tailieunhanh - Kiểm soát góc lắc tải trọng cho cầu trục bằng MPC ràng buộc mềm trạng thái

Bài viết đề xuất một thuật toán mới sử dụng MPC và đã mô phỏng kiểm chứng hiệu quả cho một hệ thống cầu trục không gian hai chiều (2-D). Để thực hiện điều này tác giả đã sử dụng mô hình gián đoạn của cầu trục kết hợp thuật toán tối ưu hóa với ràng buộc là giới hạn góc lắc tải trọng. | Kiểm soát góc lắc tải trọng cho cầu trục bằng MPC ràng buộc mềm trạng thái Kỹ thuật Điều khiển – Tự động hóa KIỂM SOÁT GÓC LẮC TẢI TRỌNG CHO CẦU TRỤC BẰNG MPC RÀNG BUỘC MỀM TRẠNG THÁI Nguyễn Trung Thành1*, Nguyễn Thanh Tiên2, Trần Ngọc Quý3, Nguyễn Thị Thu Hằng1 Tóm tắt: Cầu trục là một hệ thống thiếu cơ cấu chấp hành, trong đó góc lắc của tải trọng không được điều khiển trực tiếp nhưng nó có thể được kiểm soát hiệu quả. Kiểm soát góc lắc tải trọng là góp phần nâng cao chất lượng điều khiển, nhằm bảo đảm an toàn cho người và thiết bị tại hiện trường công tác. Một phương pháp đã và đang ngày càng được ứng dụng nhiều trong điều khiển là điều khiển dự báo. Sử dụng phương pháp điều khiển dự báo theo mô hình (MPC) với ràng buộc mềm cho biến trạng thái có thể giữ góc lắc tải trọng trong phạm vi mong muốn. Do đó, bài báo đề xuất một thuật toán mới sử dụng MPC và đã mô phỏng kiểm chứng hiệu quả cho một hệ thống cầu trục không gian hai chiều (2-D). Để thực hiện điều này tác giả đã sử dụng mô hình gián đoạn của cầu trục kết hợp thuật toán tối ưu hóa với ràng buộc là giới hạn góc lắc tải trọng. Kết quả mô phỏng trên Matlab đã cho thấy hiệu quả của giải pháp điều khiển hoàn toàn có thể ứng dụng vào thực tiễn. Từ khóa: Điều khiển dự báo theo mô hình; Ràng buộc mềm trạng thái; Góc lắc tải trọng, cầu trục. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong ngành công nghiệp vận chuyển, những tải trọng nặng thường được di chuyển bằng hệ thống cẩu treo như cầu trục, cần cẩu, cầu trục tháp hay cầu trục trên biển. Các bài toán điều khiển nâng cao hiệu suất cẩu treo thường tập trung giải quyết hai vấn đề: một là tải trọng di chuyển đến đích nhanh và chính xác, hai là góc lắc tải trọng càng nhỏ càng tốt. Ngoài những thay đổi cải tiến về mặt cơ khí thì đến nay có khá nhiều các phương pháp để cải thiện chất lượng làm việc của cẩu treo ví dụ như điều khiển phản hồi trạng thái, điều khiển tối ưu, điều khiển thích nghi, điều khiển trượt [1-4][6]. Tuy nhiên, do