Luận án Nghiên cứu hệ điều khiển truyền động điện phi tuyến chứa nhiều động cơ có liên hệ ràng buộc ứng dụng trong điều khiển quadrotor

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHI TUYẾN CHỨA NHIỀU ĐỘNG CƠ CÓ LIÊN HỆ RÀNG BUỘC ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN QUADROTOR

Ngành:

Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu hệ điều khiển truyền động điện phi tuyến của quadrotor, với hệ thống truyền động điện cơ cấu chấp hành điều khiển 4 cánh quạt là một hệ thống nhiều động cơ có sự liên hệ ràng buộc. Đây là một vấn đề khoa học và thực tiễn quan trọng nhằm nâng cao chất lượng điều khiển.

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu động lực học của quadrotor khi có xét đến hệ truyền động cánh quạt, nghiên cứu lý thuyết hệ điều khiển trượt thích nghi áp dụng cho động cơ chấp hành trong hệ truyền động cánh quạt. Đồng thời, luận án tổng hợp bộ điều khiển bằng cách tiếp cận phương pháp tuyến tính hóa phản hồi và tối ưu đối xứng cho mô hình động lực học của quadrotor. Đối tượng nghiên cứu là robot bay quadrotor sử dụng động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) cho các hệ truyền động cánh quạt. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng nhóm phương pháp điều khiển trượt, thích nghi, tuyến tính hóa phản hồi và tối ưu đối xứng, cùng với công cụ mô phỏng Matlab-Simulink để xây dựng mô hình và kiểm chứng.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xây dựng mô hình đầy đủ hệ thống điều khiển quadrotor có tính đến động cơ chấp hành và mối liên hệ giữa các kênh thông qua tín hiệu điều khiển, từ đó xây dựng cấu trúc và quy luật điều khiển. Luận án cũng đề xuất phương pháp thiết kế hệ thống phức tạp với nhiều kênh và liên hệ ràng buộc, trình bày trình tự thiết kế các bộ điều khiển thành phần và tổng hợp hệ thống. Đặc biệt, luận án đã tổng hợp được bộ điều khiển trượt, thích nghi cho hệ truyền động cánh quạt sử dụng động cơ PMSM, đảm bảo tính bền vững và ổn định cao, được kiểm chứng bằng mô phỏng và thực nghiệm. Cuối cùng, luận án đã tổng hợp bộ điều khiển quadrotor sử dụng phương pháp tuyến tính hóa phản hồi, trượt thích nghi và tối ưu đối xứng khi xét đến động học động cơ chấp hành quay cánh quạt có mô hình phi tuyến (động cơ điện PMSM).

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Tổng quan các hệ thống điều khiển quadrotor và hệ truyền động điện chứa nhiều động cơ có liên hệ ràng buộc với nhau
• Chương 2: Xây dựng mô hình đối tượng điều khiển và cấu trúc tổng quát của hệ điều khiển quadrotor khi kể đến động lực học động cơ chấp hành
• Chương 3: Tổng hợp bộ điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu quay cánh quạt bằng phương pháp trượt thích nghi ứng dụng trong hệ thống điều khiển quadrotor
• Chương 4: Tổng hợp hệ điều khiển góc và điều khiển vị trí của quadrotor khi kể đến động học của động cơ chấp hành