NGHIÊN CỨU BỘ ĐIỀU KHIỂN PID KẾT HỢP VỚI THUẬT TOÁN NSGA-III CHO CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHÍNH XÁC

Tóm tắt

Cơ cấu bàn dao máy tiện gồm cơ cấu đàn hồi và cơ cấu chấp hành áp điện Piezo (PZT) chuyển vị cỡ micron là một giải pháp nâng cao độ chính xác trong gia công chi tiết cơ khí để thay thế nguyên công mài. Mô hình này đã được nhóm tác giả nghiên cứu chế tạo phần cơ khí. Bước tiếp theo để hoàn thiện cơ cấu bàn dao là điều khiển được cơ cấu chuyển vị theo vị trí mong muốn. Ziegler-Nichols là phương pháp thường được sử dụng để chỉnh định bộ điều khiển PID. Tuy nhiên, bộ điều khiển này không thể điều khiển chuyển vị mô hình bàn dao đạt được yêu cầu sai số cỡ micron. Bài báo này tập trung trình bày phương pháp thiết kế bộ PID vòng kín được tối ưu hóa bằng thuật toán di truyền NSGA-III. Thuật toán di truyền được hỗ trợ bởi phần mềm MATLAB nhằm tìm ra các thông số của bộ điều khiển PID. Kết quả được kiểm chứng bằng mô phỏng và thực nghiệm trên mô hình. Với bộ điều khiển tối ưu này, chuyển vị bàn dao đạt yêu cầu chính xác cỡ micron.

Title

DESIGN OF A PID CONTROLLER COMBINED WITH NSGA-III ALGORITHM FORA HIGH PRECISION LINEAR MECHANISM

Abstract

A precision tool holder of a lathe machine consists of a compliant mechanism and a piezoelectric actuator. This suggestion aims to improve machining accuracy and can replace the final grinding process. The mechanical model has been designed and optimized by our group. The next step is to choose appropriate controllers to control the displacement to the desired position. Ziegler-Nichols is a popularly used method for tuning PID controllers. However, it cannot maintain the motion of the cutting tool holder to achieve the required error in micron resolution. This paper studies the PID and genetic algorithm optimization to find the PID parameters. They are turned by implementing the NSGA-III algorithm on the MATLAB. The fabricated model is verified by simulation and experiment. The results show that the cutting tool displacement is validated in micron resolution.