Đang tải... (xem toàn văn)
Xây dựng mô hình hàm truyền của hệ thống2.. Thiết lập bộ PID rời rạc điều khiển cho hệ thống- Sau khi đã hoàn thành các bước mờ hóa và xây dựng bộ điều khiển Fuzzy xong,chúng ta tiến hàn
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -⸙∆⸙ - BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH GVHD: THS Nguyễn Trần Minh Nguyệt SVTH: Trần Việt Cường – 21151081 Lương Nguyễn Phát - 21151146 TP.HỒ CHÍ MINH, 2023 MỤC LỤC 1 Xây dựng mô hình hàm truyền của hệ thống 3 2 Xây dựng bộ điều khiển fuzzy cho hệ bồn nước đơn 3 3 Thiết lập bộ PID rời rạc điều khiển cho hệ thống 5 4 Mô phỏng hệ thống bằng Matlab 6 5 Huấn luyện dạy học với neutral 8 Báo cáo Xây dựng hệ thống bồn nước đơn bằng phương pháp Fuzzy-PID kết hợp dạy học bằng Neutral 2 1 Xây dựng mô hình hàm truyền của hệ thống 2 Xây dựng bộ điều khiển fuzzy cho hệ bồn nước đơn Mờ hóa các dữ liệu đầu vào - Có 2 dữ liệu vào được đặt là E và dE 3 - Tiến hành mờ hóa 2 dữ liệu đầu vào với sơ đồ như sau trong khoảng giá trị giới hạn từ [-100 100] - Dữ liệu đầu vào được mờ hóa với từng biến là NL, NS, Z, PS, PL - Sử dụng bộ fuzzy sugeno nên tương ứng với 2 ngõ vào trên ta được hàm f(u) ngõ ra như sau 4 - Hàm f(u) ngõ ra được tuân theo bảng quy luật được lập ra từ 2 ngõ vào như sau 3 Thiết lập bộ PID rời rạc điều khiển cho hệ thống - Sau khi đã hoàn thành các bước mờ hóa và xây dựng bộ điều khiển Fuzzy xong, chúng ta tiến hành xây dựng bộ điều khiển PID để kết hợp 2 bộ điều khiển lại với nhau - Dựa vào tính toán ta có được các thông số Kp, Ki, Kd và tiến hành mô phỏng trên matlab như sau 5 - Với lần lượt Kp=92.2358, Ki=25.0206 được thông qua khâu tích phân để đưa vào ngõ ra và Kd=5.2486 thông qua khâu đạo hàm để đưa vào ngõ ra tương tự 4 Mô phỏng hệ thống bằng Matlab - Sau khi xây dựng hàm truyền, bộ điều khiển fuzzy và pid thì ta tiến hành mô phỏng kết hợp tất cả lại với nhau để tạo nên 1 hệ thống hoàn chỉnh như sau - Chạy mô phỏng trên ta thu được dạng sóng ngõ ra của hệ thống khi đã thông qua fuzzy và pid như sau 6 - Dựa vào biểu đồ đã quan sát ta thấy được khi sử dụng bộ điểu khiển Fuzzy-PID thì tín hiệu ra bám sát với tín hiệu mong muốn - Để kiểm tra tính chính xác của bộ điều khiển trên thì ta sẽ kết hợp thực hiện song song với bộ điều khiển PID rời rạc 7 - Mô phỏng với tín hiệu đầu vào là sóng vuông 8 Nhận xét: Sau khi tiến hành chạy mô phỏng ta nhận thấy đối với 2 trường hợp thì ngõ ra của hệ thống đều bám sát với tín hiệu mong muốn 5 Huấn luyện dạy học với neutral - Để huấn luyện đầu tiên ta khai báo các dữ liệu vào của hệ thống bồn nước như sau và xây dựng hệ thống rời rạc - Kết hợp bộ điều khiển fuzzy ta được như sau 9 - Sau đó tiến hành viết code trên ứng dụng matlab để huấn luyện hệ thống như sau - Tiến hành thu thập dữ liệu bằng cách đưa tín hiệu nhiễu vào hệ thống thông qua bộ điều khiển fuzzy để thu thập các dữ liệu đầu vào và ra của bộ điều khiển 10 - Khi đã thu thập được dữ liệu ngõ vào và ra của bộ điều khiển ta tiến hành training hệ thống bằng cách chạy đoạn code ở trên với maxepoch=200.000, Emax=0.0001, hệ số học eta=0.000001 - Sau khi cho hệ thống học tới khoảng chu kì 70.000 thì dừng lại ta được sơ đồ mô hình khối neutral như sau 11 - Sau đó cho khối Neutral network vào hệ thống và chạy song song với bộ điều khiển fuzzy để kiểm tra xem quá trình huấn luyện hệ thống đã thành công chưa Nhận xét: Kết quả huấn luyện tương đối thành công vì gần như bám sát với bộ điều khiển Fuzzy - Sau khi đã kiểm tra được huấn luyện thành công, ta tiến hành mô phỏng hệ một cách hoàn chỉnh 12 - Thử lại với mực nước ban đầu h_init=45cm ta thu được kết quả là hệ ổn định với mức nước setpoint là 30cm 13 - Nhận xét: Từ mô phỏng trên ta nhận thấy được là quá trình huấn luyện neutral hoàn toàn thành công khi ngõ ra gần như bám sát với bộ điều khiển fuzzy và đáp ứng được yêu cầu mong muốn thực hiện 14