Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển thích nghi cho hệ thống cần cẩu treo có tính đến yếu tố bất định

Mục tiêu của luận án "Điều khiển thích nghi cho hệ thống cần cẩu treo có tính đến yếu tố bất định" là nhằm nghiên cứu và đề xuất giải thuật điều khiển thích nghi mới cho hệ cần cẩu treo có mô hình bất định. Để thực hiện được mục tiêu này, luận án đặt ra bốn nhiệm vụ chính sau: Nghiên cứu các phương pháp điều khiển thích nghi phi tuyến đã được công bố trong và ngoài nước ở lĩnh vực điều khiển cần cẩu treo, phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp đó làm nền tảng để đề xuất những đóng góp mới của luận án. Dựa trên cấu trúc đơn giản, dễ thực thi của hệ mờ, luận án tập trung nghiên cứu nhằm đề xuất cấu trúc điều khiển mờ mới đơn giản dễ thực thi và một thuật toán điều khiển thích nghi bền vững mới dựa trên kỹ thuật trượt tầng kết hợp với hệ mờ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển thích nghi cho hệ thống cần cẩu treo có tính đến yếu tố bất định BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Xuân HảiĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO HỆ THỐNG CẦN CẨU TREO CÓ TÍNH ĐẾN YẾU TỐ BẤT ĐỊNH Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số: 9520216TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2018 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Vũ Vân Hà 2. GS.TS. Phan Xuân Minh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấpTrường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦUTính cấp thiết của đề tài Cần cẩu treo là một hệ thống được sử dụng rất rộng rãitrong công nghiệp, phục vụ cho công tác vận chuyển và nâng hạhàng hóa có khối lượng lớn tại các bến cảng, nhà xưởng, cáccông trình xây dựng ... Nâng cao chất lượng điều khiển và đảmbảo an toàn vận hành cho hệ thống cần cẩu treo là những tháchthức, luôn thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học. Hệthống cần cẩu treo thực chất là một hệ robot thiếu cơ cấu chấphành, nghĩa là số biến điều khiển luôn ít hơn số bậc tự do của hệ.Bài toán điều khiển cần cẩu treo ngoài việc điều khiển cho xecon bám chính xác vị trí đặt còn phải quan tâm đến việc giảmthiểu rung lắc của tải trong quá trình xe chuyển động. Trongnhững năm gần đây, nghiên cứu các giải thuật và kỹ thuật điềukhiển mới cho hệ thống cần cẩu treo đã được phát triển mạnh mẽcả về lý thuyết cũng như ứng dụng thực tế. Nhờ sự phát triểnmạnh mẽ của điểu khiển phi tuyến và các công cụ thông minhnhư hệ mờ, mạng nơ-ron mà việc điều khiển cần cẩu treo với cácbất định trong mô hình như phụ tải, ma sát và nhiễu từ bên ngoàitác động vào hệ thống cũng có các hướng mở để tiếp tục nghiêncứu và phát triển. Đó cũng chính là những thách thức và là độnglực thúc đẩy việc lựa chọn hướng nghiên cứu của luận án: “Điềukhiển thích nghi cho hệ thống cần cẩu treo có tính đến yếu tố bấtđịnh”.Mục tiêu của luận án Mục tiêu của luận án Điều khiển thích nghi cho hệ thốngcần cẩu treo có tính đến yếu tố bất định là nhằm nghiên cứu vàđề xuất giải thuật điều khiển thích nghi mới cho hệ cần cẩu treocó mô hình bất định. Để thực hiện được mục tiêu này, luận ánđặt ra bốn nhiệm vụ chính sau: 1 Nghiên cứu các phương pháp điều khiển thích nghi phi tuyến đã được công bố trong và ngoài nước ở lĩnh vực điều khiển cần cẩu treo, phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp đó làm nền tảng để đề xuất những đóng góp mới của luận án. Dựa trên cấu trúc đơn giản, dễ thực thi của hệ mờ, luận án tập trung nghiên cứu nhằm đề xuất cấu trúc điều khiển mờ mới đơn giản dễ thực thi và một thuật toán điều khiển thích nghi bền vững mới dựa trên kỹ thuật trượt tầng kết hợp với hệ mờ. Luận án nghiên cứu và đề xuất thuật toán một phương pháp điều khiển thích nghi bền vững mới dựa trên kỹ thuật backstepping, điều khiển trượt kết hợp với mạng nơ-ron nhân tạo xấp xỉ bất định hàm và bù bất định tải. Xây dựng bàn thí nghiệm điều khiển cần cẩu treo có khả năng cài đặt và kiểm nghiệm đa năng các thuật toán điều khiển nhằm kiểm tra bằng thực nghiệm các đề xuất mới trong luận án.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án là dựa trên các kỹ thuậthiện đại như kỹ thuật backstepping (BT), điều khiển trượt tầng(HSMC) kết hợp với hệ mờ và mạng nơ-ron để xây dựng các bộđiều khiển mới cho hệ cần cẩu treo, phát biểu định lý và chứngminh tính ổn định của hệ kín. Bộ điều khiển được chế tạo trênnên vi điều khiển STM32 và có ghép nối với máy tính cá nhânđể giám sát thông qua giao diện HMI.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Luận án đề xuất các thuật toán và cấu trúc điều khiển thíchnghi phi tuyến mới trên cơ sở hệ mờ, mạng nơ-ron nhân tạo ápdụng cho hệ thống cần cẩu treo được mô tả bằng mô hình phituyến bất định, có nhiễu tác động, đảm bảo hệ kín ổn định, bámchính xác vị trí đặt và hạn chế rung lắc cho tải. Các bộ điều khiểnmới này đã được kiểm chứng thông qua mô phỏng kỹ thuật sốvà thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Các kết quả mô phỏng 2và thực nghiệm cho thấy độ tin cậy của các bộ điều khiển mớiđược đề xuất và khả năng ứng dụng trong thực tế.Phương pháp nghiên cứu Để đạt được các mục tiêu đề ra, phương pháp nghiên cứu củaluận án Phân tích các tài liệu khoa học, các công trình nghiên cứu về các giải thu ...