Nâng cao chất lượng hệ thống truyền động bám điện cơ làm việc ở tốc độ chậm trên cơ sở đánh giá thành phần ma sát và bù mô men ma sát

Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 47 N©ng cao chÊt l­îng hÖ thèng truyÒn ®éng b¸m ®iÖn c¬ lµm viÖc ë tèc ®é chËm trªn c¬ së ®¸nh gi¸ thµnh phÇn ma s¸t vµ bï m« men ma s¸t TRẦN ĐỨC CHUYỂN Tóm tắt: Bài báo trình bày vấn đề tổng hợp thuật toán điều khiển bám góc cho hệ điện cơ làm việc tốc độ chậm trong công nghiệp và quân sự. Trên cơ sở xây dựng bộ ước tính ma sát; từ đó đánh giá thành phần mô men ma sát, kết hợp với luật điều khiển thích nghi và bù mô men ma sát. Thuật toán tổng hợp được kiểm chứng mô phỏng trên Matlab - Simulink, thực nghiệm với mô hình để minh chứng kết quả. Từ khóa: Đánh giá mô men, Bù mômen ma sát, Ma sát. 1. MỞ ĐẦU Hệ truyền động bám sát theo góc có ứng dụng nhiều trong các thiết bị kỹ thuật. Theo cấu trúc thì hệ bám có tín hiệu ra bám sát theo tín hiệu vào với một lượng sai số hữu hạn, khi tín hiệu vào sai số biến thiên [3]. Ta luôn mong muốn sai số này càng nhỏ càng tốt, tuỳ thuộc vào yêu cầu của thiết bị. Các hệ truyền động có độ chính xác cao và góc quay hạn chế như: các khớp mềm robot công nghiệp trong các dây chuyền sản xuất; lắp ráp với độ chính xác cao, các máy đo xa laze, hệ truyền động bám sát của vũ khí, hệ thống antel đài ra đa mặt đất và trên máy bay, các cơ cấu chuyển động ăn dao của máy cắt gọt kim loại CNC Hình 1. Mô hình điều khiển truyền động bám sát theo góc, hệ điện cơ: mô men ma sát sinh ra từ cơ cấu chấp hành. Trong hệ bám sát điện cơ đòi hỏi sai số bám sát nhỏ thì tính chất chuyển động của hệ thống phải được quan tâm trong quá trình thiết kế bộ điều chỉnh. Khi chuyển động với tốc độ cao thì mô men quay của động cơ chấp hành lớn hơn nhiều lần mômen ma sát, còn chuyển động của tốc độ chậm thì mômen của động cơ chấp hành cho phép so sánh với mômen ma sát và mômen cản. Khi quan tâm đến chế độ làm việc ở tốc độ chậm và rất chậm, thì chất lượng bám sát phụ thuộc vào việc đánh giá mômen ma sát. Mômen ma sát là đại lượng khó xác định chính xác, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố mang tính bất định, [9, 10, 16]; việc đánh giá mô men ma sát có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng vòng điều chỉnh theo mô men để đảm bảo tính tối ưu tác động nhanh cho hệ thống trong quá trình điều khiển. Bài báo này trình bày một phương pháp tổng hợp bộ điều khiển bám góc cho hệ điện cơ làm việc ở tốc độ thấp đảm bảo mô men, trên cơ sở xây dựng bộ ước tính Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 48 ma sát kết hợp luật thích nghi bù đánh giá mô men ma sát một cách chính xác hơn. Đây là bài toán phức tạp, là một hướng đi mang tính khoa học và có nhiều triển vọng mới. 2. NỘI DUNG CHÍNH 2.1. Xây dựng mô hình Xét mô hình hệ truyền động bám sát theo góc làm việc với tốc độ chậm, trên cơ sở phương pháp Block có cấu trúc như sau [3]: m  q otorm ( ) ( ) fm ˆ fm m  Hình 2. Mô hình tổng quát kết nối các khối trong quá trình đánh giá bù ma sát cho hệ thống bám làm việc tốc độ chậm. Để xây dựng mô hình toán học đánh giá mô men ma sát ta xét phương trình mô tả chuyển động quay của đầu trục động cơ [4]: otorm m m m fmu J D        (1) trong đó, um - Mô men sinh ra bởi động cơ điện, thanh truyền..., ω tốc độ quay của cơ cấu công tác; τmoto mô men tải qui đổi về trục cơ cấu công tác; τfm mô men sinh ra do ma sát đặt lên trục quay của cơ cấu công tác, cản trở chuyển động quay; θm là vị trí góc quay của trục động cơ; Jm mô men quán tính phụ thuộc vào góc quay của cơ cấu công tác: bao gồm mô men quán tính của roto động cơ, mô men quán tính của cơ cấu công tác. Khi ta gọi hàm tích lũy S luôn phụ thuộc vào thành phần ma sát, được viết như sau: 21 2 m mS J   (2) và vi phân (2) theo thời gian ta được: .m m m motor m fmS u            (3) 2.1.1. Mô hình mô men ma sát Trên thực tế có nhiều mô hình ma sát chuẩn, khi nghiên cứu về các thành phần ma sát thì trên thực tế có mô hình ma sát Lugre và mô hình Dahl hay mô hình Lorentzian; đây là các mô hình ma sát đặc trưng trên thực tế được sử dụng nhiều [4, 7, 10, 16, 18, 20]. Các dạng lực ma sát, mô men ma sát có thể chỉ ra trên hình 3. Khi cơ cấu chuyển động chậm thì ảnh hưởng của thành phần ma sát là đáng kể. Mô hình ma sát được kết hợp giữa thành phần ma sát nhớt và thành phần ma sát khô. Ma sát nhớt có thể dễ dàng mô tả khi sử dụng hệ số phản kháng. Ma sát khô trong hệ thống truyền động phụ thuộc vào chất lượng bề mặt tiếp xúc [10, 16, 17]. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 49 c   f f  f  Hình 3. Các hình dạng mô men ma sát phụ thuộc vào tốc độ: a) Mô men ma sát Coulomb; b) Mô men ma sát Coulomb với ma sát nhớt; c) Mô men ma sát tổng hợp; d) Mô men ma sát LuGre Các mô hình tĩnh của thành phần mô men ma sát chưa mô tả hết được các ảnh hưởng động học của quá trình ma sát: ví dụ như dịch chuyển trước khi trượt, đặc tính trễ, hiệu ứng Stribeck ở hình 7, tốc độ thấp qua không trong pham vi nhỏ và vùng trước khi trượt. Với mục tiêu điều khiển chính xác vị trí bám sát ở vùng làm việc tốc độ rất thấp thì khi đó người ta sử dụng mô hình ma sát động [4, 18, 19]. Đặc biệt trong bài báo này ta xem xét và phân tích mô hình ma sát chuẩn có chứa các thành phần ma sát Coulomb là ,fm c và ma sát nhớt ,fm v như sau: , , ( )fm fm c fm v c m v mf sign f          (4) trong đó, fc , fv là thành phần hằng số ma sát Coulomb và ma sát nhớt tương ứng. 2.1.2. Mô men điện từ Mô men điện từ phát sinh bởi động cơ chấp hành. Ở đây động cơ chấp hành ở hệ thống bám này có thể là động cơ một chiều kích từ nam châm vĩnh cửu, động cơ một chiều không cổ góp (BLDC), động cơ xoay chiều đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM). Cơ sở đề xuất một số nghiên cứu người ta bỏ qua động học của động cơ chấp hành [6, 7]; khi tính đến động học của động cơ chấp hành thì bậc của hệ thống tăng lên. Để nâng cao chất lượng bám sát thì nhất thiết phải xét đến động học của động cơ chấp hành, đó là động học của quá trình phát sinh mô men điện từ dưới tác động đầu vào. Đối với động cơ một chiều không cổ góp (có đặc tính mô men rất tốt), thì tác động đầu vào là điện áp phần ứng trên các pha của động cơ, điện áp kích từ, hoặc cả hai [1, 14, 15]. Phương trình mô men điện từ sinh ra bởi động cơ chấp hành [1]: otor r m r L d J dt        (5) và mô men điện từ tại một thời điểm tức thời: 1 ( )em a a b b c c m T e i e i e i     (6) trong đó, τmotor mô men điện từ sinh ra bởi động cơ chấp hành; τωr mô men ma sát phụ thuộc vào tốc độ; τL mô men cản phụ thuộc vào tải; Jdωr/dt mô men quán tính; thành phần ea, eb, ec là các hàm chức năng thể hiện vận tốc góc quay trên trục rôto động cơ, do đó: Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 50 e me k  (7) trong đó, ke là hằng số sức phản điện động (back - EMF). Khi quy đổi về trục quay của cơ cấu công tác thông qua hộp đổi tốc, ta có mối quan hệ giữa mô men công tác và mô men điện từ như sau [2]: otor.ct ct mK  (8) ở đây, Kct hệ số quy đổi giữa mô men điện từ và mô men trên trục cơ cấu công tác. 2.2. Xây dựng bộ đánh giá ma sát, tạo luật điều khiển Sơ đồ bộ đánh giá thành phần ma sát như hình 4, trên cơ sở phát triển thuật toán từ [4, 8, 9] ta có: otor ˆ ˆ m m m m fmu J       (9) Từ (9) ta có nhận xét về các thành phần mô men bên vế phải là các thành phần mô men, mô men ma sát mang yếu tố không xác định, phụ thuộc vào điều kiện mang tải thực tế của cơ cấu chấp hành. Thành phần mô men ma sát được xem là thành phần khó xác định chính xác. Đã có các nghiên cứu về mô hình mô men ma sát [7, 18], khi có mô hình mô men ma sát thì ta có thể xây dựng bộ đánh giá mô men ma sát như hình 4. ˆˆ ( - )fm m m mLJ     (10) với L > 0 và khi đó ˆ fm và ˆ m  là các thành phần tương ứng để ước tính ma sát của bộ quan sát. Kết hợp các biểu thức (1), (9), (10) ta nhận được: 1 1 ˆ , 1 fm fm L s      (11) trong đó s là toán tử Laplace; thành phần ước tính ma sát tương ứng, do đó thành phần ma sát thực tế sẽ thông qua một bộ lọc. Thành phần bù ma sát sẽ thu được bằng cách thêm vào thành phần mô men ma sát đã ước tính từ mô men điều khiển của cơ cấu công tác [4, 18], ta có: ˆm cm fmu u   (12) trong đó, ucm mô men sinh ra từ bộ điều khiển. Ta quan tâm tới bộ quan sát để đánh giá các thành phần mô men ma sát, giả thiết đo được tất cả các thành phần tốc độ quay từ trục của động cơ chấp hành ở hệ truyền động này. Trong chế độ làm việc với tốc độ chậm thì từ động cơ chấp hành đến cơ cấu công tác còn xuất hiện các thành phần phi tuyến như yếu tố đàn hồi, khe hở, mô men xoắn gây ra [2, 10, 12, 18, 20]. Với thành phần bù ma sát có trong biểu thức (12) thì (3) trở thành: ˆ( )m cm m motor m fm fmS u              (13) Giá trị các thành phần có thể tính toán được và giá trị thực tế sẽ tồn tại một sai số. Nếu ta mong muốn ˆ( ) 0m fm fm     và âm, trong khi đó thì sai số do ma sát sẽ được cân bằng, chuyển thành ma sát Coulomb nhận được thông qua mô hình đánh giá của mô men ma sát. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 51 ˆ m  q otorm 1 mJ  mLJ ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) fm ˆ fm ˆ m  m  Hình 4. Bộ đánh giá ma sát và cấu trúc bù ma sát. Mô hình đối tượng xuất phát từ mô men ma sát Coulomb và ma sát nhớt tương ứng thông qua một khâu lọc thông thấp, có hằng số thời gian đủ nhỏ [18]. Đánh giá mô men ma sát theo mô hình động, thông qua xây dựng mô hình ước tính ở hình 4. ˆ ˆ ˆ ,, ,fm fmc fmv    (14) trong đó, 1 ˆ , ,1 1 fmc fmc L s     (15) và 1 ˆ , ,1 1 fmv fmv L s     (16) Ở đây ta biểu diễn (16) như sau: ˆ , f vv mfm v    (17) trong đó, 1 1 m m s L v     (18) Ta có thể nhận thấy rằng hình 6 là một trong các đặc tính bù ma sát coulomb , ,ˆ( ) 0m fm c fm c     (19) Trên thực tế giá trị tuyệt đối của thành phần ,ˆ fm c luôn nhỏ hơn giá trị tuyệt đối thành phần ,fm c và sự khác biệt này luôn luôn có sự đối lập so với hàm dấu m  . Để phân tích sự ảnh hưởng của các trường hợp bao gồm có cả thành phần bù ma sát nhớt, thì ta đã phải thêm vào hàm tích lũy ở (2) nguồn năng lượng tương ứng với trạng thái của bộ lọc, dẫn đến: 2 1 21 1 1 . 2 2 m m v mS J f L v    (20) Vi phân hàm này theo thời gian cho mô hình ma sát đã xem xét ở trên ta có: 1 ,m cm m motor fricS u P         (21) trong đó, fricP công suất tiêu tán do ma sát và sự bù mô men ma sát đã được sử dụng ở biểu thức (18) và ta có: 2 2 , ,( ) 0,ˆfric m fm c fm c v m v mP f f v        (22) ở đó thành phần , ,ˆ( ) 0fm c fm c   và âm, nhận được thông qua mô hình đánh giá của mô men ma sát. Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 52 Một giải pháp mô hình động học để kiểm soát năng lượng tương ứng với thành phần mô men ma sát và bù mô men ma sát trong một khoảng thời gian t - t0 của cơ cấu công tác được mô tả bởi: 0 ms 1 1 0 otoE ( ) ( ) ( ) ( ) t m cm m t t S t S t u dt        (23) Và năng lượng này đến cơ cấu công tác hoặc đẩy dần mô men ma sát được bù vào nếu năng lượng vượt quá ngưỡng dương nhất định. Xét đến động học của hệ thống bám làm việc với góc quay hạn chế, ở đây có thể là một hệ truyền động bám của tay máy công nghiệp, hay hệ bám góc của một cơ cấu bắt bám mục tiêu di động: cho dù tốc độ bay của mục tiêu rất nhanh, nhưng lượng đặt bám sát mục tiêu là rất bé (thay đổi rất chậm), phải đảm bảo tính tối ưu tác động nhanh cho hệ thống, [1, 2, 3]. T m m m a fmu J T      (24) ( ) ( , ) ( )a M q q C q q q g q      (25) ở đây T là mô men xoắn do quá trình làm việc của cơ cấu công tác; nxn mJ R là ma trận đường chéo; ( ) nxnM q R ma trận khối lượng; ( , ) nxnC q q R là véc tơ Coriolis hướng tâm; ( ) ng q R véc tơ lực hấp dẫn của cơ cấu công tác; nmu R tín hiệu điều khiển đầu vào của mô men động cơ chấp hành. n fm R  là mô men ma sát [2, 3, 4, 5]. 1 a DK      (26) ( ).mK T q   (27) trong đó, nq R và nm R  là mối liên kết giữa tốc độ góc trên trục động cơ chấp hành tương ứng. Thành phần nR  được xác định bởi mối liên kết tuyến tính của ( )mK T q   được đo bởi cảm biến đo biến dạng mô men (cảm biến Hall), τa là thành phần mô men tổng đầu ra của cơ cấu công tác; ma trận nxnK R và nxnD R là đối đối xứng và dương có cấu trúc như sau: 1 2 4 6 0 0 P P P P P                 (28) với 2 2 1 , , x iP R P R  Với I = {2, 4, 6}, P = {K, D}. Với đặc trưng của hệ truyền động bám này theo hình 1, từ động cơ chấp hành tới cơ cấu công tác nếu có hộp giảm tốc thì còn có thêm các thành phần phi tuyến sinh ra như: do khe hở, đàn hồi, lúc đó người ta phải phân biệt rõ hệ tọa độ của động cơ chấp hành, thể hiện bằng chỉ số m. Giả sử khi có hộp số, hay bánh răng truyền động (tỉ số truyền khác 1) thì xuất hiện sự biến đổi của các thành phần vị trí và mô men được viết như sau: tm m T a T T        (29) Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 53 với 1 0 1 1 2 2, . 1 1 2 20 T                                (30) Cuối cùng để đảm bảo thời gian hội tụ quá lớn, thì kết quả việc đánh giá sẽ không sử dụng để tạo luật điều khiển được vì không phản ánh đúng thông tin tức thời về biến trạng thái, do đó điều kiện sau đây được sử dụng: 1 2 1 2 1 20 ( ) ( ) ; , .g q g q q q q q       (31) Từ đó ta đưa ra mô hình sau: m  otorm 1 mJ S ( ) fm q1 s ( ) ( ) 1 Ms 1 s ( ) ( ) m  Hình 5. Sơ đồ cấu trúc hệ thống mô hình đánh giá mô men ma sát kết hợp bộ ước tính và đánh giá tham số ma sát, bù mô men ma sát. Nếu xét đến cơ cấu có hộp giảm tốc lúc đó tỉ số truyền i khác 1 ta có thể viết là: a fu J      (32) trong đó, 1 a DK      và ( ).D q   (33) trong biểu thức trên K và D là các ma trận không cùng đường chéo. 1 . T m m T m T f fm u T u T J T J T T                 (34) trong đó, nxnJ R . ( ) ( , ) ( )a M q q C q q q q      (35) sau đây ta xét đến bộ điều khiển tuyến tính có phản hồi trạng thái được sử dụng cho hệ truyền động này với yêu cầu chính xác cao, theo [16] được viết như sau: fcu u   (36) ở đây, với 1 1 -1 T d(K+K )K (q ),c P D T Su K K K K K K             (37) trong đó, d     . Ma trận KC, có {P, D, T, S},C là đường chéo xác định dương và có cấu trúc như trong biểu thức (28). Thay thế (37-36) vào (32) ta được: 1 1 -1 T d( ) ( ) (K+K )K (q )P D T SJ K K K K K K D K                 (38) Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 54 Như vậy ta phải chọn quy luật đánh giá các hằng số trên cơ sở hàm Lyapunov như sau cho phương trình (38) được sử dụng để phân tích sự ổn đinh, có dạng: 1 1 1 1 1 1 ( , , , ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 1 ( ) ( ) ( ) ( ). 2 T T T T T T T P q d V q q K K K J M q q q K q K K K K U q U q q q                                       (39) với dq q qV   . Uδ(q) là năng lượng có ích của trường lực hấp dẫn. Vi phân biểu thức (39) theo thời gian ta được: 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) T T T D S T T S V K K K K K D q Dq qD K K K K D q                          (40) Theo [2, 3] đã xét thì để V xác định âm sao cho KD đủ lớn. Sử dụng định lý Lasalle nhằm xét tính ổn định của hàm V như trên, điều đó khi xét tới tính bất biến động học của mô hình hệ thống bám này có các hàm xác định dương, khi đó ta đặt [ , 0, , 0]d dq q q       sau khoảng thời gian đủ nhỏ. Điều này có nghĩa là ổn định tiệm cận toàn cục. Từ các phương trình trên ta nhận được: với giả thiết các thành phần mô men tải và thành phần không chính xác của mô men quán tính, khối lượng được bù hoàn toàn thì từ (38) ta nhận được: 1 1 -1 T d f ( ) ( ) (K+ ˆ+ K )K (q )+ . P D T S f J K K K K K K D K                     (41) Trên cơ sở hàm Lyapunov cho hệ sai số, nếu ta phân tích V1 = V2 thì biểu thức (41) sẽ trở thành: 2 1 1,2V V V     (42) 1 1,2 fˆ( ) ( ). T T fV K K K      (43) biểu thức (19) có giá trị khi từng cơ cấu truyền động ở các khớp mềm mà tại đó các thành phần ma sát sinh ra, nhưng thành phần mô men ma sát đó không liên kết tới các vị trí cơ cấu công tác; hơn nữa nó là kết quả của nhiều dạng tương tác phức tạp khác nhau như: cơ, lý, hóa, điện, quan hệ của các quá trình đó phụ thuộc vào đặc tính tải; vận tốc trượt; vật liệu và môi trường. Do đó ta xắp xếp lại (43) và viết lại như sau: 1,2 , , vˆ ˆ( ) [( ) ( ) T T fm fm fm c fm c m v mV A A f v f               (44) trong đó, 1( ) .T TTA T K K K T    (45) Để áp dụng biểu thức (19), thì sẽ thỏa mãn điều kện cần tìm, với nxnRA được định nghĩa là ma trận đường chéo luôn dương. Rõ ràng trong trường hợp này nếu KT = γK , với γ > 0 (46) Từ điều kiện (46) ta có: 1 1 1 2 T m v mV V v L Af v   (47) Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 55 Vi phân biểu thức (47) theo thời gian ta được: 1 0ii fricV V a P    (48) với ai là thành phần đường chéo của A. Do đó theo [3] thì 0V  hệ thống được ổn định hoàn toàn. Hơn nữa thành phần [ 0, 0, 0]Tmq v      sẽ hội tụ về 0, để đảm bảo hệ thống cân bằng. Như vậy bài toán đã được giải quyết. 3. MÔ PHỎNG, THỰC NGHIỆM Trên cơ sở lí thuyết đã đưa ra ở trên, tác giả đã tiến hành mô phỏng, thực nghiệm với: Động cơ, máy tính nhúng, Matlab R2013 kết hợp với cạc điều khiển phần cứng DSP dòng TMS230, thiết bị đo lường và nhiều công cụ khác. Trên cơ sở mô hình ở hình 4 , hình 5 và luật điều khiển đã đưa ra, giả thiết đo được tất cả các biến trạng thái, ta có kết quả mô phỏng như sau: Hình 6. Bù ma sát coulomb vẫn đảm bảo được sự tiêu hao theo (19), (22); với m  theo hàm dấu, ma sát coulomb ,fm c trơn, ,ˆ fm c ma sát coulomb thông qua bộ ước tính. Hình 7. Bù ma sát tĩnh không đảm bảo được sự tiêu hao theo (13); với m  theo hàm dấu, ma sát tĩnh fm trơn, ˆ fm ma sát tĩnh thông qua bộ quan sát. Ở đây đối với ma sát tĩnh còn có thêm hiệu ứng Stribeck. Hình 8. Bù mô men ma sát từ mô hình và từ bộ ước tính ma sát. Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 56 Trên cơ sở lý thuyết đã đưa ra, ta tiến hành thực nghiệm với hệ truyền động bám làm việc với tốc độ chậm, sử dụng động cơ chấp hành BLDC, với các tham số như sau: Động cơ BLDC kiểu BM 141 8ZXF, công suất 750W, điện áp làm việc 48V, tốc độ 1000V/phút, dòng điện làm việc 21A, tải trọng 500kg. Hình 9. Mô hình thực nghiệm với hệ truyền động bám góc cho động cơ BLDC kết nối với máy tính; Control board DSP 1102; mạch phụ trợ và các thiết bị đo lường. Các kết quả thu được: Hình 10. Hình 11. Trên hình 10, 11. lần lượt là đáp ứng mô men theo dòng điện và đáp ứng tốc độ theo thời gian động cơ BLDC làm việc tốc độ rất thấp. 4. KẾT LUẬN Bài báo đã trình bày cấu trúc bộ ước tính mô men ma sát, đánh giá các thành phần ma sát, kết hợp với luật điều khiển thích nghi và bù mô men ma sát cho hệ điện cơ làm việc tốc độ chậm trong công nghiệp và quốc phòng. Mô hình kiểm chứng thông qua mô phỏng trong MATLAB-SIMULINK, thực nghiệm với mô hình hệ truyền động bám góc cho động cơ BLDC làm việc tốc độ chậm và rất chậm; thể hiện tính đúng đắn về mặt lý thuyết, thực tế. Thông qua kết quả này ta xây dựng được vòng điều chỉnh mô men của động cơ BLDC trong các chế độ tải khác nhau để làm cơ sở cho các hướng nghiên cứu tiếp theo, như xét đến yếu tố đàn hồi, khe hở cho hệ truyền động bám phức tạp này. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Trần Đức Chuyển, Nguyễn Thanh Tiên, Tổng hợp bộ điều khiển Backstepping trượt thích nghi cho hệ truyền động bám góc động cơ chấp hành một chiều không cổ góp với bộ biến đổi DC/DC, TC. Nghiên cứu KHCNQS, số 21, (2012), tr. 64 -71, 2012. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 57 [2]. Đào Hoa Việt, Phân tích và tổng hợp hệ thống truyền động điện, HVKTQS Xuất Bản 2010. [3]. Nguyễn Thanh Tiên, Ứng Dụng Điều Khiển Trượt Tổng Hợp Điều Khiển Hệ Điện Cơ (dùng cho đào tạo cao học), NXB Quân Đội Nhân Dân 2013. [4]. Nguyễn Thanh Tiên, Xây dựng bộ quan sát trạng thái trượt đánh giá đầu vào không xác định ứng dụng đánh giá mô men xoắn động cơ đốt trong, tr 50-55, Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2013. [5]. Nguyễn Thanh Tiên, Trần Đức Chuyển, Trịnh Anh Văn, Tổng hợp điều khiển tay máy hai khâu trong không gian công tác, tr 88-100, Tap chí Khoa học và Kỹ thuật, Học Viên Kỹ Thuật Quân sự, số 147, 2012. [6]. CKrstíc, M.; Kanellakopoulos I.; Kokotovíc, P.: Nonlinear and Adaptive Control Design. John Wiley & Sons, Inc., New York 1995. [7]. H.Olsson, K.J. Åström, C.Canudas de Wit, M. Gäfvert, P. Lischinsky; Friction Models and Friction Compensation; American Control Conference, pages 1920- 1926, Sanfrancisco, California, 1993. [8]. John Chiasson, Modeling and high performance control of electric machines, Inc, Hoboken, USA New Jersey; Published simultaneously in Canada, 2005. [9]. J.Wang, S. S. Ge, and T. H. Lee; Adaptive Friction Compensation for Servo Mechanisms; American Control Conference, pages 211-248, Sanfrancisco, USA California, 2012. [10]. Leonid Freidovich, et al; LuGre-Model-Based Friction Compensation; IEEE transactions on control systems technology, vol. 18, No. 1, January 2010. [11]. Tong Heng Lee, Kok Kiong Tan, and Sunan Huang; Adaptive Friction Compensation With a Dynamical Friction Model; IEEE/ASME transactions on mechatronics, vol. 16, No. 1, February 2011. [12]. Zhiping Li, Jie Chen, Guozhu Zhang, and Miggang Gan; Adaptive Robust control Mechanisms With Compenstation for Nonlinearly Parameterized Dynamic Friction, IEEE transactions on control systems technology, vol. 21, No. 1, January 2013. [13]. Alex Simpkins, Emanuel Todorov; Position estimation and control of compact BLDC motor based on analog linear hall effect sensors. American control conference June 30- July 02, 2010 USA. [14]. B. C. Mohamed A.Awadallah, Ehab H.E.Bayoumi, Hisham M. Soliman. Adaptive deadbeat controllers for brushless DC drives using PSO and ANFIS techniques. Journal of Electrical engineering, Vol. 60, No 1, 2009. [15]. C. Navaneethakkannan; M. Sudha: An adaptive sliding surface slope adjustment in sliding mode fuzzy control techniques for brushless DC motor drives. International Journal of Computer applications; pp.32-40, Volume 54 – No.2, September 2012. [16]. T.W.G.L. Klaassen: Friction Compensation on the RRR-robot, July 3, 2001. [17]. A.C. Bittencourt, S. GunnarssonStatic; Friction in a Robot Joint – Modeling and Identification of Load and Temperature Effects, pp. 10-20, No 06, 2009. [18]. Qing Hua Xia∗, Ser Yong Lim†, Marcelo H Ang Jr∗ and Tao Ming Lim, Adaptive Joint Friction Compensation Using a Model-Based Operational Space Velocity Observer,IEEE, pp. 3081-3086, No. May 1 2004. [19]. Li Xu, Bin Yao, Adaptive Robust Control of Mechanical Systems with Nonlinear Dynamic Friction Compensation, School of Mechanical Engineering, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA 2002. [20]. Canudas deWit, C., Olsson, H., Astrom, K. J., and Lischinsky, P., 1995. “A new model for control of systems with friction”. IEEE Transactions on Automatic Control, 40(3), pp. 419-425. Kỹ thuật điện tử & Khoa học máy tính Trần Đức Chuyển, “Nâng cao chất lượng hệ thống bám bù mô men ma sát.” 58 ABSTRACT IMPROVE QUALITY TRACKING SYSTEM DRIVES WORK AT SLOW SPEED ON THE BAISIS OF ASSESSMENT COMPONENT FRICTION AND FRICTION COMPENSATION TORQUE This article presents a synthesis algorithm problem sticking angle control for electromechanical systems working in slow speed and in the industrial and military. On the basis of the observation building friction, thereby evaluate the friction torque components, combined with the adaptive control law and the friction compensation torque. Synthesis algorithm was tested on Matlab-Simulink simulation, experimental model to demonstrate results. Keywords: Estimate Torque, Friction compensation, Friction. Nhận bài ngày 19 tháng 03 năm 2014 Hoàn thiện ngày 05 tháng 6 năm 2014 Chấp nhận đăng ngày 28 tháng 7 năm 2014 Địa chỉ: NCS Bộ môn Kỹ Thuật Điện Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự. ĐT: 0912171980. Email: tranducchuyen1977@gmail.com