Bài giảng lý thuyết điều khiển nâng cao chương 4

Microsoft PowerPoint Chuong 4 LTDKNC Compatibility Mode MônMôn họchọc LÝ THUYẾT ĐIỀU LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAOKHIỂN NÂNG CAO Giả iê PGS TS H ỳ h Thái H àGiảng viên PGS TS Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn.Microsoft PowerPoint Chuong 4 LTDKNC Compatibility Mode MônMôn họchọc LÝ THUYẾT ĐIỀU LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAOKHIỂN NÂNG CAO Giả iê PGS TS H ỳ h Thái H àGiảng viên PGS TS Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn.Microsoft PowerPoint Chuong 4 LTDKNC Compatibility Mode MônMôn họchọc LÝ THUYẾT ĐIỀU LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAOKHIỂN NÂNG CAO Giả iê PGS TS H ỳ h Thái H àGiảng viên PGS TS Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn.

Môn h c LÝ THUY T I U KHI N NÂNG CAO Gi ng viên: iê PGS PGS TS TS Hu H nh h Thái Hồng H B mơn i u Khi n T ng Khoa i n – i n T i h c Bách Khoa TP TP.HCM HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT Ch ng g4 I U KHI N THÍCH NGHI 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT N i dung ch ng Gi i thi u  c l ng thông s thích nghi  i u n theo mơ hình chu n  H thích nghi theo mơ hình chu n  i u n t ch nh đ nh  i u n ho ch đ nh đ l i  15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT GI I THI U 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT nh ngh a u n thích nghi  H th ng u n thí thích h nghi hi h th ng u n thông s c a b u n thay đ i trình v n hành nh m gi v ng ch t l ng u n c a h th ng có s hi n di n c a y u t b t đ nh ho c bi n đ i không g bi t tr c  H th ng u n thích nghi có hai vịng h i ti p:  Vòng u n h i ti p thơng th ng  Vịng h i ti p ch nh đ nh thơng s 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT S đ kh i t ng quát h th ng u n thích nghi Nh n d ng/ c l ng i u ki n làm vi c uc(t) 15 January 2014 Ch nh đ nh B u n u(t) © H T Hoàng - HCMUT it ng y(t) Phân lo i s đ u n thích nghi i u n thích thí h nghi hi tr t c ti p: thông thô s c a b u n đ c ch nh đ nh tr c ti p mà không c n ph i nh n d ng đ c tính đ ng h c c a đ i t ng  i u n thích nghi gián ti p: tr c tiên ph i c l ng thông s c a đ i t ng, sau d a vào thơng tin đ tính tốn thơng s c a b u n  Các s đ u n thích nghi g thơng g d ng: g  H thích nghi theo mơ hình chu n (Model Reference Adaptive System – MRAS)  H u n t ch nh đ nh (Self Tuning Regulator – STR)  i u n ho ch đ nh đ l i (Gain Scheduling Control) 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT H thích nghi theo mơ hình chu n ym Mơ hình chu n C c u ch nh đ nh uc 15 January 2014 B u n u © H T Hoàng - HCMUT it ng y H u n t Tiêu chu n thi t k ch nh Thông s đ i t ng Thi t k b u n cl Thông s u n uc 15 January 2014 B u n u © H T Hồng - HCMUT it ng ng y 10 i u n ho ch đ nh đ l i i u ki n vii c làm uc 15 January 2014 e Ho ch đ nh đ l i B u n u © H T Hoàng - HCMUT it ng g y 11 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d r0    r r       m      r r s0   11   m m m    r1  s1    m m   Tính R T: R  R1 B   T  A0 Bm  15 January 2014 r0   r1   m     s0  11m  m  19   s  5m  10  35  m R  ( p  r1 ) T  ( p  5) m © H T Hoàng - HCMUT 123 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d Ho ch đ nh đ l i r1 , t0 , t1 , s0 , s1 uc(t) T R  mp  p  u(t) y(t) S R S đ kh i h th ng u n ho ch đ nh đ l i theo mơ hình chu n sau thi t k 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 124 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d S đ Simulink mơ ph ng h th ng u n ho ch đ nh đ l i theo mơ hình chu n 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 125 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d 1 ym y -1 50 100 150 200 u -4 -8 50 100 150 200 m 50 100 Time (sec) 150 200 K t qu K ch a ho ch đ nh đ l i v i b u n MRC đ c thi t k d a vào giá tr m0 = 1kg 1kg Ch t l ng K kh i l ng v t n ng sai l ch so v i giá tr m0 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 126 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d 1 ym y -1 50 100 150 200 u -4 -8 50 100 150 200 m 50 100 Time (sec) 150 200 K t qu K ho ch đ nh đ l i b K MRC theo kh i l ng v t n ng ng Ch t l ng K bám theo mơ hình chu n r t t t dù b t ch p s thay đ i kh i l ng c a v t n ng 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT 127 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d u(t): l u l ng vào (tín hi u u n) y(t): đ cao m c ch t l ng (tín hi u K) r0: bán kính đáy b n ch a (r0 = 10cm) r1: bán kính đ nh b n ch a (r1 = 50cm) ao: ti t di n van x (ao = 1cm2) H: chi u cao b n ch a (H = 100cm) CD: h s x (CD = 1) g: gia t c tr ng tr ng (g = 981cm/s2)  Ph ng g trình vi p phân mơ t đ c tính đ ng g h c h b n ch a: y (t )   u (t )  C D ao gy (t ) S ( y) r r v i S ( y )    r0  H    y   (t/di n ngang c a b n t i đ cao y) Thi t k B K PI ho ch đ nh đ l i cho PT T c a h kín có c p c c v i   1.0 n  0.1 15 January 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 128 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d  Gi i: t bi n tr ng thái x (t )  y (t ) , PTTT c a h b n ch a:   ku (t )  C D ao gx(t )  x(t )  f ( x(t ), u (t ))  S ( x(t ))   y (t )  h( x(t ), u (t ))  x(t )   i m làm vi c t nh ( x , u ) nghi m ph    ng trình:  u  C D a o gx  S (x)  u  C D a o gx 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 129 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d  Ph ng trình tr ng thái c a h th ng quanh m t nh (u , y ) ~ x (t )  A~ x (t )  Bu~ (t ) ~ ~ ( )  y t C x (t )  f A x f B u  ( x ,u ) C D ao  S(x) ( x ,u )  S(x) g 2x h C 1 x ( x ,u ) Hàm truy n c a h th ng quanh m t nh ~ Y (s)  G (s)  G ( s )  ~  C ( sI  A) 1 B U (s) C D ao a K t S(x) S (x ) 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT K sa g 2x 130 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d K PI PI, PT T c a h kín quanh m t nh ( x , u ) : K  K     K P  I     s  ( a  K K P ) s  KK I  (1) s  s  a    S d ng b  Ph ng trình đ c tr ng mong mu n: s  2n s   n2   (2) Cân b ng (1) (2):  K P  ( 2n  a ) / K a  K K P  2n    K   KK   n /K  I n  I  r  r g   y   C D ao  K P  2n  r0  2y H      K   2  r  r1  r0 y   n   I H   15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 131 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d Mơ ph ng HT H PI ho ch đ nh đ l i Thông s B K PI có th ch n c đ nh ng v i đ m c ch t l ng b n b ng 25cm ho c thay đ i tùy theo m làm vi c 15 January 2014 © H T Hoàng - HCMUT 132 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d  Kh i ho ch đ nh đ l i B u n PI 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 133 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d 100 75 50 25 r y 200 400 600 800 6000 u 4000 2000 -2000 200 400 Time (sec) 600 800 K t qu K PI v i đ l i c đ nh ng m c ch t l ng 25cm 25cm, ch t l ng u n m làm vi c xa 25cm 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 134 i u n ho ch đ nh đ l i – Thí d 100 75 50 25 r y 200 400 600 800 6000 u 4000 2000 -2000 200 400 Time (sec) 600 800 K t qu u n PI ho ch đ nh đ l i, i ch t l ng u n t t mi n làm vi c r ng 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 135 u khuy t m c a u n ho ch đ nh đ l i u m: K ho ch đ nh đ l i cho phép áp d ng PP thi t k b u n n tính vào h phi n có đ c tính đ ng thay đ i theo u ki n làm vi c  Thông s c a b K ho ch đ nh đ l i thay đ i nhanh theo s thay đ i đ c tính đ ng c a đ i t ng  Ho ch đ nh đ l i đ c bi t thu n l i n u đ c tính đ ng c a đ i t ng gp ph thu c vào m t vài bi n có th đo đ c  Khuy t m:  K ho ch đ nh đ l i s đ K thích nghi vịng h , khơng có c ch “thích nghi” ngh a  M t h n ch khác nhi u tr ng h p khó ch n đ c bi n ho ch đ nh t t   15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 136 Chu n đ u Sau h c xong ch ng 4, SV ph i có kh n ng:  Thi t k b u n theo mơ hình chu n  Thi t k b u n thích nghi theo mơ hình chu n  Thi t k b u n t ch nh gián ti p c s c l ng tr c n thông s mô hình c a đ i t ng  Thi t k b u n ho ch đ nh đ l i 15 January 2014 © H T Hồng - HCMUT 137 ...  11 p2 15 January 20 14 © H T Hồng - HCMUT 43 i u n theo mơ hình chu n – Thí d  Mơ ph ng h th ng 15 January 20 14 K theo mơ hình chu n dùng Matlab © H T Hồng - HCMUT 44 i u n theo mơ hình chu... 3)  r0 p  (4r0  r1 ) p  (13r0  4r1  s0 ) p  (13r1  s1 ) p  s2  p  27 p  155 p  309 p  180 15 January 20 14 © H T Hồng - HCMUT 49 i u n theo mơ hình chu n – Thí d r0  4r0  r1 ... (k )  k 1   k 1   Thay s li u c th , ta đ T ˆ    0 .4 3  K t lu n: G ( z )  15 January 20 14 c:  z  0 .4 a  0 .4 K   © H T Hồng - HCMUT 21 Cho đ ng c DC, DC tín hi u vào u(k)