Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PID mờ trong điều khiển vị trí hệ thống quan trắc môi trường từ xa bằng quang phổ hồng ngoại

Abstract

Mục tiêu của nghiên cứu này là nhằm trình bày các giải pháp cải tiến từ thiết kế cơ khí đến kỹ thuật điều khiển góp phần nâng cao khả năng định vị của hệ thống quan trắc môi trường từ xa (VISRAM) bằng quang phổ kế biến đổi Fourier hồng ngoại (FTIRS). Thiết kế ban đầu của hệ thống quan trắc này sử dụng cơ cấu quay quét bằng tay quay tồn tại những hạn chế trong việc định vị chính xác quang phổ kế hướng đến đối tượng trong vùng giám sát. Giải pháp đề xuất là thay hai tay quay định hướng Pan-Tilt bằng các động cơ bước và bộ truyền động. Hệ thống được định vị một cách tự động thông qua việc điều khiển động cơ bước. Kỹ thuật điều khiển vòng kín cho động cơ bước được trình bày nhằm khắc phục các nhược điểm gây ra do điều khiển vòng hở bằng phương pháp kích xung. Mô hình toán học phi tuyến của động cơ bước lai hai pha được thiết lập. Một phương pháp biến đổi mô hình được đề xuất kết hợp phép biến đổi Park với kỹ thuật tuyến tính hóa chính xác cho phép chuyển đổi vấn đề điều khiển một hệ thống phi tuyến đa đầu vào - đa đầu ra thành vấn đề điều khiển tuyến tính đơn giản. Các kết quả mô phỏng được thực hiện trong Simulink/Matlab cho phép chứng minh tính ưu việc của bộ điều khiển PID mờ đề xuất so với bộ điều khiển PID thông thường trong việc định vị chính xác hệ thống quan trắc hướng đến đối tượng giám sát