Nghiên cứu điều khiển máy kéo nén vạn năng tại Trường Đại học Cần Thơ

Tài liệu nghiên cứu Điều khiển máy kéo nén vạn năng nguyễn hoàng thịnh, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Thịnh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Hữu Cường
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Điều Khiển Máy Kéo Nén Vạn Năng
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp cao học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Cần Thơ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Điều khiển Máy Kéo Nén Vạn Năng WE 1000B 58 ký tự

Bài viết này tập trung vào nghiên cứu điều khiển máy kéo nén vạn năng WE-1000B, một thiết bị quan trọng trong các phòng thí nghiệm xây dựng và nghiên cứu vật liệu. Máy kéo nén được sử dụng để xác định các đặc tính cơ học của vật liệu như độ bền kéo, độ bền nén, module đàn hồi và giới hạn bền. Việc điều khiển chính xác lực nén và vận tốc nén là yếu tố then chốt để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả thử nghiệm vật liệu. Hiện nay, nhiều phòng thí nghiệm sử dụng máy WE-1000B do Trung Quốc sản xuất, tuy nhiên hệ thống điều khiển thủy lực sử dụng van kim truyền thống gặp nhiều hạn chế trong việc duy trì vận tốc nén ổn định, đặc biệt là khi thực hiện các quy trình thử nghiệm kéo nén theo tiêu chuẩn. Nghiên cứu này hướng đến việc cải thiện hệ thống điều khiển để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu như ASTM, ISO, DIN, từ đó nâng cao chất lượng và độ tin cậy của các thí nghiệm cơ học.

1.1. Tầm quan trọng của máy kéo nén vạn năng trong nghiên cứu vật liệu

Máy kéo nén vạn năng đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá chất lượng và nghiên cứu vật liệu. Các thông số thu được từ máy, như ứng suất, biến dạng, độ bền kéo, độ bền nén, cho phép các kỹ sư và nhà khoa học hiểu rõ hơn về tính chất cơ học của vật liệu, từ đó đưa ra các quyết định chính xác trong thiết kế và ứng dụng. Thử nghiệm vật liệu bằng máy kéo nén cũng là một phần không thể thiếu trong quá trình kiểm định chất lượng công trình xây dựng, đảm bảo an toàn và độ bền vững của các công trình.

1.2. Hạn chế của hệ thống điều khiển thủy lực truyền thống trên WE 1000B

Hệ thống điều khiển thủy lực truyền thống trên máy kéo nén WE-1000B sử dụng van kim để điều chỉnh lưu lượng dầu, gây khó khăn trong việc duy trì vận tốc nén ổn định. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chính xác của kết quả thử nghiệm vật liệu, đặc biệt là khi thực hiện các quy trình thử nghiệm theo tiêu chuẩn yêu cầu vận tốc nén không đổi. Việc điều chỉnh bằng tay cũng đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm của người vận hành, dễ dẫn đến sai sót và kết quả không đồng nhất. Theo nghiên cứu, việc ổn định tốc độ nén được tăng cường có thể cải thiện kết quả.

II. Cách khắc phục Điều khiển PID cho Máy Kéo Nén 55 ký tự

Một trong những giải pháp hiệu quả để khắc phục những hạn chế của hệ thống điều khiển thủy lực truyền thống là áp dụng điều khiển PID. Điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) là một thuật toán điều khiển vòng kín được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa nhờ khả năng điều chỉnh chính xác và ổn định. Trong bối cảnh máy kéo nén vạn năng, điều khiển PID có thể được sử dụng để kiểm soát vận tốc nén hoặc lực nén một cách tự động, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu. Việc áp dụng điều khiển PID đòi hỏi việc xây dựng mô hình toán học của hệ thống, lựa chọn các thông số điều khiển phù hợp và hiệu chuẩn máy kéo nén để đảm bảo độ chính xác. Nghiên cứu này đã thực hiện phân tích mô phỏng hành vi chọn bộ điều khiển thích hợp cho đối tượng bằng phần mềm MatLab.

2.1. Ưu điểm của điều khiển PID trong điều khiển máy kéo nén

Điều khiển PID mang lại nhiều ưu điểm so với hệ thống điều khiển bằng tay truyền thống, bao gồm khả năng duy trì vận tốc nén ổn định, giảm thiểu sai số, tự động điều chỉnh theo sự thay đổi của tải trọng và điều kiện môi trường. Điều khiển vòng kín giúp hệ thống phản ứng nhanh chóng với các sai lệch, đảm bảo kết quả thử nghiệm vật liệu chính xác và tin cậy. Việc tự động hóa quá trình điều khiển cũng giúp giảm tải cho người vận hành, tăng năng suất và giảm thiểu rủi ro sai sót.

2.2. Quy trình thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển PID

Để triển khai hệ thống điều khiển PID cho máy kéo nén vạn năng, cần thực hiện các bước sau: (1) Xây dựng mô hình toán học của hệ thống, bao gồm các thành phần như động cơ, bơm thủy lực, van điều khiển và cảm biến lực. (2) Xác định các thông số PID (tỷ lệ, tích phân, vi phân) bằng phương pháp thử nghiệm hoặc sử dụng các thuật toán tối ưu hóa. (3) Lập trình bộ điều khiển sử dụng PLC hoặc vi điều khiển. (4) Hiệu chuẩn máy kéo nén và kiểm tra hiệu năng của hệ thống. Nghiên cứu này đã xác định được độ khớp 95% thống thực và được kiểm nghiệm vòng vòng.

III. Ứng dụng Van Tỷ Lệ trong Điều khiển WE 1000B 57 ký tự

Việc tích hợp van tỷ lệ (proportional valve) vào hệ thống điều khiển thủy lực của máy kéo nén WE-1000B mang lại khả năng điều khiển chính xác hơn so với van kim truyền thống. Van tỷ lệ cho phép điều chỉnh lưu lượng dầu hoặc áp suất dầu một cách liên tục và tuyến tính theo tín hiệu điều khiển điện, từ đó kiểm soát chính xác vận tốc nén hoặc lực nén. Việc sử dụng van tỷ lệ kết hợp với điều khiển PID tạo thành một hệ thống điều khiển mạnh mẽ, đảm bảo tính ổn định và chính xác của thử nghiệm vật liệu. Điều này đặc biệt quan trọng khi thực hiện các quy trình thử nghiệm phức tạp hoặc khi cần kiểm soát chặt chẽ các thông số ứng suất và biến dạng.

3.1. Lợi ích của việc sử dụng van tỷ lệ so với van kim truyền thống

Van tỷ lệ vượt trội hơn van kim truyền thống ở khả năng điều khiển chính xác và linh hoạt. Van kim chỉ cho phép điều chỉnh lưu lượng dầu theo các bước rời rạc, trong khi van tỷ lệ cho phép điều chỉnh liên tục theo tín hiệu điều khiển, giúp hệ thống phản ứng nhanh chóng và chính xác với các thay đổi của tải trọng. Việc này giúp ổn định vận tốc nén và lực nén, giảm thiểu sai số và nâng cao độ tin cậy của kết quả thử nghiệm vật liệu.

3.2. Các loại van tỷ lệ phù hợp cho máy kéo nén WE 1000B

Có nhiều loại van tỷ lệ khác nhau có thể được sử dụng trong máy kéo nén WE-1000B, bao gồm van tỷ lệ lưu lượng và van tỷ lệ áp suất. Van tỷ lệ lưu lượng được sử dụng để điều khiển vận tốc nén, trong khi van tỷ lệ áp suất được sử dụng để điều khiển lực nén. Việc lựa chọn loại van tỷ lệ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và thông số kỹ thuật WE-1000B. Nên chọn các loại van có độ phân giải cao, thời gian đáp ứng nhanh và độ ổn định tốt để đảm bảo hiệu năng của hệ thống.

IV. Nghiên cứu Vật liệu Phân tích Xuất Báo cáo 59 ký tự

Sau khi thu thập dữ liệu từ thử nghiệm vật liệu trên máy kéo nén WE-1000B, bước tiếp theo là phân tích dữ liệu thử nghiệm để xác định các đặc tính cơ học của vật liệu. Quá trình phân tích dữ liệu bao gồm việc tính toán ứng suất, biến dạng, module đàn hồi, giới hạn bền và các thông số khác theo tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu tương ứng. Kết quả phân tích sau đó được sử dụng để xuất báo cáo thử nghiệm, cung cấp thông tin chi tiết về tính chất cơ học của vật liệu cho các kỹ sư và nhà khoa học. Báo cáo cần tuân thủ các yêu cầu về định dạng và nội dung theo tiêu chuẩn để đảm bảo tính chính xác và tin cậy.

4.1. Phần mềm hỗ trợ phân tích dữ liệu và xuất báo cáo thử nghiệm

Hiện nay có nhiều phần mềm điều khiển máy kéo nén và phân tích dữ liệu có thể được sử dụng để hỗ trợ quá trình phân tích dữ liệu thử nghiệm và xuất báo cáo thử nghiệm. Các phần mềm điều khiển máy kéo nén này thường tích hợp các chức năng thu thập dữ liệu, hiển thị đồ thị, tính toán thông số và xuất báo cáo theo tiêu chuẩn. Việc sử dụng phần mềm giúp tự động hóa quá trình phân tích, giảm thiểu sai sót và tăng năng suất.

4.2. Các yếu tố cần xem xét khi phân tích và đánh giá kết quả thử nghiệm

Khi phân tích dữ liệu thử nghiệm và đánh giá kết quả, cần xem xét các yếu tố như độ chính xác của phép đo, sai số hệ thống, ảnh hưởng của môi trường và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến kết quả. Cần kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu, loại bỏ các điểm dữ liệu bất thường và đánh giá độ tin cậy của kết quả dựa trên các phương pháp thống kê. Việc so sánh kết quả với các tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo cũng giúp đánh giá tính phù hợp của vật liệu cho ứng dụng cụ thể.

V. Hiệu Chuẩn Bảo Trì Máy Kéo Nén WE 1000B 59 ký tự

Để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả thử nghiệm vật liệu, việc hiệu chuẩn máy kéo nén và bảo trì máy kéo nén định kỳ là vô cùng quan trọng. Hiệu chuẩn là quá trình kiểm tra và điều chỉnh các thông số của máy để đảm bảo rằng nó hoạt động chính xác theo tiêu chuẩn. Bảo trì bao gồm các công việc như vệ sinh máy, kiểm tra các bộ phận cơ khí và điện, thay thế các bộ phận hao mòn để đảm bảo máy hoạt động ổn định và tránh hỏng hóc. Nghiên cứu cũng đề cập đến việc hiệu chuẩn để đảm bảo độ chính xác của phép đo.

5.1. Tần suất hiệu chuẩn và quy trình hiệu chuẩn máy kéo nén

Tần suất hiệu chuẩn máy kéo nén phụ thuộc vào mức độ sử dụng của máy và yêu cầu của tiêu chuẩn. Thông thường, máy kéo nén nên được hiệu chuẩn ít nhất mỗi năm một lần hoặc sau khi sửa chữa lớn. Quy trình hiệu chuẩn bao gồm việc sử dụng các quả cân chuẩn để kiểm tra độ chính xác của cảm biến lực và đầu đo biến dạng, sau đó điều chỉnh các thông số của máy nếu cần thiết. Cần tuân thủ quy trình hiệu chuẩn theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc theo tiêu chuẩn tương ứng.

5.2. Các công việc bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định

Bảo trì máy kéo nén định kỳ bao gồm các công việc như vệ sinh máy, kiểm tra và bôi trơn các bộ phận cơ khí, kiểm tra hệ thống thủy lực, kiểm tra hệ thống điện và thay thế các bộ phận hao mòn như dầu thủy lực, gioăng, phớt. Việc bảo trì thường xuyên giúp kéo dài tuổi thọ của máy, giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc và đảm bảo kết quả thử nghiệm vật liệu luôn chính xác.

VI. Tương lai Điều khiển Máy Kéo Nén Vạn Năng 48 ký tự

Trong tương lai, lĩnh vực điều khiển máy kéo nén vạn năng sẽ tiếp tục phát triển với sự ứng dụng của các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (Machine Learning) và Internet of Things (IoT). Các hệ thống điều khiển thông minh có thể tự động điều chỉnh các thông số điều khiển dựa trên dữ liệu thu thập được từ nhiều nguồn khác nhau, tối ưu hóa quá trình thử nghiệm vật liệu và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn. Việc kết nối máy kéo nén với mạng IoT cũng cho phép theo dõi và điều khiển máy từ xa, nâng cao hiệu quả và tính linh hoạt của quá trình thử nghiệm. Nghiên cứu hướng đến ứng dụng trong phòng nghiệm.

6.1. Ứng dụng AI và Machine Learning trong điều khiển máy kéo nén

AI và Machine Learning có thể được sử dụng để xây dựng các mô hình dự đoán chính xác hơn về hành vi của vật liệu dưới tác dụng của lực kéo nén, giúp tối ưu hóa các thông số điều khiển và giảm thiểu sai số. Các thuật toán Machine Learning cũng có thể được sử dụng để tự động phát hiện và chẩn đoán các vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống điều khiển, giúp người vận hành can thiệp kịp thời và tránh hỏng hóc.

6.2. Xu hướng phát triển của máy kéo nén kết nối IoT

Việc kết nối máy kéo nén với mạng IoT cho phép theo dõi và điều khiển máy từ xa, thu thập dữ liệu liên tục và chia sẻ dữ liệu với các hệ thống khác. Điều này giúp nâng cao hiệu quả và tính linh hoạt của quá trình thử nghiệm vật liệu, cho phép các kỹ sư và nhà khoa học truy cập dữ liệu và điều khiển máy từ bất kỳ đâu trên thế giới. Việc kết nối IoT cũng mở ra khả năng tích hợp máy kéo nén với các hệ thống quản lý phòng thí nghiệm (LIMS) và các hệ thống khác, tạo thành một hệ sinh thái hoàn chỉnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Giới thiệu. Trình bày các nội dung lý do chọn đẻ tải, mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài. ~ Chương 2: quan tài liệu. Tóm tắt những cơ sở lý thuyết về hệ thống.

thủy lực và những bộ điều khiển được nghiên cứu và ứng dụng trong đề tài. — Chương 3: Nội dung nghiên cứu. Trình bày các công việc và phương pháp thực hiện để đạt những mục tiêu đề ra, cũng như kết quả đạt được. — Chương 4: Kế ân và hướng pháp triển CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ở nước ta hiện nay, quá trình nghiên cứu và sản xuất các máy kéo nén mới bắt đầu phát triển.

Đặc biệt là đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống máy thí nghiệm vạn năng điều khiển servo có độ chính xác cao phục vụ các mục đích dân sự và công nghiệp quốc phon; do Trường Đại học Trần Đại Nghĩa và Tổng cục Kỹ thuật - Bộ Quốc Phòng chủ trì (http://cesti. 241 Lịch sử phát triển hệ thống thủy lực Từ những năm 1938 van điều khiển thủy lực ra đời, làm cho quá trình điều khiển dễ dàng hơn [4]. Đến nam 1967 HE Merritt di xay dung nhiều sơ đồ mạch điều khiển thủy lực và nhiều mô hình khác nhau cho các loại van thủy lực khác nhau trong đó có van chảy tràn áp suất [5-7] và van tỷ lệ lưu lượng [§, 9]. Dựa trên nền tản đó ngày nay ệ thống thủy lực ngày cảng phát triển cùng với sự ra đời của van servo, van ty lệ làm cho hệ thống điều khiển tự động ngày càng phát triển, song song.

với sự phát triển đó thì có nhiều bộ điều khiển ra đời làm cho quá trình điều khiến được chính xác và ôn định. Để xác định được bộ điều khiển tối ưu như mong muốn, nghiên cứu này tiến hành khảo sát từng phương pháp để dn định lực như: Thay đổi tốc độ động cơ bơm dầu, thay đồi áp suất bằng van servo, van tỷ lệ Lực nén từ xilanh thủy lực được tạo ra từ áp suất của bơm dầu, nếu điều khiển được giá trị áp suất này thi nó cũng chính là giá trị lực nén trên xilanh. Chính vì thế mà [2, 3, 10] đã xây dựng hệ thống thủy lực như (Hình 2. ij == xilanh M f bom Hình 2.1: Sơ đồ điều khiển xalianh bằng bơm dầu § Ở phương pháp này áp suất trên xilanh sẽ thay đổi được thông qua bộ biến tần của động cơ bơm dau.

Như vậy hệ thống có hai biến đầu ra là lực và vị trí, biến đầu ra là tần số. Hệ thống điều khiền nảy đã ứng dụng trên máy nén TYE-300, may kéo nén vạn năng WE-6000. Kết quả cho thấy, lực nén trên xilanh đạt yêu thiết kế. Với phương pháp này chỉ ứng dụng phù hợp với hệ thống có một xilanh, trong khi với máy kéo nén vạn năng WE-1000B hiện tại có đến 3 xilanh, nên việc ứng dụng phương pháp cần trang bị thêm một nguồn bơm độc lập.

Một cách khác, có thể sử dụng van servo thủy lực để điều khiễn xilanh [I1], ich thié này thì yêu cầu xilanh phải có dạng hai chiều, hệ thông phải được thiết kế mới từ bang đầu mới đạt được mong muốn về độ chính xác trong quá trình điều khiển. Với phương pháp này đề tài không áp dụng vì hệ van servo có giá thành rất cao và không phù hợp với xilanh một chiều. Điều khiển lực nén trên xilanh sử dụng van giảm áp [12] là loại van có đặc tính ngược lại với van chảy tràn áp suất, van này thường đóng nên áp suất ban đầu rất lớn, không phù hợp cho nghiêm cứu này.2 Mô hình toán học van tỷ lệ chảy tràn áp suất Để xây dựng được mô hình toán học của van tỉ lệ chảy tran áp suất cần phải diễn tả được sơ đổ nguyên lí làm việc của van như [13], phân tích các yếu tố từ đó việc tính toán các thông số được thuận lợi và đễ dàng hơn, xây dựng một bộ điều khién có hồi tiếp. ẽ càng chính xác hơn.

Theo [14-16] sơ đồ mô tả chỉ tiếp như (Hình 2. Về thành phần cấu tạo cơ bản thì van chảy tràn áp suất có 3 phần chính là: Van chính, van dẫn phụ và cuộn cảm tỷ lệ. Tín hiệu điện áp Ug được cấp vào cuộn cảm. ứng tỷ lệ, lực từ sinh ra một suất điện động làm cho van dẫn phụ chuyên động, chuyên động này sẽ làm thay đồi áp lực trên van chính làm van chính chuyền động, áp suấ it qua van sẽ thay đổi theo.

Mô hình toán của van được chia thành các thành phần chính. C2 ke 2 Ac 2 Qs Hình 2.2 Sơ đồ mô tả hoạt động van tỉ lệ chảy tràn áp suất Tir m6 tả hoạt động của van theo (Hình 2.2), việc tính toán các thông số cơ bản để xây dựng mô hình toán học cho van tỷ lệ áp suất, theo [14] ta có: ~ Mô hình toán học của bộ khuếch đại tỷ lệ: 10 KIS (2.1) Trong đó: + I(s) Dòng điện ngõ ra từ bộ khuếch đại, A.2) Trong đó: + Fe Lực từ, N +K; Độ lợi, A/V - Hàm truyền của van dẫn phụ và van chính: 7 + Phương trình lưu lượng liên tục qua Q1 Q¡(S) = 0y¡(S) + 25P2; + 0;(5) (23) Trong đó: Qai(s): Lưu lượng chảy qua lỗ khoan Q¡ Q¿¡(s): Lưu lượng của lỗ khoan Vạ Q.4) + Phương trình lưu lượng liên tục trong budng Ve Qc(s) = Espels) + Acsxva(s) (2.5) + Phương trình lưu lượng ngỏ vào van chính buồng Q;: Qs(8) = Qi2(8) = Qyos) + Opn(8) + Am25%v2(s) +Z5p5(s) + Œ,ps(S) (2.6) + Phương trình cân bằng của con trượt van chính: Acp.7) + Phương trình cân bằng áp suất của van chính: Qyz(S) = Kqaxya(S) — Kcap;(S) (2.9) Trong đó: Ve: Thé tich diéu khién của van chính, mỀ Ac: Dign tich của con trượt van chinh, m? P.(s): Áp suất của van dẫn phụ, MPa Mb: Khối lượng của con trượt van chính, kg X.2(s): Khoản địch chuyển của con trượt van chính, m Ko: Độ cứng lò xo của van chính Ps(s): Áp suất đầu ra của van dẫn phu, MPa 8 Q,(s): Lưu lượng ngõ ra của bơm , mÌ B: Tỷ số đàn hồi của van chính Q¡2(s): Tốc độ dòng khi có tả ‘i, m* V: tích đạt được sau bom, m* Q¿2(s): Lưu lượng chảy qua van chinh, m? Kạo: Lưu lượng ngõ ra của van chính, mỀ K¿a: Hệ số áp suất của van chính Fu(s): Lực điều khiển con trượt của van chính Xây dựng sơ đồ hàm truyền của van tỷ lệ chảy tràn, theo [14, 15] sơ đồ hàm truyền được mô phỏng trên Matlab Simulink Ug Uo. Xe te Ke | 46 @ fof ki @ — Us #- b Kos: Hình 2.3 Sơ đồ mô phỏng trên MatLab Simulink “Theo [14], sau quá trình mô phỏng và tính toán các thông số, hàm truyền của van được xác định theo công thức (2.227 Reuse aaa HS) ==, aaa (2.10) Nhu theo [17] thi ham truyền van có dạng bậc 2 như công thức (2.11) này sẽ được sử dụng như là mô hình tham chiếu. cho quá trình nhận dạng mô hình thực trên van chảy tràn EDG-01 ở (Chương 3).

Mô hình toán học van tỷ lệ lưu lượng Trong hệ thống điều khiên thủy lực có rất nhiều loại van để sử dụng cho quá trình điều khiển lưu lượng, ở đây đề tài sử dụng bộ valve EFBG-03-125, lưu lượng. chảy qua van sẽ tỉ lệ với cường độ dòng điện được đưa vào cuộn coïl có tổng trở 40 © theo [18, 19] hàm truyền van tỷ lệ lưu lượng như sau: (2.12) -_ Trong đó: + kạ là hệ số lưu lượng của bộ khuếch đại van tỷ lệ + øy là tần số dao động tự nhiên của van tỷ lệ + ð là tỷ số đàn hồi của van + s là biến đổi Laplace Tit [20] và [19] hàm truyền của van là: 1 1S) = coosmeonessHi 2:13) Công thức (2.13) này sẽ được sử dụng như là mô hình tham chiếu cho quá trình nhận dạng mô hình thực trên van lưu lượng EFBG-03-125. Mô hình toán học xi lanh thủy lực ~ Xác định hàm truyền xilanh thủy lực G(0): Trong hệ thống thủy lực của máy. kéo thép WE-1000B thi xilanh thủy lực chỉ điều khiển có một chiều chuyển động.4) el pin a ĐẠI oO bom Z7 Hình 2.4 xilanh thủy lực điều khiển một chiều 10 Khi xilanh ở chế độ điều khiển một chiều [19, 21-23] phương trình cân bằng.

lực của xilanh thủy lực được biểu diễn như công thức (2.14) Trong đó + P¡ là áp suất của buồng 1 + Ai là diện tích buồng 1 A, = mr? = 3.15) +m = 800 kg là khối lượng của piston, dựa vào thông số nhà sản xuất. + B là hệ số đàn hồi của dầu thủy lực theo [24] thì B có giá trị 1000 Ns/m và giá trị này có thể thay đổi cho phù hợp với dầu thủy lực đang sử dụng. + V là vận tốc xilanh + FL là ngoại lực: Quá trình điều khiển lực nén một chiều không có ngoại lực tác động, và xi lanh cũng không có lò xo phản lực nên F¡ là hằng số + fla lực ma sát: trong hai quá trình điều khiển vận tốc và gia lực thì lực ma Viết lại công thức (2.14) dưới dạng biến đổi Laplace như sau: P,(s)Ay = (ms + B)V(s) + F(s) + f(s) (2.16) Như đã xét các yếu tố ngoại lực nêu trên thì F(s) và f(s) bằng hằng số nên biến đổi Laplace sẽ bằng không. Thì phương trình (2.17) Nếu lấy tỉ số V và P thì sẽ có phương trình hàm truyền của xilanh G(h) =6) _ _4i 6Œ)= PS) ms+E (2.5 Sơ đồ quá trình điều khiển vận tốc và ứng lực trên xilanh Từ sơ đổ mạch thủy lực có thê xây dựng được sơ đồ mạch điều khiển ở 2 c¡ độ điều khiển khác nhau là điều khiển ỗn định vận tốc, điều khiển ổn định vận tốc ứng lực (gia tốc) hoặc kết hợp cả 2 (đề tài chưa thực hiện).

Cả hai chế độ điều khiển này thì van đảo chiều chỉ có tác dụng xả dầu thủy lực về bể chứa. Sơ đồ hệ thống điều khiển như (Hình 2.5) được xây dựng gồm các thành phần: bơm, xỉ lanh thủy lực, hệ van tỷ lệ áp suất và lưu lượng, cảm biến áp suất và cảm. biến chuyển vị 1I AD căm ¥ xuly 488M | _— g| má = BA HH | 5! vanhnuhọng | Bộ chọn. xử | chế độ 9 | iin ‘aw ba Lo) Beamer |_,[ Ven im ay | juts, | __+[ bin [of Bu tàn p mắc | vận tốc + if Hinh 2.5 So dé hé théng diéu khién máy kéo nén Từ thực tế, theo yêu cầu của tiêu chuan Việt Nam thì với sơ đồ hệ thống đi: khiển đưa ra ở (Hình 2.5) có 2 tín hỉi 'u vào à 2 tín hiệu ra.