I. Giới thiệu chung
Cần trục 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 hệ thống điều khiển cần trục là một thách thức lớn, đặc biệt là trong việc giảm thiểu dao động trong quá trình vận chuyển. Đề tài này tập trung vào việc phát triển hệ thống điều khiển cần trục không cảm biến tại HCMUTE, nhằm tối ưu hóa quy trình vận hành mà không cần sử dụng cảm biến đo lường. Mục tiêu chính là duy trì độ ổn định của tải trong suốt quá trình di chuyển, đồng thời giảm thiểu chi phí và bảo trì cho hệ thống. Việc nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong các nhà máy và xí nghiệp.
II. Phương pháp tiếp cận điều khiển cần trục
Phương pháp điều khiển cần trục có thể chia thành hai cách tiếp cận chính: điều khiển bằng người và điều khiển tự động. Trong cách tiếp cận đầu tiên, người điều khiển sẽ can thiệp vào quá trình vận hành để giảm thiểu dao động. Cách thứ hai là hoàn toàn tự động, sử dụng các thuật toán điều khiển để tối ưu hóa quá trình di chuyển của tải. Việc áp dụng công nghệ điều khiển hiện đại như mạng nơron nhân tạo (ANN) cho phép xây dựng các mô hình điều khiển không cảm biến, giúp cải thiện hiệu suất và độ chính xác của hệ thống. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng hệ thống điều khiển thông minh có thể mang lại kết quả tương tự như các phương pháp truyền thống nhưng với chi phí thấp hơn.
III. Mô hình toán học của hệ thống cần trục
Mô hình toán học của hệ thống cần trục được xây dựng dựa trên các phương trình vật lý và định luật Newton. Mô hình này cho phép mô phỏng đáp ứng của cần trục theo các phương pháp điều khiển khác nhau, bao gồm điều khiển PID và điều khiển không cảm biến. Việc sử dụng mạng nơron trong mô hình cho phép điều chỉnh linh hoạt các tham số điều khiển, từ đó tối ưu hóa quá trình vận hành. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng phương pháp điều khiển không cảm biến có thể đạt được hiệu suất tương đương với phương pháp có cảm biến, đồng thời giảm thiểu chi phí đầu tư và bảo trì cho hệ thống.
IV. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống điều khiển cần trục không cảm biến hoạt động hiệu quả trong việc giảm thiểu dao động tải trong quá trình di chuyển. Các thí nghiệm được thực hiện trên mô hình thực tế cho thấy rằng phương pháp điều khiển không cảm biến bằng mạng nơron có thể đạt được độ chính xác cao trong việc theo dõi vị trí và góc dao động của tải. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ không cảm biến không chỉ khả thi mà còn mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp. Hệ thống này có thể được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy và xí nghiệp, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.
V. Kết luận và hướng phát triển
Nghiên cứu về hệ thống điều khiển cần trục không cảm biến tại HCMUTE đã mở ra hướng đi mới cho việc tự động hóa trong ngành công nghiệp. Kết quả đạt được không chỉ khẳng định tính khả thi của phương pháp mà còn chỉ ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. Hướng phát triển tiếp theo có thể tập trung vào việc cải tiến các thuật toán điều khiển, cũng như mở rộng ứng dụng của hệ thống trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, vận tải và sản xuất. Việc nghiên cứu và phát triển thêm các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điều khiển trong tương lai.
