I. Giới thiệu chung
Cần trục tự động là thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp, được sử dụng để vận chuyển vật nặng và vật liệu độc hại. Việc điều khiển cần trục tự động nhằm giảm thiểu dao động trong quá trình vận chuyển là một thách thức lớn. Điều khiển chống lắc là một giải pháp hiệu quả để đảm bảo an toàn cho người điều khiển và môi trường xung quanh. Tuy nhiên, việc sử dụng cảm biến góc trong các hệ thống này thường gặp khó khăn về chi phí và bảo trì. Do đó, nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển phương pháp điều khiển không sử dụng cảm biến góc, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí.
1.1. Các phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu này áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để phát triển hệ thống điều khiển cần trục. Các phương pháp này bao gồm khảo sát và phân tích các phương pháp điều khiển hiện có, mô phỏng trên phần mềm Matlab & Simulink, và thực nghiệm trên mô hình thực tế. Việc sử dụng công nghệ tự động hóa và mạng nơron trong điều khiển giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của hệ thống. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh có thể giảm thiểu dao động và cải thiện hiệu suất của cần trục tự động.
II. Hệ thống cần trục tự động
Hệ thống cần trục tự động được thiết kế để vận chuyển tải một cách hiệu quả và an toàn. Mô hình toán học của hệ thống này được xây dựng dựa trên các phương trình vật lý, cho phép ước lượng chính xác các thông số cần thiết trong quá trình điều khiển. Việc sử dụng bộ lọc Kalman giúp cải thiện độ chính xác trong việc ước lượng trạng thái của hệ thống. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu dao động mà còn tối ưu hóa quá trình vận chuyển. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng phương pháp điều khiển không sử dụng cảm biến góc có thể đạt được hiệu quả tương tự như phương pháp truyền thống.
2.1. Thiết lập mô hình toán học
Mô hình toán học của cần trục được xây dựng dựa trên các yếu tố như khối lượng tải, lực tác động và các thông số động học. Việc áp dụng các phương trình vật lý và phép biến đổi Laplace giúp mô phỏng chính xác hành vi của hệ thống. Mô hình này cho phép ước lượng các thông số cần thiết để điều khiển cần trục tự động mà không cần đến cảm biến góc. Kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng việc sử dụng mạng nơron để điều khiển có thể mang lại hiệu quả cao trong việc giảm thiểu dao động và cải thiện độ ổn định của hệ thống.
III. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng phương pháp điều khiển không sử dụng cảm biến góc có thể đạt được hiệu quả tương tự như phương pháp truyền thống. Các thí nghiệm được thực hiện trên mô hình thực tế của cần trục tự động cho thấy rằng việc áp dụng mạng nơron trong điều khiển giúp cải thiện đáng kể khả năng triệt tiêu dao động. Các số liệu thu thập được từ thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống có thể hoạt động ổn định và an toàn trong quá trình vận chuyển tải. Điều này chứng tỏ rằng phương pháp nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao và có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.
3.1. Đánh giá kết quả
Đánh giá kết quả thực nghiệm cho thấy rằng phương pháp điều khiển không sử dụng cảm biến góc có thể đạt được hiệu quả tương tự như phương pháp truyền thống. Các số liệu cho thấy rằng độ dao động của tải được giảm thiểu đáng kể, đảm bảo an toàn cho người điều khiển và môi trường xung quanh. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa và mạng nơron trong điều khiển không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí đầu tư cho hệ thống. Điều này mở ra hướng phát triển mới cho các hệ thống cần trục tự động trong tương lai.
