tailieunhanh - Thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng

Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng trên cơ sở sử dụng mô hình trạng thái của hệ. Khả năng bám tiệm cận tốt theo mô hình mẫu của hệ có chứa đầy đủ các thành phần bất định sinh ra từ hiệu ứng khe hở, ma sát, độ dẻo bánh răng đã được chứng minh cả về lý thuyết và mô phỏng. | Lê Thị Thu Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 63 - 68 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI THEO MÔ HÌNH MẪU CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG QUA BÁNH RĂNG Lê Thị Thu Hà*, Trần Thị Thanh Thảo Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bộ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu cho hệ truyền động qua bánh răng trên cơ sở sử dụng mô hình trạng thái của hệ. Khả năng bám tiệm cận tốt theo mô hình mẫu của hệ có chứa đầy đủ các thành phần bất định sinh ra từ hiệu ứng khe hở, ma sát, độ dẻo bánh răng đã được chứng minh cả về lý thuyết và mô phỏng. Từ khóa: điều khiển thích nghi, mô hình mẫu, hệ thống bánh răng, khe hở, mômen ma sát. ĐẶT VẤN ĐỀ* Điều khiển bám ổn định hệ truyền động qua bánh răng mang đầy đủ trong nó các yếu tố bất định như khe hở, độ không cứng vững của vật liệu làm bánh răng luôn giữ vai trò trung tâm trong lớp các bài toán điều khiển hệ truyền động. Md M ms1 Mc − J1 = J d + J1 , J 2 là các moment quán tính của cặp bánh răng 1,2 và của động cơ dẫn động. P M ms 2 2 Mc Hình 1: Minh họa hệ truyền động qua bánh răng Theo [3] thì hệ truyền động qua bánh răng, có sơ đồ cấu trúc minh họa ở hình 1, không có khoảng chết giữa các bánh răng, sẽ mô tả được bởi mô hình Euler-Lagrange: J1ϕɺɺ1 + cr12cos2α (ϕ1 + i12ϕ 2 ) = Md − M f 1 2 2 J 2ϕɺɺ2 − cr2 cos α (ϕ 2 + i21ϕ1 ) = −Mc − M f 2 (5) trong đó − r1 , r2 là bán kính vòng ngoài của hai bánh răng. * − αL là góc khớp hai răng. Đây là chỉ số đo độ khe hở giữa các bánh răng. Với hai răng ăn khớp chính xác tuyệt đối thì α L = 20° . Các cặp răng có khe hở luôn có α L > 20° 1 Md M f 1, M f 2 − là các moment ma sát của hai bánh răng 1 và 2. − c là chỉ số đo độ cứng của vật liệu làm bánh răng. Nó chính là đại lượng đánh giá độ cứng vững của hệ truyền động. −1 − i12 , i21 = i12 là tỷ số truyền của hai bánh răng. − Mc là moment cản (tải), được xem như nhiễu tác động vào hệ. ɺ − ϕ 2 , ϕ 2 là vị trí và tốc độ của bánh răng thụ động và ϕ 2 sẽ được xem