Điều khiển kháng nhiễu chủ động với đạo hàm cấp phân số cho hệ thống trục từ dạng hình nón

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Vũ Lê Minh
    Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội, Việt Nam
    Tạ Thế Tài
    Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam
    Nguyễn Danh Giang
    Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam
    Nguyễn Danh Huy
    Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam
    Nguyễn Tùng Lâm
    Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam

Từ khóa:

Ổ từ chủ động hình nón
đạo hàm cấp phân số
điểu khiển kháng nhiễu chủ động (ADRC)

Tóm tắt

Bài báo trình bày bộ điều khiển cho ổ bi từ chủ động hình nón (CAMB). Đây là một dạng ổ bi tiềm năng với cấu trúc hình nón độc đáo giúp làm giảm số lượng nam châm điện cần sử dụng. Tuy nhiên, với kết cấu dạng hình nón các kỹ thuật điều khiển áp dụng cho ổ bi này rất phức tạp bởi các tác động xen kênh giữa các chuyển động cũng như dòng điện điều khiển. Bài báo đề xuất điều khiển kháng nhiễu chủ động (ADRC) kết hợp với đạo hàm cấp phân số (FO) để giải quyết các vấn đề nêu trên trong CAMB. Ban đầu, kỹ thuật tách kênh sẽ được sử dụng để khử bớt thành phần xen kênh giữa các biến điền khiển. Tiếp đó, bộ điều khiển đề xuất FO-ADRC sẽ được sử dụng để khử các thành phần xen kênh còn lại cũng như làm ổn định đối tượng điều khiển. Các kịch bản mô phỏng được thực hiện để kiểm tra đáp ứng của bộ điều khiển đề xuất cho CAMB ở các trạng thái hoạt động khác nhau.

Tài liệu tham khảo

    [1] R. Knospe, “Active magnetic bearings for machining applications”, Control Eng. Pract., Vol. 15, No. 3 SPEC. ISS., pp. 307–313, 2007, doi: 10.1016/j.conengprac.2005.12.002.
    [2] Hoshi, T. Shinshi, and S. Takatani, “Third-generation blood pumps with mechanical noncontact magnetic bearings”, Artif. Organs, Vol. 30, No. 5, pp. 324–338, 2006, doi: 10.1111/j.1525-1594.2006.00222.x.
    [3] Tkacz and Z. Kozanecki, “Hybrid bearing development for high-speed turbomachinery in distributed energy systems High-speed turbomachinery in distributed energy systems”, Vol. 131, No. 131, pp. 161–172, 2016.
    [4] Li, A. Palazzolo, and Z. Wang, “A Combination 5-DOF Active Magnetic Bearing for Energy Storage Flywheels”, IEEE Trans. Transp. Electrif., Vol. 7, No. 4, pp. 2344–2355, 2021, doi: 10.1109/TTE.2021.3079402.
    [5] M. Mohamed and F. P. Emad, “Conical magnetic bearings with radial and thrust control”, Proc. IEEE Conf. Decis. Control, Vol. 1, No. 12, pp. 554–561, 1992, doi: 10.1109/cdc.1989.70176.
    [6] M. Castellanos Molina, A. Bonfitto, and R. Galluzzi, “Offset-Free Model Predictive Control for a cone-shaped active magnetic bearing system”, Mechatronics, Vol. 78, No. May, p. 102612, 2021, doi: 10.1016/j.mechatronics.2021.102612.
    [7] W. Lee and H. S. Jeong, “Dynamic modeling and optimal control of cone-shaped active magnetic bearing systems”, Control Eng. Pract., Vol. 4, No. 10, pp. 1393–1403, 1996, doi: 10.1016/0967-0661(96)00149-9.
    [8] E. Ovsyannikova and A. M. Gus’kov, “Stabilization of
    a Rigid Rotor in Conical Magnetic Bearings”, J. Mach. Manuf. Reliab., Vol. 49, No. 1, pp. 8–15, 2020, doi: 10.3103/S1052618820010100.
    [9] J. Huang and L. C. Lin, “Fuzzy modeling and control for conical magnetic bearings using linear matrix inequality”, J. Intell. Robot. Syst. Theory Appl., Vol. 37, No. 2, pp. 209–232, 2003, doi: 10.1023/A:1024137007918.
    [10] Han, “From PID to active disturbance rejection control”, IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 56, No. 3, pp. 900–906, 2009, doi: 10.1109/TIE.2008.2011621.
    [11] Tepljakov, Fractional-order Modeling and Control of Dynamic Systems. Springer Theses, 2017.
    [12] T. Duc, N. T. Lam, P. P. Khanh, N. D. Huy, and N. Q. Dich, “Nonlinear control of magnetic bearing systems”, VCCA 2015, 2016.
    [13] Li, P. Ding, and Z. Gao, “Fractional active disturbance rejection control”, ISA Trans., Vol. 62, pp. 109–119, 2016, doi: 10.1016/j.isatra.2016.01.022.
    [14] Gao, “Scaling and Bandwidth-Parameterization based Controller Tuning”, Proc. Am. Control Conf., Vol. 6, pp. 4989–4996, 2003, doi: 10.1109/acc.2003.1242516.
    [15] D. H. Nguyen, M. Le Vu, H. Do Trong, D. G. Nguyen, and T. L. Nguyen, “Active disturbance rejection control-based anti-coupling method for conical magnetic magnetic bearings”, Acta Polytechnica, Vol. 62, No. 4, pp. 479–487, 2022.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Nov 30, 2023
Download
PDF
Cách trích dẫn
Vũ Lê Minh, Tạ Thế Tài, Nguyễn Danh Giang, Nguyễn Danh Huy, và Nguyễn Tùng Lâm. “Điều khiển kháng nhiễu chủ động với đạo hàm cấp phân số Cho hệ thống trục từ dạng hình nón”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 11.1, Tháng Mười-Một 2023, tr 17-23, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8290.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##