững của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào đối với sai lệch của hệ số dao động tắt dần Tức là ta lần lượt sử dụng các hệ số dao động tắt dần khác nhau để tính toán các thông số sử dụng trong phương pháp tạo 31 Chương 2 Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào dạng tín hiệu đầu vào Từ đó xác định được đáp ứng của mô hình mẫu đối với từng sự thay đổi, ta sẽ có được độ bền vững của phương pháp. .. tính toán các thông số để áp dụng phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào nhằm triệt tiêu dao động Sau đó lần lượt cho tần số dao động và hệ số dao động tắt dần biến thiên và xác định đáp ứng của 27 Chương 2 Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào mô hình đối với phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào sử dụng các thông số dao động biến thiên đó So sánh đáp ứng của hệ đối ta sẽ thu được độ bền vững của phương. .. biên độ các xung đầu vào phải đảm bảo rằng đầu vào được tạo dạng lại cũng sẽ tạo ra một chuyển động cho hệ thống giống như tín hiệu chưa tạo dạng ban đầu, tức là: N ∑ A =1 i =1 i 19 (2.12) Chương 2 Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Giải hệ phương trình (2.11) kết hợp với điều kiện (2.12), ta sẽ thu được các thống số của N xung đầu vào nhằm giảm dao động của hệ thống Dưới đây ta sẽ đi tính toán cụ thể... Chương 2 Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Kết quả này tạo ra chuỗi đầu vào được mô tả như trên Hình 2.2 1 K+1 K K+1 t2 =∆T t1 =0 thêi gian Hình 2.2 Độ lớn và thời điểm phát xung của hai xung đầu vào 2.1.3 Tính toán cho trường hợp ba xung đầu vào (ZV-D) Để tính toán cho trường hợp sử dụng ba xung đầu vào, một hạn chế mới được thêm vào Đạo hàm của phương trình (2.14) theo tần số ω 0 và cho bằng 0,... động đưa ra 2.2 Tính bền vững của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào chỉ có thể triệt tiêu được hoàn toàn dao động khi ta xác định được chính xác tần số dao động và hệ số dao động tắt dần Tuy nhiên trong thực tế rất khó để có thể xác định chính xác được các thông số trên, vì vậy luôn tồn tại mức dao động dư sau khi tạo dạng tín hiệu Để đánh giá mức độ dao động... dụng một phương pháp nào đó để loại bỏ dao động dư có hại này Trong thực tế, để loại bỏ những dao động dư này có thể sử dụng rất nhiều biện pháp như thay đổi cấu trúc của hệ thống từ việc nghiên cứu động học của cơ cấu và chi tiết trong hệ thống, máy móc hoặc thay đổi cách thức điều khiển hoạt động Trong điều khiển thường hay sử dụng 2 phương pháp: phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào và điều khiển phản... và điều khiển phản hồi vòng kín để điều khiển nhằm giảm dao động cho hệ thống mềm dẻo Phương pháp điều khiển phản hồi vòng kín rất phức tạp do đòi hỏi thay đổi thông số của bộ điều khiển hoặc điểm đặt để giảm dao động Phương pháp này chỉ được cân nhắc sử dụng trong hệ thống vòng kín vì vậy mà ít được áp dụng trong thực tế Bêncạnh đó, phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào có thể được áp dụng cho cả hệ... tắt dần khi sử dụng số lượng đầu vào khác nhau • Càng tăng số lượng xung đầu vào thì làm cho tính bền vững tăng lên (sai lệch hệ số dao động tắt dần khá lớn nhưng vẫn đảm bảo sai lệch dao động trong phạm vi cho phép) 2.2.3 Mô phỏng tính bền vững của phương pháp tạo dạng tín hiệu đầu vào Đầu tiên ta tạo ra mô hình dao động chuẩn từ đó xác định đáp ứng của hệ đối với đầu vào cụ thể Ứng với các thông