DKTM BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ⸙∆⸙ BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỀ TÀI BÀI QUÁ TRÌNH 2 GVHD Ts Trần Đức Thiện SVTH Lê Thành[.]
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -⸙∆⸙ - BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỀ TÀI: BÀI QUÁ TRÌNH GVHD: Ts Trần Đức Thiện SVTH: Lê Thành Đạt MSSV: 20151067 Tp Hồ Chí Minh tháng 05 năm 2023 Lời cảm ơn Mục lục _Toc134981847 Danh sách hình ảnh Yêu cầu: Bài làm 2.1 Mơ hình bồn nước lý thuyết .4 2.2 Mơ hình bồn nước Simulink 2.3 Chương trình tìm thơng số điều khiển sử dụng giải thuật di truyền: 2.4 Đáp ứng ngõ ra: 2.5 Tổng kết: Danh sách hình ảnh Hình Mơ hình lý thuyết hệ bồn nước .4 Hình Mơ hình simulink hệ bồn nước .5 Hình Mơ hình khối điều khiển Simulink Hình Các thơng số điều khiển tìm sau hệ Hình Đồ thị hàm thích nghi .8 Hình Đáp ứng ngõ Hình Tín hiệu điều khiển Hình Sai số .9 Yêu cầu: Áp dụng giải thuật di truyền để tìm thơng số tối ưu điều khiển PID điều khiển bồn nước đơn Video tối đa 15p Video có ghi hình mặt người thực Bài làm 2.1 Mơ hình bồn nước lý thuyết Mơ hình lý thuyết hệ bồn nước Hình Mơ hình lý thuyết hệ bồn nước Cơng thức tốn hệ là: h (t ) ( ku (t ) aCD gh(t )) A A Amin A max h(t ) Amin hmax 101\* MERGEFORMAT (.) Trong đó: A : tiết điện ngang bồn chứa Amax : tiết diện ngang miệng bồn chứa Amin : tiết diện ngang đáy bồn chứa a : tiết diện van xả k : hệ số tỉ lệ với công suất máy bơm h(t ) : chiều cao bồn hmax : chiều cao bồn chứa qin : lưu lượng nước vào qout : lưu lượng nước CD :hệ số xả u (t ) : điện áp cấp cho máy bơm Ta có đầu vào hệ u (t ) đầu h(t ) Các thông số: A 200cm ; a 1cm ; k 300cm3 / s; CD 0.6; hmax 50cm; g 9.81m / s DKTM 2.2 Mơ hình bồn nước Simulink Hình Mơ hình simulink hệ bồn nước Chương trình khối matlab function: function h_dot = fcn(u,h) %thong so bon nuoc A_max=200; A_min=100; h_max=50; a=1; k=300; Cd=0.6; g=981; h_dot=(k*u-a*Cd*sqrt(abs(2*g*h)))/(((A_max-A_min)*h/h_max)+A_min); Khối điều khiển: Hình Mơ hình khối điều khiển Simulink 2.3 Chương trình tìm thơng số điều khiển sử dụng giải thuật di truyền: clc; clear all rand('state',sum(100*clock)); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% max_generation=200; %% chay 200 the he roi dung max_stall_generation=50; %% neu có 50 the he liên tiep có sai số epsilon nhỏ 0.0001 dừng epsilon=0.0001; %% J chuan ( neu the he có J if abs(bestfit(generation)- bestfit(generation-1)) < epsilon stall_generation=stall_generation+1; if stall_generation == max_stall_generation, Terminal = 1;end %con qtr chay ma xuat hien ca the toi uu thi dung else stall_generation=0; end end end %While plot(1./bestfit) Kp0 Ki0 Kd0 J0 Kp=par(bestchrom,1) %hien thi Ki=par(bestchrom,2) %cac nst Kd=par(bestchrom,3)%kp1,ki1,kd1,kp2,ki2,kd2 J=1/bestfit(end) %ham tieu chuan tuong ung ca the tot nhat sim('GA.slx');%tien hanh mo phong lai de kiem tra ca the tot nhat cho dap ung he thong nhu the nao Sau chạy 51 hệ chương trình cho giá trị K p , Ki , K d , J tối ưu: Hình Các thơng số điều khiển tìm sau hệ DKTM Ta có đồ thị hàm thích nghi: 10 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 10 20 30 40 50 60 Hình Đồ thị hàm thích nghi Nhận xét: Ta thấy từ khoảng hệ thứ 12 tới hệ thứ 51 hàm thích nghi có xu hướng hội tụ chương trình dừng với điều kiện thứ có 50 cá thể mà sai số epsilon nhỏ 0.0001 2.4 Đáp ứng ngõ ra: Đồ thị đáp ứng ngõ hệ thống: Hình Đáp ứng ngõ Nhận xét: Hệ thống đáp ứng nhanh với độ vọt lố sai số xác lập nhò POT = 6.03%, e =0.0001, Tr =0.02; Txl =0.3 xl DKTM Tín hiệu điều khiển: Hình Tín hiệu điều khiển Sai số ngõ ra: Hình Sai số 2.5 Tổng kết: Ta tìm thơng số tối ưu cho điều khiển với độ xác cao giải thuật di truyền DKTM 10 DKTM 11