MỤC LỤC

Nội dung

LỜI CAM ĐOAN Trang

ỤC LỤC 2

PHẦN MỞ ĐẦU 5

1. Tính cấp thiết của đề tài 5

2. Mục đích nghiên cứu 5

3. Đối tượng nghiên cứu 5

4. Phương pháp nghiên cứu 5

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 6

5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài

5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về bộ treo từ tính và ứng dụng của chúng 7

1.1.1. Ổ đỡ từ tính và truyền động động cơ 7

1.1.2 Truyền động ổ đỡ không tiếp xúc 10

1.1.3. Định nghĩa và các công nghệ liên quan 11

1.1.4. Những định hướng sớm 15

1.1.5. Cầu trúc ổ đỡ không tiếp xúc 15

1.1.6. So sánh 19

1.1.7. Cấu trúc của cuộn dây 21

1.1.8. Ứng dụng 22

1.2. Các công trình nghiên cứu đã công bố về điều khiển các hệ 24

phi tuyến

1.3. Các công trình nghiên cứu đã công bố về điều khiển ổ từ26

CHƯƠNG 2 29

MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG

2.1. Cấu trúc cơ điện và nguyên lý hoạt động của ổ từ 29

2.2. Mạch điện tương đương và điện cảm 31

2.3. Năng lượng từ tích luỹ và lực từ tác dụng 34

2.4. Mật độ từ thông và lực điện từ 37

2.5. Tính toán lực từ trong đường cong từ hoá phi tuyến 38

2.6. Ổ từ chịu tải hướng tâm (ổ đỡ từ) 40

2.7. Phép phân tích trong lõi từ hình C và lõi từ hình chữ I, trong 44

ổ đỡ từ

2.8. Sơ đồ khối và hệ thống cơ khí 46

CHƯƠNG 3 48

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ TREO TỪ TÍNH

(Ổ ĐỠ TỪ)

3.1. Thiết kế các bộ điều khiển PID

3.1.1 Khái quát về thuật toán điều chỉnh PID 48

3.1.2 Cấu trúc chung của hệ điều khiển tự động 49

3.1.2.1 Thành phần tỷ lệ 50

3.1.2.2 Thành phần tích phân 51

3.1.2.3 Thành phần vi phân 51

3.1.2 Hệ giảm chấn - khối lượng – lò xo tương đương 52

3.1.3 Điều chỉnh của các hệ số khuyếch đại PID (tỷ lệ, tích phân, 55

đạo hàm)

3.1.4. Điều chỉnh đạo hàm thực tế

3.1.5. Sai sô vị trí ở trạng thái ổn định và bộ tích phân 65

3.2. Thiết kế các bộ điều khiển PID số. 72

3.2.1. Mô hình tín hiệu và hệ thống 72

3.2.1.1. Cấu trúc cơ sở của hệ thống điều khiển số 72

3.2.1.2. Mô hình tín hiệu trên miền ảnh z 74

3.2.1.3. Mô hình hệ thống trên miền ảnh z: 74

3.2.2. Điều khiển có hồi tiếp đại lượng ra 83

3.2.2.1. Xét ổn định của hệ thống điều khiển số 83

3.2.2.2. Thiết kế trên miền trời gian xấp xỉ liên tục 95

3.2.3. Thiết kế bộ điều chỉnh số cho ổ từ 98

3.3. Mô phỏng các bộ điều khiển đã thiết kế 100

3.3.1. Mô hình hệ thống điều khiển PID tương tự 100

3.3.2. Mô hình hệ thống điều khiển sử dụng PID số 101

3.3.3. Mô hình hệ thống điều khiển tổng hợp PID tương tự và PID 102

số

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

1. Kết luận

2. Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

1. Tính cấp thiết của đề tài

PHẦN MỞ ĐẦU

Các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính có ứng dụng quan trọng và hiệu quả trong các thiết bị máy quay với tốc độ cao, đòi hỏi độ chính xác cao, làm việc trong các môi trường không dùng được chất bôi trơn do không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa phần chuyển động và phần tĩnh. Phần quan trọng của các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính là bộ điều khiển. Hiện nay các bộ điều khiển cho các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính có chất lượng thấp như không thích nghi, không bền vững, tín hiệu điều khiển không bị chặn. Thực tế này là do động lực học của các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính có tính phi tuyến cao, và các phương pháp thiết kế các bộ điều khiển cho các hệ phi tuyến (bao gồm các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính) chịu tác dụng của nhiễu ngoại sinh và chứa các tham số thay đổi theo thời gian chưa được nghiên cứu và phát triển hoàn thiện để có thể ứng dụng vào việc thiết kế các bộ điều khiển thích nghi bền vững cho các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính. Vì vậy nghiên cứu thiết kế các bộ điều khiển chất lượng cao (phi tuyến, thích nghi, bền vững) cho một số hệ phi tuyến bao gồm các bộ treo từ tính là cấp thiết.

2. Mục đích nghiên cứu

Luận văn sẽ góp phần hoàn thiện lý luận về lý thuyết điều khiển thích nghi và bền vững các hệ phi tuyến và ứng dụng vào điều khiển hệ các cơ-điện đặc biệt là nâng cao chất lượng điều khiển các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính.

3. Đối tượng nghiên cứu

Các hệ thống truyền động điện thông minh.

4. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

5. 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài

Xây dựng mô tả toán học của hệ hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính

Phát triển một số phương pháp điều khiển mới cho các hệ phi tuyến chịu tác dụng của nhiễu ngoại sinh và chứa các tham số thay đổi theo thời gian

5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ứng dụng các phương pháp đã phát triển vào thiết kế các bộ điều khiển cho các hệ truyền động không tiếp xúc sử dụng bộ treo từ tính