Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp với bộ điều khiển LQR điều khiển giàn cần cẩu 2D

Giàn cần cẩu hoạt động như một robot ở nhiều nơi như nhà xưởng và bến cảng để vận chuyển tất cả các loại hàng hóa có trọng lượng lớn. Khi giàn cần cẩu hoạt động, các dao động của tải trọng dẫn đến việc xác định vị trí thiếu chính xác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp với bộ điều khiển LQR điều khiển giàn cần cẩu 2D NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ KẾT HỢP VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR ĐIỀU KHIỂN GIÀN CẦN CẨU 2D DESIGN OF FUZZY CONTROLLER COMBINED WITH LQR CONTROLLER TO CONTROL 2D GANTRY CRANE Nguyễn Văn Trung1,2, Nguyễn Trọng Các1, Phạm Thị Thảo1, Chenglong Du2 Email: nguyenvantrung.10@gmail.com 1 Trường Đại học Sao Đỏ, Việt Nam 2 Trường Đại học Trung Nam, Trung Quốc Ngày nhận bài: 02/6/2017 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 23/9/2017 Tóm tắt Ngày chấp nhận đăng: 26/9/2017 Giàn cần cẩu hoạt động như một robot ở nhiều nơi như nhà xưởng và bến cảng để vận chuyển tất cả các loại hàng hóa có trọng lượng lớn. Khi giàn cần cẩu hoạt động, các dao động của tải trọng dẫn đến việc xác định vị trí thiếu chính xác. Chủ đề của bài báo này là thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp với bộ điều khiển LQR (linear quadratic regulator) để kiểm soát vị trí của giàn cần cẩu, đồng thời kiểm soát góc nghiêng của tải trọng suốt quá trình di chuyển theo cả hai chiều của giàn cần cẩu. Các bộ điều khiển thiết kế được kiểm tra thông qua mô phỏng Matlab/Simulink. Kết quả mô phỏng = 4,2 s, = 4 s, = 0,07 rad cho thấy khi sử dụng bộ điều khiển mờ kết hợp với bộ điều khiển LQR, chất lượng điều khiển tốt hơn khi sử dụng một bộ điều khiển LQR. Đặc biệt kết quả khi thay đổi các thông số hệ thống và tác động nhiễu vào hệ thống cho thấy giàn cần cẩu 2D vẫn đạt được chất lượng điều khiển tốt. Từ khóa: Giàn cần cẩu; điều khiển mờ; điều khiển LQR; điều khiển vị trí; điều khiển dao động. Abstract Gantry crane works as a robot in many places such as factory and harbors to transport all kinds of heavy goods. When the gantry crane works, load fluctuations lead to locate inaccurate positioning. The subject of this paper is the design of the fuzzy controller combined with the LQR (linear quadratic regulator) controller to control the position of the crane while controlling the angle of inclination of the load during the travel in both directions of the gantry crane. Design controllers are tested through Matlab /Simulink simulations. Simulation results = 4.2 s, = 4 s, = 0.07 rad show that using a fuzzy controller combined with a quality LQR controller is better controlled using an LQR controller. Particularly the results of changing system parameters and interference effects on the system indicate that the 2D crane is still good quality control. Keywords: Gantry crane; fuzzy control; LQR control; position control; oscillation control. 1. ĐẶT GIỚI VẤN ĐỀCHUNG THIỆU được gian màhỗ trợ khôngthông cầnqua phảicápquéttreo, búpcáp được sóng củatreo hệ Công cần tác cẩu ứng đóng cứu một kịp thời cácrấttàu, thuyền antenxetheo trên các [1]. nâng góc trong Các cấu không gian. trúc Dựađược này, trên Giàn vai trò quan trọng đánh cá công suất vừa và nhỏ (khoảng < 45 việchiện thể khai nhưtriển trong ma trận hình tự Các 1 [5]. tương chứcquan năngRcủauu= trong công nghiệp. Chúng được sử dụng trên E[uu H ] với u là tập tín hiệu thu được từ mỗi mã lực) khi tham gia đá ...