Điều khiển hệ cầu cầu trục dựa trên luật PID

Điều khiển hệ cầu cầu trục dựa trên luật PID

Ngày đăng: 22/04/2010

Tóm tắt: Bài báo đưa ra mô hình toán của hệ cầu trục và các kết quả nghiên cứu thiết kế bộ

điều khiển cho chúng dựa trên luật PID với mong muốn giảm dao động của tải và khả năng

ứng dụng vào thực tiễn.

Hình 1: Mô hình chuyển động cầu trục trong hệ toạ độ 2D

NCS. Trịnh Lương Miên : Trường Đại học Giao thông đường sắt Mátxcơva

1. Đặt vấn đề

Cầu trục là thiết bị công nghiệp được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong xây

dựng, trong nhà máy hay tại cảng bốc dỡ hàng ... Những cầu trục này thường vận hành bằng tay.

Khi mà kích thước của cầu trục trở nên lớn hơn và yêu cầu vận chuyển nhanh hơn thì quá trình

điều khiển chúng sẽ trở nên khó khăn nếu không tự động hoá quá trình này. Cầu trục dịch chuyển

theo quỹ đạo không cứng nhắc. Nhưng nó hoạt động dưới những điều kiện hết sức khắc nhiệt và

một hệ thống điều khiển kín là thích hợp nhất.

Cầu trục là hệ phí tuyến lớn. Hơn nữa trong quá trình di chuyển phải đảm bảo dao động của tải là

nhỏ nhất. Vì thế khi thiết kế bộ điều khiển cho hệ cầu trục phải tính đến các yếu tố này.

Trong nhiều trường hợp vận hành không đòi hỏi cao về chất lượng thì luật PID hoàn toàn đáp ứng

được yêu cầu đặt ra. Việc cài đặt luật PID không chỉ đơn giản mà chi phí lại khá thấp, dễ dàng

trong sử dụng.

2. Luật điều khiển PID

Bộ điều khiển PID được tạo nên từ ba thành phần: P-Propotion, I-Integral, D-Derivation và được

mô tả trên miền thời gian như sau:

trong đó: e(t) là tín hiệu đầu vào (sai lệch điều khiển), u(t) là tín hiệu đầu ra (tín hiệu điều khiển),

kP là hệ số khuếch đại, TI là hằng số thời gian tích phân, TD là hằng số thời gian vi phân.