Điều khiển hệ thống giảm chấn tích cực dùng cơ cấu chấp hành điện từ dựa trên lọc biến trạng thái

Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GIẢM CHẤN TÍCH CỰC DÙNG CƠ CẤU<br /> CHẤP HÀNH ĐIỆN TỪ DỰA TRÊN LỌC BIẾN TRẠNG THÁI<br /> Nguyễn Văn Chí*, Nguyễn Hoàng Việt<br /> Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu một phương pháp điều khiển hệ thống giảm chấn<br /> tích cực sử dụng động cơ tuyến tính dạng ống. Hệ thống điều khiển gồm ba mạch<br /> vòng cascade, mạch vòng ngoài cùng dùng để dập tắt dao động dựa trên phương<br /> pháp điều khiển tối ưu LQG (Linear Quadratic Gaussian) kết hợp với hai mạch<br /> vòng bên trong dùng điều khiển lực và điều khiển dòng cho động cơ. Bằng cách sử<br /> dụng mạch lọc biến trạng thái để ước lượng các biến trạng thái cho bộ điều khiển<br /> LQG và sử dụng phương pháp điều khiển động cơ dựa trên hệ tọa độ dq dùng bộ<br /> điều khiển PID (Proportional- Intergral- Derivative), hệ thống giảm chấn tích cực<br /> cho phép tạo ra lực giảm chấn linh hoạt về chiều và độ lớn đáp ứng yêu cầu lực dập<br /> tắt dao động từ mặt đường tác động của hệ thống.<br /> Từ khóa: Hệ thống giảm chấn tích cực, Cơ cấu chấp hành điện tử, Động cơ tuyến tính dạng ống, Bộ lọc trạng<br /> thái, điều khiển LQG.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Chức năng cơ bản hệ thống giảm chấn (HTGC) là dập tắt dao động và nhanh chóng<br /> duy trì ổn định của hệ thống. Trong các phương tiện vận tải hệ thống này có nhiệm vụ làm<br /> giảm ảnh hưởng của lực tác động ở bề mặt đường lên sàn và thân xe, giúp duy trì thân xe<br /> và sàn xe cân bằng, giảm bớt sự khó chịu cho con người khỏi những chấn động và những<br /> va chạm không biết trước từ mặt đường tác động lên xe. Yêu cầu đối với HTGC là phải có<br /> đặc tính nhanh chóng dập tắt dao động và cũng cần phải nhạy với các dao động, đây là yêu<br /> cầu mang tính thỏa hiệp. HTGC bao gồm hai loại đó là HTGC thụ động và tích cực<br /> [1],[2],[3],[4]. HTGC tích cực là hệ thống sử dụng nguồn năng lượng ngoài đưa vào để<br /> điều chỉnh hệ số cản dịu, bao gồm hai loại đó là giảm chấn tích cực thấp sử dụng cơ cấu<br /> chấp hành nối tiếp với lò xo và loại giảm chấn tích cực hoàn toàn sử dụng thêm một cơ<br /> cấu chấp hành nối song song với lò xo[2],[4]. Phần tử chấp hành thực hiện bằng cơ cấu<br /> thủy lực hoặc bằng cơ cấu điện từ. Chính vì vậy ta có thể thay đổi được lực cản dịu một<br /> cách chủ động về độ lớn và chiều, đối với HTGC tích cực bằng cơ cấu điện từ, phần tử cản<br /> dịu chính là một cơ cấu điện từ có khả năng tạo chuyển động lên xuống bằng cách sử dụng<br /> nguồn điện từ bên ngoài đưa vào. HTGC thủy lực có ưu điểm là có khả năng tạo ra lực<br /> giảm chấn lớn tuy nhiên vấn đề thời gian trễ và chỉ đáp ứng với một dải tần hẹp cho nên<br /> nó không được áp dụng cho các hệ thống có kích cỡ nhỏ và các dao động có dải tần rộng,<br /> chính vì vậy trong các nghiên cứu gần đây người ta chuyển sang sử dụng các HTGC tích<br /> cực điện từ [3] vì chúng có các ưu điểm: Lực cản dịu để dập tắt dao động được tạo ra trực<br /> tiếp từ nguồn điện không qua khâu trung gian truyền dẫn cơ khí nên đáp ứng nhanh, linh<br /> hoạt và không bị ảnh hưởng bởi lực ma sát, lực điện từ có thể tạo ra với tần số nhanh cho<br /> nên đáp ứng động học của hệ thống được nâng cao, phù hợp với các dao động với các dải<br /> tần rộng; Có khả năng điều chỉnh chính xác các lực cản dịu với đáp ứng yêu cầu về mặt<br /> thời gian bằng các thuật toán điều khiển, với kết cấu nhỏ, gọn cho nên dễ dàng cài đặt, tuổi<br /> thọ và độ bền cao, giảm nhu cầu bảo dưỡng trong quá trình sử dụng. Nhược điểm của<br /> HTGC tích cực điện từ là phải sử dụng nguồn năng lượng điện riêng với công suất lớn,<br /> mặt khác HTGC có chất lượng tốt thì thuật toán điều khiển có mức độ phức tạp sẽ tăng lên<br /> rất nhiều. Động cơ tuyến tính (LBM) có khả năng tạo ra chuyển động dịch chuyển với vận<br /> tốc cao lên đến khoảng 200m/phút, gia tốc lớn và lực lên đến kN, một số kết quả của việc<br /> ứng dụng LBM được cho HTGC được viện Eindhoven phát triển năm 2011[3].Thuật toán<br /> <br /> <br /> <br /> 120 N. V. Chí, N. H. Việt, “Điều khiển hệ thống giảm chấn… dựa trên lọc biến trạng thái.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> điều khiển HTGC tích cực là một thuật toán tương đối phức tạp, cần cân nhắc hài hòa giữa<br /> thời gian đáp ứng và gia tốc. Hiện đang có những xu hướng thiết kế điều khiển đó là sử<br /> dụng bộ điều khiển PI và PID[8], điều khiển LQG[9], điều khiển H2H∞ [10], điều khiển<br /> tuyến tính hóa chính xác [11]. Trong bài báo này chúng tôi trình bày cấu trúc điều khiển<br /> HTGC tích cực sử dụng LBM, bằng cách sử dụng thêm bộ lọc biến trạng thái để ước<br /> lượng trạng thái dùng cho điều khiển dập tắt dao động sử dụng LQG, bộ điều khiển lực và<br /> điều khiển dòng được thiết kế nhằm tạo ra lực của LBM theo như yêu cầu của bộ điều<br /> khiển LQG.<br /> 2. MÔ HÌNH HTGC TÍCH CỰC<br /> 2.1. Mô hình HTGC tích cực<br /> Mô hình giảm chấn tích cực được mô tả như Hình<br /> 1, trong đó phần lốp xe: bao gồm khối lượng mw, độ<br /> cứng của lốp xe là cw, hệ số cản dịu dw; phần giảm<br /> chấn gồm: độ cứng của lò xo giảm chấn cc, hệ số cản<br /> dịu dc, lực tích cực Fe(t), khối lượng khung gầm là mc.<br /> Các trạng thái của hệ là xc là độ dịch chuyển của<br /> khung gầm, xw là độ dịch chuyển của lốp xe theo chiều<br /> thẳng đứng, xg là độ dịch chuyển của mặt đường theo<br /> chiều thẳng đứng tác động lên hệ. Vậy hệ gồm các đầu<br /> vào là xg và Fe(t), đầu ra của hệ là các dịch chuyển xc,<br /> xw. Mô hình phi tuyến của HTGC là:<br /> <br /> <br /> mc xc  cc (xc  x w )  dc (t )(xc  xw )  Fe (t )<br />  (1)<br /> mw xw  cc (xc  x w )  dc (t )(xc  xw )  cw (t )(x w  x g )  dw (t )(xw  xg )  Fe (t )<br /> trong đó, hệ số cc thay đổi trong khoảng nhỏ, giả sử cc là hằng số. Các hệ số dc(t), cw(t) và<br /> dw(t) không có dạng tuyến tính mà thay đổi như Hình 2.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Dạng phi tuyến của độ cứng lốp, hệ số cản dịu của lốp xe [2].<br /> 2.2. Mô hình LBM<br /> Cấu tạo của LBM như Hình 3 với các giả thiết: điện cảm các cuộn dây sator của động<br /> cơ là hằng số, chiều dài của roto là vô hạn để bỏ qua các hiệu ứng đầu cuối, cường độ từ<br /> thông của nam châm không đổi và bỏ qua hiệu ứng bão hoà từ, theo [8] mô hình LBM viết<br /> dưới dạng hệ tọa độ dq như công thức (2)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 121<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br />  d d dx  d dx <br /> ud  Rs id    q , uq  Rs iq  q  d<br />  dt dt  p dt dt  p<br />  (2)<br /> 2<br /> F    i , F   K dx  K  F   I d x<br />  e  mq e  1 2 t <br />  p  dt  dt 2<br /> trong đó, ud , uq , id , iq là điện áp và dòng<br /> điện trên stator, Rs là điện trở stator của<br /> động cơ, ψd và ψq từ thông trên trục d và q,<br /> Fe là lực điện từ tạo ra bởi LBM, I là lực<br /> quán tính của trục động cơ, x khoảng cách<br /> di chuyển của trục động cơ, Kd và Ke là hệ<br /> số cản động và hệ số cản tĩnh, Ft là lực cản<br /> bên ngoài.<br /> Hình 3. Mặt cắt dọc của LBM [2].<br /> 2.3. Mô hình của HTGC tích cực sử<br /> dụng LBM<br /> Mô hình HTGC tích cực sử dụng LBM như Hình 4, các hệ số dc, cw và dw thay đổi theo<br /> thời gian. Mô hình được biểu diễn như biểu thức (3):<br /> d c (t )  d c 0  d c ; cw (t )  cw0  cw ; d w (t )  d w0  d w (3)<br /> Thay (3) vào phương trình (1) ta có:<br /> mcxc  cc (xc  xw )  (dc0  dc )(xc  xw )  Fe (t )<br />  (4)<br /> mwxw  cc (xc  xw )  (dc0  dc )(xc  xw )  (cw0  cw )(xw  xg )  (dw0  dw )(xw  xg )  Fe (t )<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Mô hình hệ thống giảm chấn tích cực sử dụng động cơ tuyến tính.<br /> 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN<br /> 3.1. Cấu trúc điều khiển<br /> Cấu trúc điều khiển HTGC tích cực như Hình 5, trong đó vòng điều khiển trong cùng là<br /> điều khiển dòng điện, vòng điều khiển thứ hai là điều khiển lực và vòng điều khiển ngoài<br /> cùng là điều khiển dập tắt dao động. Giả thiết các tín hiệu đo được là các tín hiệu xc, xw, các<br /> gia tốc của chúng và sai lệch khối thân trên và giữa khối treo, khối treo và mặt đường. Khi<br /> <br /> <br /> <br /> 122 N. V. Chí, N. H. Việt, “Điều khiển hệ thống giảm chấn… dựa trên lọc biến trạng thái.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> đó, dựa vào các đại lượng này để ước lượng biến trạng thái của hệ. Ta đặt các biến trạng<br /> thái mới như sau:<br /> <br /> x  x1 x2 x3 x4  T  ( xc  x w ) x c ( xw  x g ) x w  T<br /> (5)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Cấu trúc điều khiển HTGC tích cực.<br /> u d  x g (6)<br /> và biến đầu ra y  [ xc Fdyn ( xc  x w )] (7)<br /> với Fdyn  (kt  kt )( x g  xus )  (bt  bt )( x g  xus ) là lực tải động do bánh xe tạo nên.<br /> Từ cách đặt biến trạng thái này, ta chuyển hệ (4) về dạng mô hình trạng thái:<br /> x  Ax  Bu  x  Nud<br />  (8)<br /> y  Cx  Du  Mud , u  Fe<br /> với các ma trận trong phương trình (8) là:<br />  0 1 0 1  0 0 0 0 <br />  c / m d / m 0 dc 0 / mc   0 dc0 / mc 0 dc0 / mc <br />  c c c0 c<br /> A , <br />  0 0 0 1  0 0 0 0 <br />    <br />  cc / m w dc0 / m w cw / m w d w0 / m w dc0 / mw cw / mw  dw0 / mw <br /> 0<br /> T T<br />   cc / mc  d c / mc 0 d c / mc  D  1/ ms 0 0 , B   0 1/ mc 0 1/ mw 0<br /> T<br /> C   0 0  c w  d t  , M   0 (dc0 dw0 ) 0<br />  1 0 0 0  N   0 0 1 dw0 / mw T<br /> Từ (8) ta thấy rằng mô hình HTGC tích cực bao gồm một phần tuyến tính với đầu vào<br /> và thành phần ∆x đặc trưng cho sự thay đổi hệ số về độ cứng lò xo và hệ số cản dịu của hệ,<br /> phần còn lại là phần nhiễu loạn tác động từ bên ngoài vào hệ thống (Nud). Nhiệm vụ điều<br /> khiển là cần xác định thành phần u = Fe(t) sao cho với tác động từ bên ngoài không biết<br /> trước vào hệ thống Nud véc tơ biến trạng thái x cần phải được nhanh chóng đưa về gốc tọa<br /> độ, hay điểm cân bằng của hệ thống là x  [x1 x 2 x 3 x 4 ] T  [0 0 0 0] T . Bài toán điều<br /> khiển phụ thuộc vào đặc tính động học của hệ thống hay các tham số của hệ.<br /> 3.2. Mạch lọc trạng thái<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 123<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> Sử dụng lọc biến trạng thái để ước lượng biến trạng thái xˆ . Theo[2] cấu trúc bộ lọc<br /> biến trạng thái như Hình 6, trong đó<br /> T 2s<br /> G1 (s )  s  s 2G 2 (s ), G 2 (s )  , Fˆdyn  K (mc xc  mw xw ) (9)<br /> T 2s 2  2kTs  1<br /> với Ghp(s) là bộ lọc thông cao với tần số cắt 5Hz; Glp(s) là bộ lọc thông thấp với tần số cắt<br /> 60Hz; Các hằng số k, T của G2(s) được chọn k = 1, T = 0.1; K = 0.05. Hệ số Gain là 1/20<br /> (tính theo thực nghiệm)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6. Mạch lọc các biến trạng thái.<br /> 3.3. Thiết kế bộ điều khiển dập tắt dao động<br /> Hệ giảm chấn ngoài chịu các lực tác động của các động thì còn chịu lực tác động của<br /> đường. Do tính ngẫu nhiên về lực tác động của đường nên sử dụng bộ điều khiển phản hồi<br /> trạng thái để điều khiển dập tắt dao động. Bộ điều khiển phản hồi trạng thái tối ưu nhằm<br /> xác định tín hiệu điều khiển Feref(t) sao cho thoả mãn hàm mục tiêu có dạng toàn phương:<br /> <br /> T T<br /> J (Feref )   (x Q.x  2x E.Feref  Feref T RFeref )dt (10)<br /> 0<br /> <br /> trong đó, Q, E và R là các ma trận tuỳ chọn dựa trên sự cân nhắc giữa thời gian làm cho hệ<br /> ổn định và chất lượng bộ điều khiển. Luật điều khiển có dạng:<br /> Fe ref   K .xˆ (t ) (11)<br /> trong đó, ma trận phản hồi trạng thái xác định từ phương trình Ricatti:<br />  K A  AT K  Q  K B R  1B T K  0 (12)<br /> <br /> 3.4. Thiết kế bộ điều khiển lực và điều khiển dòng<br /> Bộ điều khiển lực và điều khiển dòng cho LBM là hai vòng điều khiển trong của cấu<br /> trúc điều khiển hệ giảm chấn. Đầu vào của bộ điều khiển lực Fe ref nhận tín hiệu lực cần tác<br /> <br /> <br /> 124 N. V. Chí, N. H. Việt, “Điều khiển hệ thống giảm chấn… dựa trên lọc biến trạng thái.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> động từ bộ điều khiển LQG (vòng ngoài) để điều khiển giá trị dòng iq, đây chính là giá trị<br /> đặt iq ref cho vòng điều khiển dòng (vòng điều khiển trong cùng).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Sơ đồ mô phỏng điều khiển lực và dòng cho động cơ.<br /> Bộ điều khiển dòng nhận tín hiệu dòng đặt từ đầu ra của bộ điều khiển lực nhằm xác<br /> định điện áp cần thiết cấp cho động cơ. Sử dụng cấu trúc điều khiển PID cho cho hai thành<br /> phần dòng id và iq, phương trình bộ điều khiển dòng là:<br /> t ded (t )<br /> ud (t )  K Pid .ed (t )  K Iid  ed (t )dt  K Did<br /> 0 dt<br /> t deq (t ) (13)<br /> uq (t )  K Piqeq (t )  K Iiq  eq (t )dt  K Diq<br /> 0 dt<br /> với ed(t) = id ref(t) - id(t), eq(t) = iq ref(t) - iq(t). Bộ điều khiển lực nhận lực đặt từ đầu ra của<br /> bộ điều khiển LQG để điều khiển dòng iq ref. Bộ điều khiển lực là:<br /> t d (Fe ref  Fe )<br /> iq (t )  KPu (Fe ref  Fe )  KIu  (Fe ref  Fe )dt  KDu (14)<br /> 0 dt<br /> với eFe(t) = Fe ref (t) – Fe(t)<br /> 4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG<br /> 4.1. Số liệu đầu vào<br /> Tham số vật lý Tham số vật lý của Hệ số bộ điều khiển Hệ số bộ điều khiển<br /> của động cơ hệ giảm chấn dòng của động cơ lực của động cơ<br /> Rs = 0.2 Ω mc = 256 kg KPid = 0.45 KPu = 0.45<br /> Ls = 8.5 mH mw = 31 kg KIid = 120.3 (s) KIu = 30.88 (s)<br /> Ms = 2 mH cc0 = 20200 N/m KDid = -0.005 (s) KDu = -0.025 (s)<br /> τp = 10 mm ∆cc = 1010 N/m KPiq = 0.4<br /> Hệ số ma trận phản<br /> Ψm = 10 mH dc0 = 1140 Ns/m KIiq = 135.6 (s)<br /> hồi trạng thái K<br /> Ft = 10N ∆dc = 57 Ns/m KDiq = -0.0025 (s) K(1) = 750.7<br /> Rabc = 0.2 Ω cw0 = 128000 K(2) = 759.7<br /> N/m<br /> Labc = 8.5 mH ∆cw = 1280 N/m K(3) = -2292.2<br /> Ψabc = 2 mH dw0 = 0 Ns/m K(4) = 117.5<br /> I = 10<br /> Kd = 50 N<br /> Ke = 5N<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 125<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> 4.2. Sơ đồ mô phỏng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8. Sơ đồ mô phỏng cả HTGC tích cực.<br /> 4.3. Kết quả mô phỏng điều khiển lực và điều khiển dòng<br /> Dòng id và dòng iq của LBM được điều khiển để bám đúng theo giá trị dòng đặt với thời<br /> gian xác lập là 0.6s (Hình 9),<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 9. Đáp ứng dòng điện id và iq.<br /> Lực của LBM bám theo giá trị đặt 100N với thời gian quá độ là 0.3s, độ quá điều chỉnh<br /> là 25% (Hình 10).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 10. Đáp ứng lực Fe(t).<br /> <br /> <br /> 126 N. V. Chí, N. H. Việt, “Điều khiển hệ thống giảm chấn… dựa trên lọc biến trạng thái.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> 4.3. Kết quả mô phỏng HTGC tích cực<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 11. Đáp ứng của hệ khi tác động xg(t) Hình 12. Đáp ứng của hệ khi tác động xg(t)<br /> là xung vuông. là nhiễu ngẫu nhiên.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 13. So sánh sự dịch chuyển của khối thân trên<br /> khi không tác động giảm chấn và khi tác động giảm chấn.<br /> Từ các kết quả mô phỏng đã trình bày, ta thấy đáp ứng của các vòng điều khiển đều<br /> bám giá trị đặt trong khoảng thời gian ngắn. Do đó tạo kết quả tốt trong tác dụng giảm<br /> chấn. Kết quả mô phỏng trong Hình 13 với tác động xg(t) là tín hiệu nhiễu xung vuông và<br /> tín hiệu ngẫu nhiên cho thấy khi sử dụng HTGC tích cực so sánh với hệ thống giảm chấn<br /> thụ động.<br /> 5. KẾT LUẬN<br /> Bài báo đã nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển HTGC tích cực sử dụng cơ cấu chấp hành<br /> điện từ dựa trên mạch lọc biến trạng thái. Phương pháp điều khiển này có ưu điểm là ước<br /> lượng được lực tải động từ đường tác động lên bánh xe, từ đó điều khiển cơ cấu chấp hành<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 127<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> điện từ (LBM) tạo ra lực có cùng giá trị nhưng ngược chiều với lực tải động. Qua các kết<br /> quả mô phỏng ta thấy lực tác động của đường lên khối thân xe giảm, hạn chế sự dịch<br /> chuyển, dao động của khối thân xe và khối treo. Việc áp dụng HTGC tích cực trong thực<br /> tế sẽ tăng độ thoải mái và an toàn, nâng cao được chất lượng hệ giảm chấn.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Fischer, D., Isermann, R., “Mechatronic semi-active and active vehicle suspensions”.<br /> Cont r. Eng . Prac t ., 12(11), 2004, 1353-1367.<br /> [2]. Koch, G.P.A., “Adaptive Control of Mechatronic Vehicle Suspension”. PhD Thesis,<br /> Technical University of Munich, Munich, Germany, 2011.<br /> [3]. Bart L. J. Gysen, Member, IEEE, Johannes J. H. Paulides, Member, IEEE, Jeroen L.<br /> G. Janssen, Member, IEEE, and Elena A. Lomonova, Fellow, IEEE, “Active<br /> Electromagnetic Suspension System for Improved Vehicle Dynamics”, IEEE<br /> TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. 59, NO. 3, MARCH<br /> 2010.<br /> [4]. James Poynor, “Innovative Designs for Magneto-Rheological Dampers”, Advanced<br /> Vehicle Dynamics Laboratory Virginia Polytechnic Institute and State University<br /> [5]. Katerina Hyniove, Antonin Stribrsky, Jarosclaw Honcu and Ales Kruczek, “Active<br /> Suspension System with linear Electric Motor”, Department of control engineering,<br /> Falculty of Electrical Engineerong CTU Prague, Czech republic.<br /> [6]. D. Lassen, S. E. Mark and S. Christesen, “Application of a magnetic lead screw<br /> permanent magnet synchronous machine as an suspension system for an electric<br /> vehicle”, Department of mechanical and manufactoring engineeringm Aallborg<br /> university, Fibigerstraede 16, DK-9220 Aalborg East, Denmark.<br /> [7]. Xubin Song, Mehdi Ahmadian and Steve Southward, “Analysis and Strategy for<br /> Superharmonics With Semiactive Suspension Control Systems” Journal of ynamic<br /> Systems, Measurement, and Control | Volume 129 | Issue 6<br /> [8]. Yunyeu Ye, Hongxing Jia, Jun Shi, “Control of an elevator drive with a tubular<br /> linear induction motor”, Department of electrical Engineering, Zhejiang University,<br /> Hangzhou, China<br /> [9]. Zhang Zhu, Norbert C. Cheung and K. W.E Cheng, “Application of linear switched<br /> Reluctance motor for active suspension system in electric vehicle” Department of<br /> electric engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong.<br /> [10]. Antonin Stribrsky, Katerina Hyniova, Jaroslav Honcu and Ales Kruczek, “Energy<br /> Recuperation in automative active suspension systems with linear electric motor”,<br /> Proceedings of the 15th Medterrranean conferenceon control and automation July 27-<br /> 29, 2007, Athens – Greece.<br /> [11]. Gregory D. Buckner, Karl T. Schuetze, Joe H. Beno, “Active vehicle suspension<br /> control using intelligent feedback linearization”, Proceeding of the American Control<br /> Conference Chicago, 2000.<br /> [12]. Bart L.J. Gysen, Johannes, J. H. Paulides, “Active Electromagnetic Suspension<br /> System for improved Vehicle Dynamics” IEEE Transactions on Vehicular<br /> Technology, Vol 59, No 3, March 2010.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 128 N. V. Chí, N. H. Việt, “Điều khiển hệ thống giảm chấn… dựa trên lọc biến trạng thái.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> ABSTRACT<br /> ACTIVE ELECTROMAGNETIC SUSPENSION CONTROL<br /> BASED ON THE STATE FILTER BLOCK<br /> The active suspension control method using LBM based on the state filter block<br /> is presented in this paper. The overall control system includes three cascade closed<br /> loops, the outside loop is used for eliminating the vibration induced from the road<br /> based on the LQG design; the active force generated by LBM and the current in the<br /> dq coordinates are controlled by two inside loops, respectively. By using the state<br /> filter block to estimate the state of the system and using PID controllers to control<br /> force and current of LBM, the active electromagnetic suspension allows the flexible<br /> damping force to generates in the direction and magnitude to meet the requirements<br /> isolating the sprung mass from the stochastic vibration caused by the road.<br /> Keywords: The active suspension systems, Electromagnetic actuator, The tubular linear motor, State estimator,<br /> LQG control.<br /> <br /> <br /> Nhận bài ngày 10 tháng 04 năm 2016<br /> Hoàn thiện ngày 23 tháng 06 năm 2016<br /> Chấp nhận đăng ngày 04 tháng 07 năm 2016<br /> <br /> <br /> <br /> Địa chỉ: Khoa Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên.<br /> *<br /> Email: ngchi@tnut.edu.vn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 129<br />