Nghiên cứu dập tắt dao động của vật nâng và móc treo trong mô hình xe con cần trục ở dạng con lắc hai bậc tự do bằng phương pháp điều khiển tạo hình dạng tín hiệu đầu vào
Authors: Quân Lê Hồng , Ngọc Trịnh Bích , Uy Phạm Văn , Hồng Thiều Thị 
Published: February 2022

Khi vận hành xe con cần trục ở tốc độ nhanh có thể gây ra sự lắc của tải trọng nâng và móc treo với biên độ lớn, vấn đề này gây ra các quan ngại đến an độ an toàn, dừng chính xác và hiệu quả của việc khai thác cần trục. Hầu như các nghiên cứu về điều khiển xe con cần trục cho đến nay chủ yếu tập trung vào mô hình động lực học xe con một bậc tự do. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các dao động ở dạng con lắc một bậc tự do có thể được giảm đi đáng kể bằng cách tạo ra hình dạng các tín hiệu đầu vào một cách hợp lý cho các động cơ của các cơ cấu trên cần trục. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu phương pháp tạo hình đạng tín hiệu đầu vào cho bài toán điều khiển chống rung lắc của xe con cần trục ở dạng con lắc hai bậc tự do. Kỹ thuật tạo hình dạng tín hiệu đầu vào là một tiếp cận điều khiển vòng hở. Phương pháp này có thể thực hiện hoạt động điều khiển bằng cách tạo ra hình dạng tín hiệu các lệnh tham chiếu một cách thông minh. Phương pháp này vốn là một kỹ thuật nạp trước. Trong các ứng dụng thực tế, thông thường rất khó để chống lại sai số bất kỳ nào đó chẳng hạn như sai số về mô hình hóa hoặc sai số về tần số mà không có thiết kế điều khiển đặc biệt và phương pháp tạo hình dạng tín hiệu đầu vào là một thiết kế đặc biệt như vậy để có thể triệt tiêu các dao động gây ra do chuyển động một cách có hiệu quả. Nghiên cứu này, đầu tiên thực hiện khảo sát động lực học mô hình xe con cần trục ở dạng con lắc hai bậc tự do để xác định 2 tần số dao động riêng và chỉ ra mức độ ảnh hưởng của các biên độ của hai tần số dao động. Đây là thông tin đầu vào rất quan trọng giúp chúng tôi thiết kế các bộ tạo hình dạng tín hiệu đầu vào kiểu tích chập và kiểu đồng bộ. Các bộ điều khiển tín hiệu đầu vào được thiết kế để có tính bền vững với các thay đổi theo hai tần số dao động riêng và theo các sai số mô hình hóa. Trong các điều kiện nào đó, bài toán điều khiển xe con cần trục nên được tích hợp khi tải nâng tạo ra hiệu ứng dao động trong mô hình con lắc hai bậc tự do. Do đó việc điều khiển động cơ trong mô hình động lực học xe con cần trục ở dạng con lắc hai bậc tự do bằng cách thiết kế các bộ tạo hình dạng tín hiệu đầu vào tích hợp với các bộ điều khiển dựa vào kỹ thuật thụ động và hệ mờ dựa vào các mô đun lệnh một đầu vào được kỳ vọng để vượt qua các dao động con lắc hai bậc tự do một cách hiệu quả. Chúng tôi đã thực hiện mô phỏng các phương pháp điều khiển tích hợp nêu trên bằng cách sử dụng phần mềm Matlab với các thông số vật lý bằng số của một xe con cần trục bất kỳ. Từ các kết quả mô phỏng cho thấy rằng sự tích hợp của bộ điều khiển tạo hình dạng tín hiệu đầu vào kiểu tích chập với bộ điều khiển dựa trên kỹ thuật thụ động có hiệu quả điều khiển tốt nhất trong số các bộ điều khiển đã được tích hợp trong bài toàn điều khiển vận chuyển của xe con cần trục ở dạng con lắc hai bậc tự do. Điều này chứng tỏ rằng sự tích hợp của bộ điều khiển dựa trên kỹ thuật thụ động và bộ tạo hình dạng tín hiệu đầu vào kiểu tích chập góp phần vào việc nâng cao chất lượng điều khiển chống rung lắc cho xe con cần trục.