การนำระบบควบคุมแบบฟัซซีมาใช้ควบคุมการทำงาน ของระบบตุ้มน้ำหนักแกว่ง

Abstract

การวิจัยนี้เป็นการศึกษาการนำระบบควบคุมแบบพัชชี มาประยุกต์ใช้กับระบบตุ้มน้ำหนักแกว่งโดยใช้คอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุม โดยระบบควบคุมในการวิจัยนี้มี 2 ระบบ คือระบบควบคุมแบบไฮบริด และระบบควบคุมแบบพัชชี ซึ่งทั้ง 2 ระบบควบคุมนี้แบ่งเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกจะควบคุมในช่วงที่ระบบไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear) คือตั้งแต่ตำแหน่งจุดต่ำสุด จนถึงจุดที่มุมองศาอยู่ในช่วง -30 องศาถึง 30 องศา จากจุดสูงสุด ซึ่งทั้ง 2 ระบบควบคุมจะมีส่วนควบคุมส่วนแรกที่เหมือนกัน ซึ่งในส่วนนี้จะเป็นระบบควบคุมแบบพัชชี ส่วนที่สองจะควบคุมในช่วงที่ระบบเป็นเชิงเส้น (Linear) คือ -30 องศาถึง 30 องศา จากจุดสูงสุด โดยที่ในส่วนที่สอง ทั้ง 2 ระบบควบคุมจะไม่เหมือนกัน ระบบควบคุมแบบไฮบริดจะใช้วิธีควบคุมแบบวางตำแหน่งโพล (Pole Placement) ในขณะที่ระบบควบคุมแบบพัชชีจะใช้วิธีควบคุมแบบพัชชี จากการทดลองเขียนโปรแกรม และทดสอบจริง ทั้ง 2 ระบบสามารถทำงานได้ โดยมีการทำงานที่ใกล้เคียงกัน คือ ควบคุมตำแหน่งมุมองศาของตุ้มน้ำหนักให้อยู่ในช่วงไม่เกิน 2% ของ 180 องศา ได้ตามต้องการ แต่จะมีปัญหาในการควบคุมตำแหน่ง x บ้าง เนื่องจากระบบตุ้มน้ำหนักแกว่งที่สร้างขึ้นมาไม่สมมาตรอย่างแท้จริง เนื่องจากมีปัญหาต่างๆ เช่น ศูนย์ของระบบส่งกำลัง (มอเตอร์, เกียร์ทด, มูเล่ที่ต่อเกียร์ทดและมีลวดสลิงพันอยู่) ไม่ได้ศูนย์ ทำให้การเคลื่อนที่ของระบบไม่สมมาตร หรือ ระบบลวดสลิงที่มีการยืดตัวในขณะที่ทดสอบ รวมทั้งค่าความละเอียดของเอนโคดเดอร์ที่น้อยเกินไป ทั้งหมดทำให้การควบคุมตำแหน่ง x ไม่ได้ผลเท่าที่ควร