tổng hợp các bộ điều khiển pid và bộ điều khiển mờ

Lời nói đầu Trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế, Việt nam đã và đang không ngừng phát triển nền khoa học kỹ thuật non trẻ của mình, ở đó tự động hoá là một xu thế tất yếu của mỗi nhà máy, mỗi công ty, mỗi doanh nghiệp. Khi ứng dụng đợc tự động hoá trong sản xuất, mỗi doanh nghiệp sẽ nâng cao đợc năng suất, chất l- ợng sản phẩm và giảm đợc giá thành và cờng độ lao động cho mỗi ngời công nhân. Ngoài ra khi tiến hành tự động hoá trong sản xuất sẽ giúp việc quản lý vận hành của mỗi doanh nghiệp trở nên dễ dàng hơn. Ngay từ khi ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 90, chuyên ngành điều khiển mờ đã đợc phát triển rất mạnh mẽ và đem lại nhiều thành tựu bất ngờ trong lĩnh vực điều khiển. Chính khả năng có thể xử lý những thông tin không chính xác hay không đầy đủ đã làm cho điều khiển mờ giải quyết đợc các bài toán điều khiển phức tạp, các bài toán mà trớc đây không giải quyết và đã đa nó lên vị trí xứng đáng là kỹ thuật điều khiển của hôm nay và tơng lai. Bên cạnh đó phơng pháp điều khiển cổ điển vẫn có một vai trò quan trọng,đặc biệt là trong các lĩnh vực điều khiển chính xác nh : điều khiển lò phản ứng hạt nhân Mỗi phơng pháp điêù khiển đều có những u và nhợc điểm vì vậy mà hai phơng pháp này đều đợc áp dụng rộng rãi trong thực tế. Trong đồ án gồm 3 chơng: -Chơng 1:Tổng quan về các phơng pháp điều khiển. -Chơng 2:Tổng hợp các bộ điều khiển PID và bộ điều khiển mờ. -Chơng 3:Mô phỏng các bộ điều khiển. Chơng 1. Tổng quan về các phơng pháp điều khiển Điều khiển một hệ thống là tìm cách can thiệp vào hệ thống để điều chỉnh ,để biến đổi sao cho nó có đợc những đặc điểm tính chất mà ta mong muốn .Nh vậy rõ ràng khi thực hiện công việc điều khiển ta cần phải tiến hành các công việc sau đây: -Xác định phơng tiện can thiệp từ bên ngoài vào hệ thống .Vì hệ thống giao tiếp với môi trờng bên ngoài bằng những tín hiệu vào, ra của nó nên chỉ có thể thông qua tín hiệu vào, ra này ta mới có thể can thiệp đợc vào hệ thống.Muốn can thiệp có hiệu quả ta phải hiểu rõ bản chất tín hiệu của hệ thống là tiền định , ngẫu nhiên,liên tục hay không liên tục. -Sau khi hiểu rõ bản chất,phơng tiện can thiệp hệ thống thì bớc tiếp theo phải mô tả hệ thống .Hình thức mô tả đợc dùng nhiều trong điều khiển là mô hình toán học biểu diễn mối quan hệ giữa tín hiệu vào_ra của hệ thống. -Với mô hình mô tả đã có,tiếp theo ta phải xác định xem hệ thống hiện đã có những tính chất gì ,các đặc tính nào cần phải sửa đổi và sửa đổi nh thế nào để hệ thống có đợc những chất lợng mà ta mong muốn.Nói cách khác phải chỉ rõ từng nhiệm vụ của sự can thiệp. Cuối cùng,khi đã xác định từng nhiệm vụ cụ thể cho việc can thiệp ta sẽ tiến hành thực hiện việc can thiệp đó. 1 .1.Tổng quan về phơng pháp điều khiển mờ Điều khiển mờ là một kỹ thuật điều khiển mới,bắt đầu phát triển mạnh mẽ vào đầu thập kỷ 90 và nó đã đem lại nhiều thành tựu bất ngờ trong lĩnh vực điều khiển. Ưu điểm cơ bản của điều khiển mờ so với các phơng pháp điều khiển kinh điển là có thể tổng hợp bộ điều khiển mà không cần biết trớc đặc tính của đối t- ợng một cách chính xác . Ngành kỹ thuật mới mẻ này có nhiệm vụ chuyển giao nguyên tắc xử lý thông tin,điều khiển của hệ sinh học sang hệ kỹ thuật .Khác hẳn với hệ điều khiển kinh điển là hoàn toàn dựa vào tính chính xác tuyệt đối của thông tin mà trong nhiều ứng dụng không cần thiết hoặc không thể có đợc,điều khiển mờ chỉ cần xử lý thông tin không chính xác haykhông đầy đủ ,những thông tin mà sự chính xác của nó chỉ nhận thấy đợc giữa các quan hệ của chúng với nhau và cũng chỉ có thể mô tả đợc bằng ngôn ngữ ,đã có thể cho ra những quyết định chính xác .Chính khả năng này đã làm cho điều khiển mờ sao chụp đợc những phơng thức xử lý thông tin và điều khiển của con ngời,đã giải quyết thành công nhiều bài toán phức tạp,các bài toán mà trớc đây không giải quyết đợc và đã đa nó lên vị trí xứng đáng là kỹ thuật điều khiển của hôm nay và tơng lai. 1 .2.Tổng quan về các phơng pháp điều khiển kinh điển Những năm 1970 về trớc,công cụ để nghiên cứu về các hệ thống tự động còn đơn sơ.Từ năm 1970 trở lại đây đã có những sự phát triển mới,đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển vũ trụ,công nghiệp và quốc phòng.Nhng sang đến những năm 80 khi kỹ thuật vi xử lý và máy tính phát triển áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và trong các ngành kinh tế,kỹ thuật thì hớng nghiên cứu và ứng dụng của lý thuyết điều khiển tự động lại chuyển qua một cuộc cách mạng mới.Đó là hớng điều khiển có máy tính,từ hệ thống điều khiển on-line đến các hệ thống điều khiển phân cấp có máy tính điều khiển. Chơng 2.Tổng hợp các bộ điều khiển 2 .1.Tổng hợp bộ điều khiển mờ 2 .1 .1 Bộ điều khiển mờ cơ bản Hình 2.1: Bộ điều khiển mờ Bộ điều khiển mờ cơ bản gồm các thành phần chính sau: - Khâu mờ hoá: thực hiện biến đổi các giá trị mờ của một biến ngôn ngữ đầu vào thành một miền giá trị mờ với hàm thuộc và biến ngôn ngữ tơng ứng. - Khâu thực hiện luật hợp thành: biến đổi các giá trị mờ của biến ngôn ngữ đầu vào thành các giá trị mờ của biến ngôn ngữ đầu ra dựa trên các luật hợp thành đã xây dựng. - Khâu giải mờ: biến đổi các giá trị mờ của biến ngôn ngữ đầu ra thành các giá trị rõ để thực hiện điều khiển đối tợng. Bộ điều khiển mờ chỉ có khả năng xử lý các giá trị tín hiệu hiện thời nên thuộc nhóm các bộ điều khiển mờ tĩnh. Để mở rộng ứng dụng cho các bài toán điều khiển, ngời ta thờng bổ sung thêm vào bộ điều khiển mờ các khâu động học (khâu tích phân, khâu vi phân vv), và bộ điều khiển mờ cơ bản sẽ là bộ điều khiển mờ động. Hình2.2: Bộ điều khiển mờ động 2 .1 .2 Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ Mờ hoá Thiết bị hợp thành Giải mờ Luật mờ x y Khâu tích phân Khâu vi phân Bộ điều khiển mờ cơ bản x y Trớc khi đi vào bộ điều khiển tổng hợp mờ chúng ta cùng xem lại phơng pháp tổng hợp bộ điều khiển kinh điển. Trên hình vẽ (2.3) là cấu trúc của một hệ thống điều khiển tự động với bộ điều khiển kinh điển. Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống điều khiển Để tổng hợp bộ điều khiển kinh điển ta phải thực hiện các bớc sau: - Xây dựng mô hình đối tợng đủ chính xác. - Thực hiện đơn giản mô hình. - Tuyến tính hoá mô hình tại điểm làm việc. - Tính chọn bộ điều khiển thích hợp (có thể là bộ điều khiển P,PI,PD,PID) và xác định các tính chất mà bộ điều khiển cần phải có. - Tính toán các thông số của bộ điều khiển bằng các phơng pháp khác nhau nh phơng pháp quĩ đạo nghiệm số, phơng pháp chia miền D, phơng pháp đặc tính tần theo tiêu chuẩn Nyquist - Mikhailovđể hệ thống có chất lợng tốt nhất có thể ( thời gian quá độ ngắn, độ quá điều chỉnh nhỏ, số lần giao động ít) - Kiểm tra bộ điều khiển vừa thiết kế với mô hình đối tợng điều khiển, nếu không đạt kết quả nh mong muốn thì phải thực hiện thiết kế lại từ bớc đơn giản hoá mô hình. - Đa bộ điều khiển vừa thiết kế vào đối tợng thực nếu cha đạt yêu cầu thì phải thực hiện thiết kế lại từ đầu. Có thể thấy rằng việc tổng hợp một bộ điều khiển theo phơng pháp kinh điển là rất khó khăn, vì nó đòi hỏi phải xây dựng đợc mô hình đối tợng kinh điển là rất khó khăn, vì nó đòi hỏi phải xây dựng đợc mô hình đối tợng tơng đối chính xác. Để xây dựng mô hình đối tợng đòi hỏi ngời thực hiện phải nắm vững lý thuyết, giàu kinh nghiệm trong việc nhận dạng hệ thống. trong nhiều trờng hợp, khả năng nhận dạng đối tợng qua mô hình gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện đợc, thì việc thực hiện hệ thống với bộ điều khiển mờ sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Đây chính là điểm mạnh của điều khiển mờ trong việc thiết kế hệ thống điều khiển các đối tợng phức tạp. u - + y x Hệ đo Đối tuợng điều khiển Bộ điều khiển mờ u - + y x Phản hồi Đối t ợng điều khiển Bộ điều khiển kinh điển Hình 2.4: Hệ thống điều khiển với bộ điều khiển mờ Một điều đặc biệt nữa là các hệ thống điều khiển sử dụng bộ điều khiển mờ chỉ với những bộ cảm biến đơn giản, độ chính xác không cao, có nghĩa là thông tin thu nhập đợc không chính xác, không đầy đủ nhng hệ thống lại có thể làm việc ổn định và bền vững. Nguyên tắc tổng hợp một bộ điều khiển mờ hoàn toàn dựa vào những ph- ơng pháp toán học trên cơ sở định nghĩa các biến ngôn ngữ vào ra và các luật điều khiển đợc xây dựng. Giả thiết rằng ngời thiết kế đã thu nhập đủ kinh nghiệm cũng nh ý kiến của chuyên gia và muốn chuyển thành bộ điều khiển mờ thì phải tiến hành các b- ớc sau: - Định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào / ra cũng chính là tín hiệu vào ra của bộ điều khiển mờ. - Định nghĩa tất cả các tập mờ( giá trị ngôn ngữ ) cho các biến vào / ra ( thực hiện việc mờ hoá). - Xây dựng các luật hợp thành. - Chọn các quy tắc thực hiện luật hợp thành. - Chọn phơng pháp giải mờ. - Tối u hệ thống. Trong quá trình thiết kế bộ điều khiển cần phải chú ý rằng không nên thiết kế bộ điều khiển mờ để giải quyết một bài toán tổng hợp mà có thể dễ dàng thực hiện bằng các bộ điều khiển kinh điển (bộ điều khiển P, PI, PD, PID) và không nên áp dụng cho các hệ thống cần độ an toàn cao (Điều khiển lò phản ứng hạt nhân, điều khiển các quy trình công nghệ sản xuất hoá chất). Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển mờ là dựa trên kinh nghiệm điều khiển của các chuyên gia cho nên chúng ta luôn phải nghĩ tới việc bổ sung thêm cho bộ điều khiển mờ các khả năng tự học để thích nghi với sự thay đổi của đối tợng. Bộ điều khiển mờ có khả năng tự học đợc gọi là bộ điều khiển mờ thông minh. 2 .1 .3. Các bộ điều khiển mờ. Trên thực tế có rất nhiều loại bộ điều khiển mờ, và để xem xét chi tiết một bộ điều khiển mờ ta phải xem xét trên nhiều khía cạnh khác nhau nh cấu trúc, toán học,v.v. Trong khuôn khổ của đồ án này ta chỉ xem xét sơ qua về mặt cấu trúc một số bộ điều khiển mờ thờng đợc sử dụng. 2 .1 .3 .1 Bộ điều khiển mờ động Bộ điều khiển mờ động là sự kết hợp của bộ điều khiển mờ cơ bản với bộ điều khiển kinh điển. Ta xét một trờng hợp về bộ điều khiển mờ động có một đầu vào, một đầu ra với khâu tỷ lệ và khâu vi phân ở đầu vào, khâu tích phân ở đầu ra. Cấu trúc bộ điều khiển mờ động đợc chỉ ra trên hình 2.5. Hình 2.5: Bộ điều khiển mờ động Việc giới thiệu phơng pháp tổng hợp bộ điều khiển mờ động sau đây sẽ lân lợt đợc thực hiện với những bộ điều khiển I,PD,PI,PID. * Bộ điều khiển mờ theo luật PID Bộ điều khiển mờ theo luật PID đợc thiết kế theo hai thuật toán sau: _ Thuật toán chỉnh định PID mờ hoặc _ Thuật toán PID tốc độ. Bộ điều khiển mờ theo luật PID có 3 đầu vào gồm sai lệch ET giữa tín hiệu chủ đạo và tín hiệu ra, đạo hàm DET của sai lệch và tích phân IET của sai lệch. Đầu ra của bộ điều khiển mờ là tín hiệu điều khiển u(t). Mô hình toán học của bộ PID theo thuật toán chỉnh định có dạng: ++= ET dt d TETdt T ETKtu D t I 0 1 )( (2.1) Bộ điều khiển theo thuật toán PID tốc độ có 3 đầu vào: sai lệch ET giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu chủ đạo, đạo hàm bậc nhất DET 1 và đạo hàm bậc hai DET 2 của sai lệch. Đầu ra là đạo hàm của tín hiệu điều khiển u(t). Mô hình toán học của bộ PID theo thuật toán tốc độ có dạng: ( ) ++= ET dt d ET T ET dt d K dt du I 2 2 1 (2.2) Tuy nhiên trong thực tế thờng có một trong hai thành phần của (2.1), (2.2) đợc bỏ qua nên ngời ta thay thế bộ điều khiển PID hoàn chỉnh bằng cách tổng hợp các bộ điều khiển PI với mô hình: u - + y x Hệ đo Đối tuợng điều khiển Bộ điều khiển mờ P D I += t I ETdt T ETKtu 0 1 )( hoặc += ET T ET dt d K dt du I 1 (2.3) hay bộ điều khiển PD có mô hình: += ET dt d TETKtu D )( hoặc ( ) += ET dt d ET dt d K dt du 2 2 (2.4) a. Bộ điều khiển mờ theo luật I Để thiết kế bộ điều khiển mờ theo luật I có thể thực hiện từ một bộ điều khiển mờ theo luật P bằng cách mắc nối tiếp một khâu tích phân kinh điển vào trớc hoặc sau khối mờ. Hình 2.6: Bộ điều khiển mờ theo luật I b. Bộ điều khiển mờ theo luật PD Khi mắc song song ở đầu vào của một bộ điều khiển mờ theo luật tỉ lệ một khâu vi phân ta sẽ có một bộ điều khiển mờ theo luật PD. Thành phần của bộ điều khiển này thông thờng bao gồm: sai lệch giữa tín hiệu chủ đạo và tín hiệu ra của hệ thống ET và đạo hàm của sai lệch DET. Thành phần vi phân giúp cho hệ thống phản ứng chính xác hơn với những biến đổi lớn của sai lệch theo thời gian. Hình2.7:Bộ điều khiển mờ theo luật PD c. Bộ điều khiển mờ theo luật PI Bộ điều khiển mờ theo luật PI thờng đợc sử dụng để triệt tiêu sai lệch tĩnh của hệ thống. Bộ điều khiển PI mờ đợc thiết kế trên cơ sở của Đối tuợng I Thiết bị hợp thành và giải mờ Mờ hoá Luật hợp thành P nhiễu - ET Bộ điều khiển mờ Đối tuợng d/dt P nhiễu - ET DET bộ điều khiển PD mờ, bằng cách mắc nối tiếp ở đầu ra của bộ điều khiển PD mờ một khâu tích phân. Hình 2.8.Bộ điều khiển mờ theo luật PI Nhận xét _ Bộ điều khiển PI mờ cho đặc tính động học lý tởng nhất. ở chế độ tĩnh, bộ điều khiển PI mờ có khả năng triệt tiêu sai lệch tĩnh. _ Bộ điều khiển P mờ cho đặc tính động học tơng đối tốt, nhng ở chế độ xác lập hệ thống lại tồn tại sai lệch tĩnh ( độ chính xác của hệ thống kém hơn so với sử dụng bộ điều khiển PI mờ). 2 .1 .3 .2 Bộ điều khiển mờ trợt iu khin m trt l phng phỏp iu khin tip cn mnh m iu khin cỏc h phi tuyn v bt nh. õy l phng phỏp iu khin bn vng v cú th ỏp dng cho h cú tham s b nhiu ln. Khi so sỏnh gia iu khin trt v iu khin m ta thy trong nhiu trng hp chỳng hot ng tng t nhau. T cỏc mi quan h gia iu khin trt v iu khin m ngi ta ó thit k ra b iu khin m trt. Hình2.9:Bộ điều khiển mờ trợt *Tổng hợp bộ điều khiển mờ trợt Thuật toán tổng hợp bộ điều khiển mờ trợt là sử dụng đạo hàm của sai lệch.Bộ điều khiển mờ kiểu này có đặc tính động học rất tốt và đặc biệt không e+ e U max -U max Đối tuợng Hệ đo e y 0 y 0 y y u s + - d/dt Bộ điều khiển mờ I Đối tuợng nhiễu - P ET DET quá nhạy đối với các biến đổi của đối tợng và đối với các thiết kế với một mô hình đối tợng không chính xác. Với khoảng chuyển đổi,tín hiệu điều khiển u đợc xác định theo công thức: u = . 0 . );31.3)( )( .(.),( n es hKyyyf e ++ (2.5) Trong khoảng chuyển đổi liên tục không nhất thiết đờng đặc tính u(y) Phải là một đờng thẳng mới có đợc quỹ đạo pha trơn trong chế độ trợt mà có thể thay bằng một đờng liên tục bất kỳ.Điều kiện để một bộ điều khiển mờ có đợc dạng đặc tính liên tục là các giá trị mờ đầu vào phải có những miền xác định chồng nhau. Thiết bị hợp thành của bộ điều khiển này có hai biến ngôn ngữ đầu vào là x 1 chỉ giá trị e và x 2 chỉ giá trị e. Thuật toán tổng hợp bộ điều khiển mờ trợt bao gồm các bớc: +Chia hai nửa mặt phẳng trên và dới đờng chuyển đổi thành các miền liên thông và định nghĩa các giá trị mờ cho trên các miền đó. +Xây dựng luật hợp thành bao gồm các luật điều khiển R k .Những luật điều khiển này đợc chia làm hai nhóm: -Nhóm 1 gồm ứng với nửa mặt phẳng phía trên đờng chuyển mức . -Nhóm 2 gồm ứng với nửa mặt phẳng dới trên đờng chuyển mức . 2 .1 .3 .3.Bộ điều khiển mờ thích nghi B iu khin m trong quỏ trỡnh lm vic cú kh nng t chnh nh thụng s ca nú cho phự hp vi s thay i ca i tng gi l b iu chnh thớch nghi. H thng iu khin thớch nghi l mt h thng iu khin phỏt trin cao v cú tim nng. Vi kh nng t chnh nh cỏc thụng s ca b iu khin, h thớch nghi c xem l b iu khin thụng minh. Khi ỏp dng iu khin thớch nghi cho cỏc b iu khin m ta cú th cú cỏc b iu khin m t chnh hoc cỏc b iu khin m t thay i cu trỳc. H iu khin thớch nghi s dng mch vũng thớch nghi nhn dng cỏc thụng s ca i tng. Cú hai phng phỏp xõy dng mch vũng thớch nghi l phng phỏp trc tip (quỏ trỡnh nhn dng thc hin bng cỏch thng xuyờn o trng thỏi ca tớn hiu vo/ ra ca i tng v chn mt thut toỏn hp lý nht)- hỡnh.2.10a và phơng pháp gián tiếp hình 2.10b. x y Chỉnh định Nhận dạng Tham số Bộ ĐK mờ ĐTĐK ĐTĐK Bộ ĐK mờ Chỉnh định y x Phiến hàm Mục tiêu u u - - a) b) [...]... Hình 3.5 Mô hình mô phỏng bộ điều khiển mờ Kết luận Sau một thời gian tìm hiểu và tham khảo từ thầy cô em đã có đợc những kiến thức nhất định về lý thuyết điều khiển mờ và lý thuyết điều khiển kinh điển: _ Nắm bắt đợc một cách tổng quát về lý thuyết điều khiển mờ, cách tổng hợp và phân tích một hệ thống điều khiển mờ _ Thực hiện mô phỏng bộ điều khiển mờ và bộ điều khiển PID Tuy nhiên do kiến thức... y) dt để xác định f(y) và g(y), do đó bộ điều khiển này thuộc nhóm bộ điều khiển mờ lai Hai hàm f(y) và g(y) sẽ đợc nhận dạng bằng các luật -Nếu x1=Ak1 và x2=A2k và và xn=Aknthì f=Bk,k=1,2, ,p -Nếu x1=C1j và x2=C2j và và xn=Cnj thì g=Dj,j=1,2, ,q Trong đó Aki, Bk,Cji, Dj là những tập mờ. Khâu nhận dạng mờ đợc thiết kế từ p+q luật điều khiển theo hai bớc: -Định nghĩa các tập mờ vào ra Aki, Bk,Cji, Dj...Hình 2.10 :Bộ điều khiển mờ thích nghi *Tổng hợp bộ điều khiển mờ thích nghi a.Giới hạn bài toán dny = f ( y ) + g ( y ).u Để điều khiển đợc thì ta cần có thêm Xét đối tợng (dt ) n giả thiết g(y) khác 0.Trong lĩnh vực điều khiển kinh điển đã có nhiều phơng pháp tuyến tính hoá đơn giản cho phép tổng hợp bộ điều khiển R để có sai lệch e(t)->0 Bài toán chỉ có ý nghĩa... nghi các vectơ tham số Nhận dạng hệ thống theo thuật toán thích nghi đợc thực hiện với các bớc sau đây: +Xác định hai véc tơ khởi đầu f0 và g0.Chọn ma trận Pvà các hệ số trong lợng anpha,bêta thich hợp +Thực hiện xoay vòng cho k=0,1,2 các bớc -Lấy y = y y d n 1 y dt n 1 x1 = ( từ đấu ra của đối tợng ) xn 2 2 .Tổng hợp bộ điều khiển PID Tên gọi PID là chữ viết tắt của ba thành phần cơ bản có trong bộ. .. T ) = KT i =1 (2.10) Các bớc của phơng pháp nh sau: +Xác định k,Tt,có thể từ hàm truyền S(s) cho ở trên nếu biết trớc S(s) hoặc bằng thực nghiệm từ hàm quá độ h(t) đi từ 0 và có dạng hình chữ S của đối tợng +Xác định các tham số: -Nếu dùng bộ PI thì:kP=0.5/k,TI=Tt.0.5 -Nếu sử dụng bộ PID thì:kP=k-1, TI=2 Tt/3,TD=0.167 Tt Chơng 3: Mô phỏng các bộ điều khiển 3.1 Mô phỏng bộ điều khiển PIĐ Hình 3.1: Sơ... hồi y Bộ điều khiển PID đợc sử dụng khá rộng rãi để điều khiển đối tợng SISO theo nguyên lý hồi tiếp Lý do nó đợc sử dụng rộng rãi là do tính đơn giản của nó cả về cấu trúc lẫn nguyên lý làm việc Bộ điều khiển PID đợc mô tả bằng mô hình vào ra và hàm truyền đạt nh sau: 1 U(t) = kp [et + TI x e( )d = TD 0 de(t ) 1 ]; R ( s ) = Kp (1 + s + TD S ) (2.6) dt TI Trong đó :- e(t) là tín hiệu đầu vào -u(t)... e(t)->0 Bài toán chỉ có ý nghĩa khi đã cho dny = f ( y ) + g ( y ).u ,hay nói cách khác (dt ) n hàm f(y) và g(y) đã đợc biết trớc mà điều này trong thực tế không đợc thoả mãn b .Tổng hợp khâu nhận dạng mờ Các hàm f(y) và g(y) nhận đợc bằng phơng pháp nhận dạng sau đây sẽ đợc ký hiệu bởi:f(y) và g(y) Về thực chất,trái tim của bộ điều khiển vẫn là khâu đợc thiêt kế theo công thức : 1 d nx 2 u (t ) = 2 [ f... -Nếu sử dụng bộ PI thì chọn kp = KL và IL = 3 -Nếu sử dụng bộ PID thì chọn kp = 1,2T 1 ; TI = 22, TD = L KL 2 2 2 2.Xác định tham số bằng thực nghiệm Phơng pháp này xác định tham số kP,TI,TD cho bộ điều khiển PID không sử dụng mô hình toán học của đối tợng,ngay cả mô hình xấp xỉ gần đúng Nguyên lý của phơng pháp này nh sau: +Thay bộ điều khiển PID trong hệ kín bằng bộ khuếch đại.Sau đó đó tăng giá trị... trong bộ điều khiển :khuếch đại tỷ lệ(P),tích phân(I )và vi phân(D).Ngời ta vẫn thờng nói rằng PID là một tập thẻ hoàn hảo gồm ba tính cách khác nhau: -Phục tùng và thực hiện chính xác nhiệm vụ đợc giao(P) -Làm việc và có tích luỹ kinh nghiệm để thực hiện tốt nhiệm vụ(I) -Luôn có sáng kiến và phản ứng nhanh nhạy với sự thay đổi tình huống trong quá trình thực hiện nhiệm vụ u x + Đối tợng điều khiển PID. .. độ biên giới ổn định,tức là h(t) có dạng dao động điều hoà.Xác định chu kỳ Tth của dao động +Xác định tham số cho bộ điều khiển nh sau: -Nếu sử dụng bộ P thì chọn kP=0.5kth -Nếu sử dụng bộ PI thì chọn kP=0.45kth,TI=0.85Tth -Nếu sử dụng bộ PID thì chọn kP=0.6kth,TI=0.5 Tth,,TD=0.12 Tth Phơng pháp này cho ra đợc một chất lợng hệ kín tốt hơn về mặt độ quá điều chỉnh so với phơng pháp thứ nhất Nhợc điểm . 1 :Tổng quan về các phơng pháp điều khiển. -Chơng 2 :Tổng hợp các bộ điều khiển PID và bộ điều khiển mờ. -Chơng 3:Mô phỏng các bộ điều khiển. Chơng 1. Tổng. phân vv), và bộ điều khiển mờ cơ bản sẽ là bộ điều khiển mờ động. Hình2.2: Bộ điều khiển mờ động 2 .1 .2 Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ Mờ hoá Thiết