Luận án Nghiên cứu xây dựng phương pháp điều khiển thích nghi, bền vững hệ Euler – Lagrange thiếu cơ cấu chấp hành và ứng dụng cho cẩu treo

Tên luận án:

Nghiên cứu xây dựng phương pháp điều khiển thích nghi, bền vững hệ Euler – Lagrange thiếu cơ cấu chấp hành và ứng dụng cho cẩu treo.

Ngành:

Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ của NCS. Nguyễn Thị Việt Hương, với đề tài "Nghiên cứu xây dựng phương pháp điều khiển thích nghi, bền vững hệ Euler – Lagrange thiếu cơ cấu chấp hành và ứng dụng cho cẩu treo", thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, tập trung vào việc giải quyết các thách thức trong điều khiển hệ thống cơ điện tử phức tạp, đặc biệt là các hệ thiếu cơ cấu chấp hành như cẩu treo 3D.

Nghiên cứu đã mang lại ba đóng góp mới quan trọng. Thứ nhất, luận án đã bổ sung tính thích nghi và bền vững cho bộ điều khiển tuyến tính hóa từng phần hiện có. Tính thích nghi được xây dựng dựa trên nguyên lý giả định rõ, trong khi tính bền vững được tích hợp thông qua nguyên lý điều khiển ISS (Input-to-State Stability). Điều này giúp cải thiện hiệu suất điều khiển cho các hệ thiếu cơ cấu chấp hành nói chung và cẩu treo 3D nói riêng, được trình bày dưới dạng Định lý 1. Thứ hai, luận án đề xuất một phương pháp hoàn thiện bộ điều khiển trượt bậc cao. Phương pháp này đảm bảo rằng quỹ đạo biến khớp của hệ thiếu cơ cấu chấp hành, bao gồm cẩu treo 3D, sẽ tiến về mặt trượt trong một khoảng thời gian hữu hạn và tiếp tục trượt về gốc tọa độ khi mặt trượt bằng 0. Kết quả này được phát biểu trong Định lý 2. Thứ ba, nghiên cứu đã xây dựng thành công bộ điều khiển trượt siêu xoắn cho đối tượng cẩu treo 3D hoạt động theo nguyên tắc phản hồi đầu ra, giúp đưa hệ về mặt trượt trong thời gian hữu hạn.

Về khả năng ứng dụng thực tiễn, các bộ điều khiển được phát triển có nhiều ưu điểm. Bộ điều khiển ISS có khả năng xử lý đồng thời nhiễu đầu vào và sai lệch mô hình dưới dạng tham số hằng bất định, mặc dù yêu cầu phản hồi trạng thái đầy đủ. Bộ điều khiển trượt bậc cao hiệu quả trong việc xử lý nhiễu đầu vào và sai lệch mô hình trong hệ con đủ cơ cấu chấp hành, có thể được xem như nhiễu đầu vào. Những kết quả này cung cấp cơ sở lý thuyết và công cụ hữu ích cho việc thiết kế bộ điều khiển thích nghi bền vững cho hệ Euler-Lagrange thiếu cơ cấu chấp hành trong thực tiễn, đặc biệt là cẩu treo, đồng thời là tài liệu tham khảo giá trị cho đào tạo và nghiên cứu.

Luận án cũng chỉ ra các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, bao gồm việc xây dựng điều kiện đủ cho việc lựa chọn vector tham số của bộ điều khiển thích nghi ISS để đảm bảo hệ con tự do ổn định. Ngoài ra, việc phát triển bộ thuật toán quan sát góc lắc từ các giá trị đo được của quỹ đạo biến khớp và tốc độ của nó, thay thế cho cảm biến góc, vẫn là một nhiệm vụ bỏ ngỏ, hướng tới mô hình gọn nhẹ và chính xác hơn cho bàn thí nghiệm cẩu treo 3D.