BÀI báo cáo số 5 mô phỏng bộ điều khiển mờ

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 -⸙∆⸙ - BÀI BÁO CÁO SỐ Mô điều khiển mờ GVHD: NGUYỄN PHONG LƯU SVTH: NGUYỄN TẤN TÀI MSSV: 19151282 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Mục đích thí nghiệm - Dùng simulink để mô điều khiển mờ điều khiển nhiệt độ phòng cách thay đổi vận tốc quạt Bài tập 2.1 Điều khiển nhiệt độ - Để điều khiển tự động máy điều hòa nhiệt độ kỹ thuật logic mờ, người ta dùng hai cảm biến: Trong phòng cảm biến nhiệt Ti, bên ngồi cảm biến nhiệt T0 Việc điều hịa nhiệt độ thông qua điều khiển tốc độ quạt làm lạnh máy điều hòa Biết rằng: - Tầm nhiệt độ quan tâm [00C – 500C]; - Tốc độ quạt v  [0 – 600 vòng/phút] - Ti,To: {Lạnh, Vừa, Nóng) tương ứng với {20, 25, 300C) 600 - V: {Zero, Chậm, Trung bình, Nhanh, Max) tương ứng với {0, 150, 300, 450, vịng/phút} - Chọn biến ngơn ngữ: Ti, To: {Rất lạnh, Lạnh, Vừa, Nóng, Rất nóng} tương ứng với nhiệt độ{15,20,25,30,35} - Tốc độ quạt là: {Zero, Chậm, Trung bình, Nhanh, Max} To Ti Rất lạnh Lạnh Vừa Nóng Rất nóng Rất lạnh Lạnh Vừa Nóng Rất nóng Zero Zero Zero Chậm TB Zero Chậm Chậm TB Nhanh Zero Chậm TB Nhanh Max Chậm TB Nhanh Nhanh Max TB Nhanh Max Max Max - Hãy tính tốc độ quạt trường hợp sau: Ti = 27oC; To = 32oC 2.2 Điều khiển vị trí động - Hàm truyền DC motor với ngõ vào điện áp ngõ vị trí khơng có tải: BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Khi sử dụng động 3.7kW, 240V, 1750 rpm, thông số động sau: and - Hình Sơ đồ mô động chiều với điều khiển mờ Hàm mờ ngõ vào chuẩn hóa từ -1 tới Hình Các tập mờ ngõ vào sai số Hình Các tập mờ ngõ vào tốc độ thay đổi sai số BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo Hình 4.Các tập mờ ngõ điều khiển mờ Phương pháp mờ hóa suy diễn mờ Max-min Phương pháp giải mờ là: phương pháp tính tốn trọng tâm Các luật mờ tóm tắt sau: DE(t) NB NB NB NS NS Z U(t) E(t) NB NS Z PS PB NS NB NS NS Z PS Z NS NS Z PS PS PS NS Z PS PS PB PB Z PS PS PB PB Yêu cầu: Trình bày bước xây dựng điều khiển mờ Chọn K3=240, K2=0 Thay đổi thông số K1 khảo sát độ vọt lố, sai số xác lập, thời gian lên, thời gian xác lập Lưu ý: Sinh viên ghép đáp ứng ngõ đồ thị K1 POT ess Tr Tss 1/500 1/300 1/200 BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo 1/100 BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo Chọn K3=240, K1=1/100 Thay đổi thông số K1 khảo sát độ vọt lố, sai số xác lập, thời gian lên, thời gian xác lập Lưu ý: Sinh viên ghép đáp ứng ngõ đồ thị K2 POT ess Tr Tss 1/300 1/200 1/100 1/50 Nhận xét tác dụng thông số K1 K2 2.3 Bài tập mở rộng Sinh viên thiết kế điều khiển mờ cho đối tượng lị nghiệt có hàm truyền tính từ phần 4.3.1 số Bài làm: 2.1 Điều khiển nhiệt độ: - Khai báo hệ qui tắc mờ quy luật cho phép giao, phép hội: BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập ngõ vào Ti : - Thiết lập ngõ vào To : BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập ngõ V : - Thiết lập mệnh đề cho hệ mờ: BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Kết giải mờ với ngõ vào Ti = 27, To = 32: 2.2 Điều khiển vị trí động 2.2.1 Các bước xây dựng điều khiển mờ Ra=11.4; La=0.1214; Jm=0.02215; Bm=0.002953; Kt=1.28; Kb=0.0045; G=tf(Kt,[La*Jm (Ra*Jm+La*Bm) (Ra*Bm+Kb*Kt) 0]); G BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Kết tính tồn hàm truyền Matlab - Khai báo hệ qui tắc mờ quy luật cho phép giao, phép hội BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập ngõ vào E - Thiết lập ngõ vào DE BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập ngõ U - Thiết lập mệnh đề cho hệ mờ BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Xây dựng sơ đồ mô động chiều với điều khiển mờ 2.2.2 Với K3=240, K2= Tìm thông số POT, ess, Tr , Tss - Kết mô Simulink K1 POT ess Tr Tss 1/500 87.5% 0.7s >10s 1/300 91.9% 0.516s >10s BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo 1/200 94.4% 0.413s >10s 1/100 94.8% 0.374s >10s BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo 2.2.2 Với K3=240, K2= 1/100 Tìm thơng số POT, ess, Tr , Tss - Kết mô Simulink K2 POT ess Tr Tss 1/300 11.4% 0.547s 1.82s 1/200 0.5% 0.804s 1.293s 2.3 Thiết kế điều khiển mờ cho hệ lò nhiệt - Sơ đồ thiết kế mơ hình điều khiển nhiệt độ hệ lò nhiệt - Đối tượng điều khiển ( Lò nhiệt) - Khối điều khiển mờ BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo 1/100 0 2.065s 2.82s 1/50 0 4.347s 7.85s BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết kế điều khiển mờ với hệ quy tắc Sugeno - Thiết lập ngõ vào E BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập ngõ vào DE - Thiết lập ngõ U BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo - Thiết lập mệnh đề - Đáp ứng ngõ BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo BAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.moBAI.bao.cao.so.5.mo.phong.bo.dieu.khien.mo