Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển động cơ tuyến tính kích thích vĩnh cửu dạng Polysolenoid

Mục tiêu nghiên cứu trong luận án này được cụ thể như sau: Mô hình động học phi tuyến của động cơ Polysenoid khi xét đến hiệu ứng đầu cuối: Mô hình chính xác là điều kiện tiên quyết để thành công với bất kì một kỹ thuật điều khiển nào mà dựa vào mô hình, do đó cần xây dựng mô hình đối tượng phù hợp với thiết kế điều khiển. Áp dụng thành công phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi backstepping cho hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ Polysolenoid. Kiểm chứng chất lượng điều khiển của thuật toán bằng lý thuyết và thực nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển động cơ tuyến tính kích thích vĩnh cửu dạng Polysolenoid 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Để tạo ra một chuyển động thẳng khi sử dụng động cơ quay tròn truyền thống sẽ phải quacác cơ cấu trung gian, điều đó dẫn đến hiệu suất, độ chính xác của hệ thống sẽ bị suy giảm. Khôngchỉ dừng lại ở đó kết cấu cơ khí trung gian này sẽ làm tăng kích thước của hệ thống đồng thời làmkhả năng động học của hệ thống cũng trở nên xấu đi so sai số tích lũy của các phần tử có trong toànhệ thống. Trong công nghiệp hiện nay chuyển động thẳng được sử dụng ngày càng rộng khắp có thểkể ra ở đây:Robot, máy nâng hạ, máy công cụ kỹ thuật số (CNC)… Để tăng hiệu quả sử dụng trongmột không gian hạn định cho trước thì không gian để lắp đặt các thiết bị cần được tận dụng mộtcách triệt để (giảm kích thước của các thiết bị lắp đặt) nhưng đồng thời vẫn phải đảm bảo được sựlinh hoạt, yêu cầu cao về độ chính xác vị trí, tốc độ và động học. Động cơ tuyến tính có thể đáp ứngđược những yêu cầu đặt ra cho yêu cầu trên, đây là đối tượng có thể tạo ra chuyển động thẳng trựctiếp không cần qua các phần tử trung gian như trong phương pháp tạo ra chuyển động thẳng giántiếp. Động cơ Polysolenoid là loại động cơ tuyến tính đồng bộ kích thích vĩnh cửu với kết cấu hìnhống, có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu nói trên đặc biệt quan trọng với các ứng dụng robot songsong (parallel robot) như hexapod. Do đó, động cơ Polysolenoid được lựa chọn là đối tượng nghiêncứu của luận án này.2. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Nội dung của luận án sẽ tập trung nghiên cứu đối tượng động cơPolysolenoid theo hướng thiết kế bộ điều khiển có khả năng xử lý được hiệu ứng đầu cuối củađộng cơ KTVC Polysolenoid trong cấu trúc điều khiển. Bao gồm các nội dung sau: Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về phương pháp mô hình hóa cho động cơ tuyến tínhkích thích vĩnh cửu nói chung từ đó đi vào trường hợp riêng là động cơ tuyến tính dạngPolysolenoid. Tác giả đã tiến hành xây dựng mô hình hóa động cơ Polysolenoid trong trường hợpđầu tiên khi không xét đến hiệu ứng đầu cuối. Thực hiện phương án chuyển hệ tọa độ mô tả toánhọc của mô hình để sử dụng được cấu trúc tách kênh trực tiếp trong cấu trúc điều khiển. Nội dung 2: Tìm hiểu về hiệu ứng đầu cuối trong động cơ tuyến tính nói chung (thể hiệnqua các đặc điểm cấu tạo của động cơ tuyến tính, bản chất vật lý,…). Từ đó đề xuất phương phápmô hình hóa động cơ Polysolenoid khi xét đến hiệu ứng đầu cuối. Tiến hành xây dựng mô tả toánhọc, sơ đồ cấu trúc cho đối tượng điều khiển khi xét đến hiệu ứng đầu cuối dùng trong điều khiển. Nội dung 3: Từ mô hình toán học thu được tác giả tiến hành thiết kế điều khiển cho động cơPolysolenoid. Việc thiết kế điều khiển cho động cơ Polysolenoid được chia làm hai nhóm phươngpháp: Nhóm thứ nhất gồm các phương pháp (Min-max CCS, Min-max FCS, Min-max Deadbeat)được áp dụng với mô hình khi chưa xét đến hiệu ứng đầu cuối, nhóm thứ hai (điều khiển thích nghibackstepping) có khả năng đối phó được với hiệu ứng đầu cuối của động cơ Polysolenoid. Nội dung 4: Đề xuất cấu trúc và xây dựng bàn thí nghiệm sử dụng để kiểm chứng kết quảnghiên cứu lý thuyết. Phạm vi nghiên cứu của luận án: Luận án tập trung nghiên cứu đặc điểm và những khókhăn khi xét đến hiệu ứng đầu cuối của động cơ Polysolenoid. Từ đó thực hiện xây dựng cấu trúcđiều khiển cho chuyển động tuyến tính dạng Polysolenoid. Với đặc điểm của đối tượng điều khiển 2phức tạp này cho thấy, sẽ có nhiều thách thức trong mô hình hóa, trong phân tích và lựa chọnphương pháp thiết kế điều khiển phù hợp cho đối tượng để đạt được độ chính xác cao. Phương pháp nghiên cứu: Luận án sử dụng phương pháp phân tích, đánh giá và tổng hợp.Thông qua nghiên cứu tổng quan để tìm ra vấn đề cần giải quyết về lý thuyết và thiết kế thuật toángiải quyết vấn đề đó, kiểm chứng các nghiên cứu lý thuyết bằng mô phỏng và thực nghiệm.3. Mục tiêu của luận án Mục tiêu của luận án là nghiên cứu và thiết kế điều khiển cho các hệ thống truyền động điệnsử dụng động cơ Polysenoid khi xét đến hiệu ứng đầu cuối. Mục tiêu nghiên cứu trong luận án nàyđược cụ thể như sau: - Mô hình động học phi tuyến của động cơ Polysenoid khi xét đến hiệu ứng đầu cuối: Môhình chính xác là điều kiện tiên quyết để thành công với bất kì một kỹ thuật điều khiển nào mà dựavào mô hình, do đó cần xây dựng mô hình đối tượng phù hợp với thiết kế điều khiển. - Áp dụng thành công phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi backstepping cho hệthống truyền động điện sử dụng động cơ Polysolenoid. Kiểm chứng chất lượng điều khiển của thuậttoán bằng lý thuyết và thực nghiệm.4. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Mục tiêu củ ...