Trong bài viết, đối tượng mà chúng tôi xem xét đến là mô hình cổng trục 3D với năm bậc tự do. Để đối phó với một hệ thống phi tuyến, nhiều đầu vào, nhiều đầu ra và thiếu cơ cấu chấp hành này, Bộ điều khiển này với bậc đạo hàm có thể điều chỉnh được, giúp ta có thể tìm điểm có đáp ứng tối ưu. Ngoài ra, việc xem xét tính ổn định và thời gian hội tụ cũng được trình bày.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển cổng trục 3D dựa trên bộ điều khiển trượt bậc phân số TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY ĐIỀU KHIỂN CỔNG TRỤC 3D DỰA TRÊN BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT BẬC PHÂN SỐ CONTROL STRATEGY OF A 3D-GANTRY CRANE BASED ON FRACTIONAL-ORDER SLIDING MODE CONTROL PHẠM VĂN TRIỆU1*, ĐẶNG VĂN TRỌNG2 1 Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2 Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội *Email liên hệ: phamvantrieu@vimaru.edu.vn hình xem xét năm bậc tự do [7]. Hệ thống cổng trục Tóm tắt hiện nay thường được vận hành chủ yếu bằng tay, điều Trong bài báo, đối tượng mà chúng tôi xem xét đến này kết hợp với những tác động của môi trường sẽ làm là mô hình cổng trục 3D với năm bậc tự do. Để đối giảm độ chính xác của hệ thống từ đó gây nguy hiểm phó với một hệ thống phi tuyến, nhiều đầu vào, cho người lao động. Vì vậy, việc thiết kế điều khiển nhiều đầu ra và thiếu cơ cấu chấp hành này, chúng cổng trục sao cho hệ thống có hiệu suất làm việc tốt tôi trình bày một bộ điều khiển chế độ trượt bậc nhất là vô cùng cần thiết. Bộ điều khiển PID là một trong những bộ điều khiển phổ biến nhất và được sử phân số. Bộ điều khiển này với bậc đạo hàm có thể dụng nhiều trong công nghiệp do cấu trúc đơn giản, điều chỉnh được, giúp ta có thể tìm điểm có đáp ứng dễ điều chỉnh. Tuy nhiên, đối với những hệ thống phức tối ưu. Ngoài ra, việc xem xét tính ổn định và thời tạp, hiệu quả và tính chính xác của bộ PID sẽ bị ảnh gian hội tụ cũng được trình bày. Các kết quả mô hưởng nếu chỉ dựa vào các cách điều chỉnh truyền phỏng chứng minh tính hiệu quả của bộ điều khiển thống. Để xử lý các ràng buộc trạng thái, nghiên cứu được đề xuất được thực hiện thông qua phần mềm [8] đã sử dụng một phương pháp điều khiển phi tuyến Matlab-Simulink. cho hệ thống thiếu cơ cấu chấp hành. Bộ điều khiển thích nghi xây dựng dựa trên hàm Lyapunov chặn ở Từ khóa: Cổng trục 3D, Phép toán bậc phân số, [9] đã được đề xuất để ngăn chặn các rung động không Bộ điều khiển trượt bậc phân số, Lý thuyết ổn định mong muốn của hệ thống cổng trục linh hoạt với giới Lyapunov. hạn đầu ra biên. Nghiên cứu [10] đã sử dụng điều Abstract khiển trượt kết hợp với việc sử dụng mạng nơ-ron cho In this paper, the object that we consider is a 3D cổng trục 3D - một kĩ thuật điều khiển thích nghi với crane model with five degrees of freedom. To deal nhiễu và bất định. Bộ điều khiển trượt bậc hai được with this nonlinear and multiple-input multiple- giới thiệu ở [10] và [11] đã xử lý được hiện tượng rung output (MIMO) system in which there is a lack of còn tồn tại trong bộ điều khiển trượt bậc một, tuy vậy actuators, we present a fractional-order sliding việc thiết kế điều khiển theo phương pháp này lại khá mode controller. This controller has an adjustable phức tạp. Thêm vào đó, kỹ thuật điều khiển trượt bậc fractional order so that we can find the point with phân số đã được áp dụng nhiều trong các nghiên cứu the optimal response. In addition, the stability and gần đây như một giải pháp để xác định điểm đáp ứng convergence time is also taken into account. The tối ưu [12] và [13]. Gần đây, phương án kết hợp giữa simulation results proving the effectiveness of the bộ điều khiển chế độ trượt truyền thống và phép toán proposed controller are conducted through bậc phân số cũng đã được xem xét và áp dụng cho Matlab-Simulink software. cổng trục trong [14] và [15]. Ngoài ra, trong nghiên Keywords: Three-dimensional (3D) gantry cứu [7] còn kết hợp thêm lý thuyết về mạng nơ-ron để crane, Fractional calculus, Fractional-order quan sát đầu ra và nhiễu. Sliding Mode Control (FOSMC), Lyapunov's Xuất phát từ những nghiên cứu trên, một thuật stability theory. toán điều khiển chế độ trượt bậc phân số được áp dụng cho hệ cổng trục 3D được trình bày trong bài báo này. 1. Giới thiệu Kết cấu của bài viết sẽ bao gồm năm phần như sau: Cổng trục được ứng dụng rộng rãi trong công mô hình toán học ở dạng ma trận của hệ cổng trục 3D nghiệp. Có rất nhiều công trình liên quan đến nghiên sẽ được đưa ra và biến đổi trong Phần 2; bộ điều khiển cứu về mô hình hóa hệ cổng trục đã được thực hiện, chế độ trượt bậc phân số được trình bày trong Phần 3; phổ biến có thể kể đến như: mô hình hai bậc tự do trong Phần 4; trình bày kết quả mô phỏng thông qua trong [1] và [2], mô hình ...
