Đề tài: Hệ THốNG ĐIềU KHIểN THờI GIAN THựC Có XéT TớI TRễ TRUYềN THÔNG

Tóm tắt

Các hệ thống mechatronic về bản chất là hệ tích hợp bởi các hệ thống điều khiển con trong không gian hữu

hạn. Việc trao đổi thông tin trong hệ thống được thực hiện bằng mạng truyền dữ liệu số. Sự chậm trễ truyền

thông trong trường hợp này không phải là đại lượng xác định mà nó là đại lượng mang tính ngẫu nhiên thay

đổi theo thời gian. Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống bỏ qua ảnh hưởng của trễ truyền thông làm

cho hệ thống có chất lượng điều khiển không cao, thậm chí mất ổn định. Bài báo này phân tích đặc điểm của

sự chậm trễ truyền thông trong hệ điều khiển sử dụng mạng truyền dữ liệu số và xây dựng một số phương

pháp mô hình hóa sự chậm trễ truyền thông trong các hệ thống điều khiển có trễ.

Abstract

Mechatronic system is a system, which includes integrated subsystems in limited areas. Control information

exchanges in this system are implemented by digital data network. In this case the network delays are

varying in a random fashion. Standard analyzing and designing methods are using for the systems with

nework delay make bad control qualities, even the system may be not stable. This paper presents a result of

analyzing network delay in control system using digital data network and developing simulation methods of

network delay in real-time control system with network delay.

1. Đặt vấn đề

Hệ điều khiển trong các hệ thống mechatronic bao gồm nhiều bộ điều khiển chuyển động

hoạt động đồng thời trong một không gian hữu hạn. Các bộ điều khiển này phối hợp với

nhau một cách chặt chẽ để điều khiển các chuyển động phức hợp đáp ứng yêu cầu công

nghệ. Sự phát triển của kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật tin học và kỹ thuật mạng đã cho phép

chúng ta thực hiện việc thông minh hóa các bộ điều khiển chuyển động đồng thời cho phép

chúng ta liên kết các bộ điều khiển này thành một hệ thống nhất. Việc sử dụng mạng

truyền thông để trao đổi thông tin điều khiển và thông tin trạng thái trong các hệ điều khiển

mechatronic làm cho hệ thống trở nên mềm dẻo, tính modul hóa và tính mở.

Những ưu điểm nổi bật của việc sử dụng mạng truyền dữ liệu số để liên kết các bộ điều

khiển chuyển động trong hệ thống mechatronic đã làm cho nó trở thành mục tiêu của nhiều

đề tài nghiên cứu nhằm phát triển các hệ điều khiển nhiều chuyển động và làm xuất hiện

khái niệm về hệ truyền động điện phân tán. Một trong những hạn chế của việc ứng dụng

mạng truyền dữ liệu số trong các hệ điều khiển mechatronic là các hệ thống này yêu cầu về

tính thời gian thực rất cao trong khi việc sử dụng mạng lại luôn tồn tại sự chậm trễ truyền

thông. Sự chậm trễ này có tính ngẫu nhiên và nó làm giảm chất lượng điều khiển của hệ

thống dẫn tới hạn chế khả năng ứng dụng của mạng truyền dữ liệu số cho những đối tượng

yêu cầu tính thời gian thực cao. Sự chậm trễ điều khiển gây ra sự chậm pha, hơn nữa sự

chậm pha này lại không đồng đều nên nó ảnh hưởng tới sự ổn định và chất lượng điều

khiển của hệ thống điều khiển. Vấn đề sẽ trở nên đặc biệt trầm trọng khi sự chậm trễ này

lớn hơn cả chu kỳ lấy mẫu