tailieunhanh - Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái bằng phương pháp áp đặt cực cho hệ truyền động khớp nối mềm

Khâu nối khớp mềm này đã làm cho chất lượng điều khiển của hệ servo suy giảm, vì thể có nhiều phương pháp điều khiển đã được áp dụng để hạn chế sự suy giảm chất lượng này. Cấu trúc bộ điều chỉnh dạng PID và các biến thể của nó là một trong những phương pháp đơn giản và có hiệu quả tương đối tốt [1]. Để nâng cao chất lượng hơn nữa, cần thiết kế hệ điều khiển phản hồi trạng thái. | T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(42)/N¨m 2007 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PHẢN HỒI TRẠNG THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÁP ĐẶT CỰC CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG KHỚP NỐI MỀM Nguyễn Như Hiển – Bùi Chính Minh (Trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp - ĐH Thái Nguyên) 1. Đặt vấn đề Trong thực tế một hệ thống truyền động servo có các bộ phận công tác không được tạo thành một khối cứng đồng nhất với các bộ phận phát động động lực mà phải truyền động qua bộ phận dẫn động trung gian như hộp số, curoa, thanh răng, Bộ phận dẫn động trung gian này có đặc điểm là giữa chúng có khe hở, có ma sát và chúng là các phần tử chịu các biến dạng đàn hồi, uốn, xoắn [4]. Vì thế chúng được coi là các khớp nối mềm được biểu thị bằng mô hình lò xo trên hình 1 và cấu trúc của nó như hình 2. ωL TM ωM Hình 1: Mô hình hệ truyền động khớp mềm 1 ωM J M .S TL KS S 1 J L .S ωL Hình 2: Cấu trúc khớp nối mềm khi bỏ qua bs Trên hình 1 và hình 2: JM, JL là mô men quán tính động cơ và tải; ωM, ωL là tốc độ động cơ và tốc độ tải ; θM, θL là vị trí góc động cơ và vị trí góc của tải; KS là hệ số cứng của khớp nối mềm;TM là mô men động cơ; TL là mô men tải; bs là hệ số nhớt. Khâu nối khớp mềm này đã làm cho chất lượng điều khiển của hệ servo suy giảm, vì thể có nhiều phương pháp điều khiển đã được áp dụng để hạn chế sự suy giảm chất lượng này. Cấu trúc bộ điều chỉnh dạng PID và các biến thể của nó là một trong những phương pháp đơn giản và có hiệu quả tương đối tốt [1]. Để nâng cao chất lượng hơn nữa, cần thiết kế hệ điều khiển phản hồi trạng thái. 2. Xây dựng cấu trúc hệ điều khiển phản hồi trạng thái cho truyền động nối khớp mềm Phương trình trạng thái của hệ thống: • X (t ) = A. X (t ) + (t ) + (t ) Y (t ) = C. X (t ) Trong đó véc tơ đầu ra là Y = ω M ,vectơ trạng thái là X = [ω M KS 1 0 0 − J M J M K S ; B= 0 A = 0 0 JL 0 1 − 1 0 ω L θ12 ]T , θ12 = θ M − θ L 0 1 : E = − ; C = [1 0 0] . JL 0 53 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ