Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại, việc điều khiển chính xác vị trí chuyển động là một khâu kỹ thuật then chốt, tác động trực tiếp đến chất lượng gia công và độ hoàn thiện của sản phẩm. Các hệ thống điều khiển vị trí vòng kín (closed-loop control) đóng vai trò đặc biệt quan trọng nhờ khả năng liên tục đo lường và hiệu chỉnh sai lệch; khi cơ cấu chấp hành tiếp cận vị trí đặt, vận tốc được điều chỉnh về 0, giúp triệt tiêu sai số do quán tính cơ học gây ra. Hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp đòi hỏi phải đáp ứng ba chỉ tiêu chất lượng cơ bản: thời gian quá độ ngắn, độ chính xác cao và sai lệch tĩnh nhỏ.

Tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, môn học thực hành "TT Hệ thống truyền động servo" (Thực tập Hệ thống truyền động servo) vào thời điểm nghiên cứu là môn học mới, cơ sở vật chất và trang thiết bị phục vụ đào tạo thực nghiệm chuyên sâu về truyền động servo — đặc biệt là servo thủy lực — còn thiếu thốn. Nhằm giải quyết yêu cầu giảng dạy và nghiên cứu thực nghiệm, đề tài "Mô hình dạy học truyền động servo thủy lực" được thực hiện bởi nhóm tác giả thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Khoa Cơ khí Chế tạo máy.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm các nội dung cụ thể:

  1. Nghiên cứu tổng quan cấu tạo, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của các phần tử trong hệ thống thủy lực Festo.
  2. Tìm hiểu và ứng dụng card thu thập dữ liệu NI PCI 6052E để kết nối máy tính với hệ thống phần cứng thực tế.
  3. Xây dựng thuật toán, thiết kế sơ đồ khối điều khiển vị trí vòng kín cho hệ bàn trượt thủy lực sử dụng phần mềm Matlab/Simulink và công cụ Real-Time Windows Target.
  4. Nghiên cứu các phương pháp xác định tham số bộ điều khiển PID, lựa chọn và thực nghiệm phương pháp Ziegler-Nichols thứ hai để tinh chỉnh hệ số điều khiển.
  5. Thiết kế giao diện điều khiển giám sát người dùng (GUI) trên nền tảng Matlab.
  6. Biên soạn đề cương chi tiết bài thực hành phục vụ công tác giảng dạy cho môn học TT Hệ thống truyền động servo.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống điều khiển vị trí bàn trượt thủy lực tích hợp van tuyến tính và cảm biến hồi tiếp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các thiết bị phần cứng thủy lực do hãng Festo cung cấp, van tỷ lệ Moog D633, cảm biến hành trình chiết áp, giải pháp điều khiển thời gian thực qua máy tính và biên soạn bài thực hành ứng dụng trong phòng thí nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Về mặt mô hình hóa hệ thống, đề tài phân loại mô hình thành bốn dạng: mô hình đồ họa (sơ đồ khối, P&ID, lưu đồ), mô hình toán học (phương trình vi phân, đại số, hàm truyền, không gian trạng thái), mô hình máy tính (chương trình mô phỏng) và mô hình suy luận (luật suy diễn). Đồ án so sánh hai phương pháp xây dựng mô hình toán học: phương pháp lý thuyết (phân tích quy luật vật lý để tìm cấu trúc nhưng dễ bỏ qua đặc tính cảm biến và cơ cấu chấp hành) và phương pháp thực nghiệm / nhận dạng hệ thống (phương pháp hộp đen, xác định tham số trực tiếp từ dữ liệu vào - ra của mô hình thực).

Cơ sở điều khiển học của đề tài dựa trên bộ điều khiển hồi tiếp PID (Proportional - Integral - Derivative) kinh điển với cấu trúc ba thành phần: khâu tỉ lệ ($K_P$), khâu tích phân ($K_I$) và khâu vi phân ($K_D$). Hàm truyền của bộ điều khiển có dạng:

$$G_C(s) = K_P \left( 1 + \frac{1}{T_I s} + T_D s \right) = K_P + \frac{K_I}{s} + K_D s$$

Ảnh hưởng của việc tăng các thông số độc lập được tổng hợp trong bảng sau:

Thông số Thời gian đáp ứng Độ vọt lố Thời gian xác lập Sai số xác lập
$K_P$ Giảm Tăng Ít thay đổi Giảm
$K_I$ Giảm Tăng Tăng Triệt tiêu
$K_D$ Ít thay đổi Giảm Giảm Lý thuyết không đổi

Để khắc phục hiện tượng bão hòa tích phân gây mất ổn định khi tín hiệu điều khiển chạm ngưỡng giới hạn biên độ, sơ đồ điều khiển được tích hợp thêm khâu chống bão hòa tích phân (anti-windup) với hệ số khuếch đại hồi tiếp $K_b = \frac{1}{T_I}$.

Về phương pháp xác định tham số PID, đồ án phân tích và so sánh các giải pháp:

  • Phương pháp điều chỉnh bằng tay (thực hiện trực tiếp trên mô hình, đòi hỏi kinh nghiệm).
  • Phương pháp thực nghiệm Ziegler-Nichols thứ hai: Đưa hệ thống về biên giới ổn định (dao động điều hòa tuần hoàn) chỉ với khâu P để tìm hệ số khuếch đại tới hạn $K_{crit}$ và chu kỳ dao động tới hạn $T_{crit}$.
  • Phương pháp Chien – Hrones – Reswick (CHR): Dựa trên tham số thời gian và đáp ứng hàm nấc của hệ hở.
  • Phương pháp Cohen-Coon: Ước lượng dựa trên các đáp ứng điển hình.
  • Phương pháp Tyreus-Luyben: Cải tiến từ Ziegler-Nichols 2 với việc giảm hệ số khuếch đại ($K_c = 0.35 K_u$, $T_i = 2.2 T_u$, $T_d = T_u / 6.3$) nhằm tăng tính ổn định.
Phương pháp Công thức $K_P$ Công thức $K_I$ Công thức $K_D$
Ziegler-Nichols 2 (PID) $0.6 K_{crit}$ $2 K_{crit} / T_{crit}$ $K_{crit} \cdot T_{crit} / 8$
Tyreus-Luyben (PI) $0.35 K_u$ $K_P / (2.2 T_u)$ -
CHR (PID song song) $0.6 R / K$ $K_P / (T)$ $0.5 \tau \cdot K_P$

Nhóm tác giả lựa chọn phương pháp Ziegler-Nichols 2 làm nền tảng chính vì tính đơn giản, dễ triển khai thực nghiệm trên các hệ thống có quán tính với thời gian trễ nhỏ, mang lại khả năng kháng nhiễu tốt.

Thiết kế và triển khai hệ thống phần cứng và điều khiển

Hệ thống thực nghiệm được xây dựng từ sự liên kết giữa trạm phần cứng thủy lực và hệ thống máy tính điều khiển thời gian thực.

[Máy tính + Matlab GUI / Simulink RTWT]
     [Card NI PCI 6052E]
 [Van Moog D633]   [Cảm biến chiết áp]

Phần cứng và thiết bị mô hình

  • Card thu thập dữ liệu NI PCI 6052E (National Instruments): Thiết bị giao tiếp máy tính đa chức năng. Khối Analog Input gồm 16 kênh đơn cực (single-ended) hoặc 8 kênh vi sai (differential), độ phân giải ADC 16-bit, tốc độ lấy mẫu cực đại 333 kS/s. Khối Analog Output gồm 2 kênh DAC 16-bit, tốc độ cập nhật 333 kS/s, bộ đệm FIFO 2048 mẫu. Khối Digital I/O gồm 8 đường tương thích TTL/CMOS. Khối Timing I/O gồm 2 bộ đếm/định thời 24-bit với độ chính xác ±0.01%. Dải điện áp hỗ trợ: đơn cực (0V đến 10V) và lưỡng cực (-5V đến +5V hoặc -10V đến +10V). Các chuẩn kết nối đầu vào gồm NRSE, RSE và DIFF.
  • Trạm nguồn và bơm thủy lực Festo: Sử dụng động cơ điện 230V AC, tần số 50-60 Hz, công suất 0.65 kW, lưu lượng cấp dầu 2.2 - 2.7 lít/phút, tích hợp van an toàn giới hạn áp suất, đồng hồ áp kế và bồn chứa dầu thủy lực chuyên dụng.
  • Dây kết nối nhanh thủy lực: Kết cấu ống mềm áp lực cao 3 lớp (lớp trong cao su tổng hợp, lớp giữa gia cường lưới thép, lớp ngoài cao su chống mài mòn), trang bị đầu khớp nối tự đóng ngắt nhanh. Áp suất vận hành định mức 6 MPa (60 bar), áp suất chịu đựng tối đa 12 MPa (120 bar), nhiệt độ làm việc từ -40°C đến +125°C, bán kính uốn tối thiểu 100 mm, kích thước danh định DN 06 (đường kính trong Ø 6.3 mm).
  • Van đảo chiều tuyến tính 4/3 (Moog D633): Van sử dụng động cơ tuyến tính vi sai (solenoid kết hợp nam châm vĩnh cửu) điều khiển nòng van theo phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Cảm biến vị trí nòng van tích hợp công nghệ biến áp vi sai tuyến tính (LVDT) kết hợp mạch giải điều chế (demodulator) để phản hồi vị trí nòng van về bộ điều khiển vi mạch tích hợp. Kết nối thủy lực gồm 4 cửa: P (cấp áp suất), T (xả về bể), A và B (cửa làm việc). Điện áp điều khiển van trong dải -10V đến +10V (tại +10V thông P-A và B-T; tại 0V nòng van ở vị trí giữa đóng kín; tại -10V thông P-B và A-T).
  • Bộ bàn trượt và xy lanh thủy lực: Bàn trượt có kích thước khung đỡ 625 x 200 mm, kích thước tấm trượt 320 x 198 mm, hành trình di chuyển 200 mm, di chuyển trên thanh dẫn hướng gắn ổ bi đỡ ma sát thấp. Xy lanh thủy lực tác động hai chiều có đường kính trong xy lanh $D = 16\text{ mm}$, đường kính cần piston $d = 10\text{ mm}$, hành trình $L = 200\text{ mm}$, tỉ lệ diện tích hai phía piston là 1 : 1.64. Áp suất làm việc tối đa 12 MPa (120 bar), tạo lực đẩy 2400 N và lực kéo 1450 N, tải trọng làm việc tối đa 50 kg.
  • Cảm biến hành trình chiết áp: Gắn song song với trục xy lanh dưới gầm bàn trượt; cấp nguồn chuẩn 10V DC, dải đo hành trình 0 - 200 mm tương ứng điện áp ngõ ra tuyến tính 0 - 10V (0 mm = 0V, 100 mm = 5V, 200 mm = 10V), độ phi tuyến tính ±0.5%, hành trình cơ khí 204 mm, vận tốc làm việc tối đa 1.5 m/s, cấp bảo vệ IP64.
  • Bộ hiển thị so sánh và cảm biến áp suất: Bộ hiển thị hoạt động với nguồn 24V DC, nhận tín hiệu vào 0 đến ±10V trên 2 kênh A/B và xuất tín hiệu so sánh ra 4 ngõ OUT A1, A2, B1, B2 kèm LED hiển thị. Cảm biến áp suất làm việc theo nguyên lý áp điện trở trên màng ngăn kim loại, xuất tín hiệu analog tuyến tính theo áp suất đo.
Thiết bị / Phần tử Thông số kỹ thuật chính Chức năng trong hệ thống
Card NI PCI 6052E 16-bit ADC/DAC, 333 kS/s, I/O analog & digital Thu thập tín hiệu vị trí, xuất áp điều khiển
Van Moog D633 (4/3) Tín hiệu ±10V DC, tích hợp LVDT và driver PWM Điều tiết lưu lượng và chiều dòng dầu
Xy lanh hai chiều Festo $D=16\text{ mm}, d=10\text{ mm}$, hành trình 200 mm Cơ cấu chấp hành truyền động bàn trượt
Cảm biến chiết áp Hành trình 200 mm, ngõ ra 0 - 10V, sai số ±0.5% Đo lường hồi tiếp vị trí bàn trượt
Trạm bơm nguồn Festo $P=0.65\text{ kW}$, lưu lượng $2.2 - 2.7\text{ l/phút}$, 230V AC Cung cấp nguồn năng lượng thủy lực

Giải pháp phần mềm và điều khiển

Hệ thống sử dụng Matlab/Simulink kết hợp Real-Time Windows Target (Real-Time Workshop). Sơ đồ khối điều khiển lấy tín hiệu phản hồi vị trí thực tế từ cảm biến chiết áp thông qua kênh Analog Input của card PCI 6052E, so sánh với giá trị đặt (Set Point) để tạo sai số $e(t)$. Khối thuật toán PID tính toán và phát tín hiệu điều khiển điện áp qua kênh Analog Output của card PCI 6052E cấp trực tiếp đến van Moog D633. Giao diện đồ họa người dùng Matlab GUI được thiết lập cho phép người vận hành quan sát đáp ứng vị trí theo thời gian thực, nhập thông số PID và thay đổi giá trị đặt vị trí.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Trình bày tính cấp thiết của việc nghiên cứu điều khiển chính xác vị trí trong hệ thống truyền động thủy lực; nêu rõ ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong công tác đào tạo tại trường; xác định mục tiêu nghiên cứu, đối tượng bàn trượt thủy lực Festo, phạm vi nghiên cứu phần cứng - phần mềm, phương pháp luận nghiên cứu và kết cấu tổng thể 6 chương của luận văn.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Trình bày phân loại mô hình hóa hệ thống (mô hình đồ họa, toán học, máy tính, suy luận) và hai phương pháp thiết lập mô hình toán (phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm nhận dạng hệ thống); phân tích chi tiết cấu trúc, hàm truyền và phương trình toán học của bộ điều khiển PID kinh điển; khảo sát vai trò độc lập của từng khâu P, I, D đối với đáp ứng quá độ và sai số xác lập; thiết lập cấu trúc sơ đồ khối PID tích hợp khâu anti-windup chống bão hòa tích phân.

Chương 3: Phương hướng và các giải pháp về bộ điều khiển PID

Phân tích yêu cầu kỹ thuật của đề tài trong việc điều khiển vị trí bàn trượt; trình bày cơ sở lý thuyết và công thức tính toán thông số của 5 phương pháp chỉnh định PID: phương pháp chỉnh tay, phương pháp thực nghiệm Ziegler-Nichols 2, phương pháp Chien – Hrones – Reswick (CHR), phương pháp Cohen-Coon và phương pháp Tyreus-Luyben; giới thiệu các công cụ phần mềm tối ưu hóa vòng lặp; đưa ra luận điểm lựa chọn phương pháp Ziegler-Nichols 2 làm phương pháp chính cho mô hình thực nghiệm.

Chương 4: Giải pháp điều khiển và các thiết bị

Thuyết minh chi tiết giải pháp điều khiển vòng kín trên máy tính thông qua công cụ Matlab Simulink và Real-Time Workshop; trình bày cấu trúc, sơ đồ chân, sơ đồ khối và thông số kỹ thuật của card thu thập dữ liệu NI PCI 6052E; phân tích cấu tạo, thông số và nguyên lý vận hành của các phần tử cơ điện tử trong hệ thống: bộ nguồn 24VDC, máy bơm dầu Festo, dây nối thủy lực nhanh, van đảo chiều tuyến tính Moog D633 tích hợp cảm biến LVDT, bàn trượt cơ khí, xy lanh hai chiều, cảm biến hành trình chiết áp, bộ hiển thị so sánh, cảm biến áp suất và bộ điều khiển PID bằng tay của Festo.

Chương 5: Thực nghiệm, đánh giá

Mô tả quy trình xây dựng sơ đồ khối điều khiển trong môi trường Matlab/Simulink giao tiếp với phần cứng qua Real-Time Windows Target; tiến hành thực nghiệm xác định thông số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols 2 bằng cách tăng $K_P$ để tạo dao động điều hòa tự kích, thu thập tọa độ đỉnh sóng để xác định $K_{crit}$ và $T_{crit}$; tính toán tham số khởi tạo và thực hiện tinh chỉnh tối ưu 3 thông số $K_P, K_I, K_D$; kiểm nghiệm đáp ứng quá độ của bàn trượt với tín hiệu đặt dạng hàm nấc (Step) tại các giá trị dịch chuyển 3 mm và 9 mm; giới thiệu thiết kế giao diện vận hành trên Matlab GUI.

Chương 6: Đề cương chi tiết bài thực hành

Xây dựng tài liệu hướng dẫn và đề cương chi tiết bài thực hành cho sinh viên môn học TT Hệ thống truyền động servo; hướng dẫn quy trình kiểm tra thiết bị, đấu nối thủy lực, kết nối mạch điện, cấu hình phần mềm Matlab/Simulink, vận hành thu thập dữ liệu và khảo sát đặc tính điều khiển vị trí servo thủy lực trên mô hình thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm

  • Kết nối và thiết lập thành công giao tiếp thời gian thực giữa máy tính và mô hình thủy lực Festo thông qua card NI PCI 6052E và công cụ Simulink Real-Time Windows Target.
  • Khảo sát và xác định đầy đủ các đặc tính tĩnh, đặc tính động của van tuyến tính Moog D633 (đặc tính lưu lượng - điện áp, áp suất - điện áp, lưu lượng - áp suất) và cảm biến vị trí chiết áp (quan hệ tuyến tính 0-10V ứng với 0-200 mm).
  • Ứng dụng thành công phương pháp Ziegler-Nichols 2 trên mô hình thực tế: xác định được điểm dao động tuần hoàn để tính giá trị khuếch đại tới hạn $K_{crit}$ và chu kỳ tới hạn $T_{crit}$, từ đó tính toán và tinh chỉnh thành công bộ thông số PID.
  • Kết quả thử nghiệm với đáp ứng hàm nấc (Step) tại các điểm đặt 3 mm và 9 mm cho thấy hệ thống bám vị trí chính xác, thời gian tăng trưởng nhanh, độ vọt lố được hạn chế và sai số xác lập được triệt tiêu hoàn toàn.
  • Thiết kế hoàn chỉnh giao diện điều khiển Matlab GUI phục vụ thu thập dữ liệu và vận hành trực quan.

Đóng góp về mặt đào tạo và học thuật

  • Bổ sung một mô hình thực nghiệm servo thủy lực phục vụ công tác giảng dạy cho môn học TT Hệ thống truyền động servo tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
  • Cung cấp tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh và đề cương chi tiết bài thực hành, giúp sinh viên ngành Cơ điện tử củng cố lý thuyết điều khiển tự động thông qua thực hành trên thiết bị công nghiệp thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đề tài được triển khai trong phạm vi phòng thí nghiệm trên hệ bàn trượt 1 bậc tự do với cơ cấu chấp hành xy lanh thủy lực đơn trục; thuật toán điều khiển mới dừng lại ở bộ điều khiển PID kinh điển kết hợp anti-windup, chưa khảo sát các giải pháp điều khiển phi tuyến nâng cao khi hệ thống chịu tải trọng biến thiên lớn hoặc khi dầu thủy lực thay đổi độ nhớt/nhiệt độ trong thời gian dài.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu áp dụng các giải pháp điều khiển hiện đại (như điều khiển thích nghi, điều khiển trượt, điều khiển mờ - Fuzzy PID); nghiên cứu kết hợp đồng thời điều khiển vị trí và điều khiển áp suất/lực tác động; phát triển thêm các bài thực hành chuyên sâu về nhận dạng thông số hệ thống và chẩn đoán lỗi phần cứng thủy lực.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa, Kỹ thuật Cơ khí: Cung cấp kiến thức thực tế về cấu tạo, nguyên lý vận hành của các thiết bị thủy lực tỷ lệ công nghiệp (van tỷ lệ Moog D633, cảm biến LVDT, bơm Festo, xy lanh thủy lực).
  • Người nghiên cứu các đề tài điều khiển vị trí thời gian thực: Tham khảo quy trình cấu hình phần cứng DAQ (card NI PCI 6052E), kỹ thuật lập trình điều khiển thời gian thực bằng Matlab/Simulink Real-Time Windows Target và phương pháp thiết kế giao diện Matlab GUI.
  • Cán bộ quản lý phòng thí nghiệm: Sử dụng trực tiếp đề cương chi tiết trong Chương 6 để tổ chức bài giảng thực hành cho môn học thí nghiệm/thực tập truyền động servo.

Câu hỏi thường gặp

1. Van đảo chiều tuyến tính Moog D633 trong đồ án có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?
Moog D633 là loại van tỷ lệ 4/3 sử dụng động cơ tuyến tính vi sai (solenoid kết hợp nam châm vĩnh cửu) điều khiển nòng van theo phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Vị trí nòng van được đo lường chính xác bằng cảm biến biến áp vi sai tuyến tính (LVDT) tích hợp bên trong bo mạch của van để so sánh trực tiếp với điện áp điều khiển đặt (dải điện áp -10V đến +10V).

2. Mối quan hệ giữa điện áp ngõ ra của cảm biến hành trình chiết áp và vị trí bàn trượt được quy đổi ra sao?
Cảm biến chiết áp được cấp nguồn điện áp tham chiếu 10V DC. Ngõ ra điện áp có quan hệ tuyến tính với khoảng dịch chuyển của bàn trượt từ 0 đến 200 mm theo tỷ lệ: 0 mm tương ứng 0V; 1 mm tương ứng 0.05V; 100 mm tương ứng 5V và hành trình tối đa 200 mm tương ứng 10V (độ phi tuyến tính đạt ±0.5%).

3. Card thu thập dữ liệu NI PCI 6052E có vai trò và thông số kỹ thuật chính là gì?
Card PCI 6052E đóng vai trò là khối ghép nối trung gian (DAQ) giữa máy tính và hệ thống thực. Thiết bị sở hữu bộ chuyển đổi Analog Input 16-bit với tốc độ lấy mẫu cực đại 333 kS/s (16 kênh single-ended hoặc 8 kênh differential), 2 kênh Analog Output 16-bit cập nhật 333 kS/s, 8 đường Digital I/O và 2 bộ định thời 24-bit.

4. Nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp nào để tìm thông số cho bộ điều khiển PID và thực hiện ra sao?
Nhóm tác giả sử dụng phương pháp thực nghiệm thứ hai của Ziegler-Nichols (dao động tới hạn). Quy trình thực hiện gồm: đặt $K_I = 0$ và $K_D = 0$, tăng dần hệ số $K_P$ trên mô hình thực cho đến khi hệ thống xuất hiện dao động điều hòa tuần hoàn biên độ không đổi. Giá trị $K_P$ tại điểm này được ghi nhận là $K_{crit}$ và chu kỳ dao động đo được giữa 2 đỉnh sóng là $T_{crit}$. Từ đó, các hệ số khởi tạo được tính theo công thức: $K_P = 0.6 K_{crit}$, $K_I = 2 K_{crit} / T_{crit}$, $K_D = K_{crit} \cdot T_{crit} / 8$, sau đó tiến hành tinh chỉnh trực tiếp trên mô hình.

5. Cơ cấu chấp hành xy lanh và bàn trượt tuyến tính có các thông số kích thước và tải trọng như thế nào?
Bàn trượt có kích thước khung 625 x 200 mm, kích thước tấm trượt 320 x 198 mm, hành trình 200 mm. Xy lanh thủy lực hai chiều đi kèm có đường kính trong $D = 16\text{ mm}$, đường kính cần piston $d = 10\text{ mm}$, tỉ lệ diện tích hai phía piston là 1 : 1.64, cung cấp lực đẩy tới 2400 N, lực kéo về 1450 N và chịu được tải trọng làm việc tối đa 50 kg dưới áp suất tối đa 12 MPa.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Mô hình dạy học truyền động servo thủy lực" đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán điều khiển vị trí vòng kín cho hệ bàn trượt thủy lực Festo bằng máy tính thông qua card NI PCI 6052E và công cụ Matlab/Simulink Real-Time Windows Target. Nhóm tác giả đã khảo sát chi tiết đặc tính của van tuyến tính Moog D633, cảm biến vị trí chiết áp và áp dụng thành công phương pháp Ziegler-Nichols 2 để chỉnh định bộ điều khiển PID kết hợp khâu chống bão hòa tích phân (anti-windup). Công trình không chỉ kiểm chứng chính xác lý thuyết điều khiển servo trên mô hình thực nghiệm mà còn đóng góp trực tiếp một bộ giáo trình/đề cương thực hành hoàn chỉnh cho môn học TT Hệ thống truyền động servo tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.