Báo cáo bài thí nghiệm số 5 thực hiện mô phỏng bộ Điều khiển mờ

Lưu ý: Sinh viên ghép các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị .... Lưu ý: Sinh viên ghép các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị ..... Trình bày các bước xây dựng bộ điều khiển mờ 2.2..

B GIÁO DỘ ỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠ M KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN T Ự ĐỘNG ĐIỀU KHI N Ể

-⸙∆⸙

-MÔN: TH C T P HỰ Ậ Ệ THỐNG ĐIỀ KHIỂU N TỰ ĐỘNG

GVHD: Nguyễn Văn Đông Hải SVTH: Phạm Thị Kim Thư

MSSV: 20151576

TP HÔ CHI MINH-4-2023

Mục Lục

I Yêu c u: â 2

1 Để điều khi n tể ự động máy điều hòa nhiệt độ ằ b ng kỹ thuật logic mờ 2

2 Điêu khiên vi  tri đông cơ 2

2.1 Trình bày các bước xây d ng bự ộ điều khi n m ể ờ 2

2.2 Chọn K3=240, K2=0 Thay đổi thông s K1 khố ảo sát độ ọ ố v t l , sai s xác ố l p, th i gian lên, th i gian xác lậ ờ ờ ập Lưu ý: Sinh viên ghép các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị 2

2.3 Chọn K3=240, K1=1/100 Thay đổi thông s K1 khố ảo sát độ ọ ố v t l , sai s ố xác l p, th i gian lên, th i gian xác lậ ờ ờ ập Lưu ý: Sinh viên ghép các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị 2

2.4 Nhận xét tác d ng c a các thông s K1 và K2 ụ ủ ố 3

3 Sinh viên hãy thi t k bế ế ộ điều khi n mể ờ cho đối tượng lò nhi t có hàm truy n ệ ề được tính t phần 4.3.1 trong bài s 4 3 ừ ố II Bài làm 4

1 Điều khi n nhiể ệt độ 4

2 Điều khi n vể ị trí động cơ 8

2.1 Các bước xây d ng bự ộ điều khi n m ể ờ 8

2.2 Khảo sát K =240, K3 2=0 12

2.3 Khảo sát: K =240, K =0.01 3 1 13

2.4 Nhận xét: 13

3 Thiêt k bê ô  điêu khiên mơ cho hê  lo nhiê t 14

3.1 Các bước xây d ng bự ộ điều khi n m ể ờ 14

3.2 Nhân xet: 18

Danh sách hình nh ả

Hình 1 Mô hình động cơ một chiều 2

Hình 2 Khai báo input và output 4

Hình 3 M hóa dờ ữ liệu Ti 4

Hình 4 M hóa dờ ữ liệu To 5

Hình 5 M hóa dờ ữ liệu ngõ ra 5

Hình 6 Khai báo lu t hậ ợp thành 7

Hình 7 Ngõ ra v n t c ậ ố 7

Hình 8 Mô ph ng b ng Simulink ỏ ằ 8

Hình 9 Ngõ vào sai số “E’’ 8

Hình 10 Ngõ vào v n tậ ốc “DE” 9

Hình 11 Các t p m ngõ ra c a bậ ờ ủ ộ điều khi n ể 10

Hình 12 Khai báo các lu t m ậ ờ 11

Hình 13 Mô hình điều khi n v tria cể ị ủa đông cơ DC sử ụng phương pháp mờ d 11

Hình 14 Đáp ứng ngõ ra 12

Hình 15 Đáp ứng ngõ ra khi thay đổi K2 13

Hình 16 Bộ điều khi n mể ờ cho hệ lò nhi t 14ệ Hình 17 Bộ điều khi n Fuzzy cho h lò nhi t ể ệ ệ 14

Hình 18 M hóa ngõ vào E ờ 15

Hình 19 M hóa ngõ vào CE ờ 15

Hình 20 M hóa ngõ ra U ờ 16

Hình 21 Các lu t mậ ờ được khai báo 16

Hình 22 Đáp ứng ngõ ra và sai số của hệ lò nhiệt dùng Fuzzy 17

I Yêu câu:

Dùng Simulink v i kh i fuzzy th c hi n bài t p sau: ớ ố ự ệ ậ

1 Để điều khiển tự động máy điều hòa nhiệt độ bằng kỹ thuật logic mờ

Để điều khiển t động máy điềự u hòa nhiệt độ bằng kỹ thuật logic mờ ngươ i ta dung hai cam bi n: Trong phê ong la cam bi n nhiê t ê T , bên ngoai la cam bi n nhii ê t ê T Viê c điêu ohoa nhiê t đô  thông qua điêu khiên tôc đô  qua t lam may la nh điêu hoa Bi t r ng: ê ă– Tâm nhiê t đô  quan tâm la 0 C 500 C0  0 

– Tôc đô  qua t la v [0 600  vong/phut

– T , T la nh, vưa, nong tương ưng vơi i 0 20, 25,3000

– V: Zero, Châ m, Trung binh, Nhanh, max tương ưng vơi0,150,300,450,600

vong/phut

– Cho n cac bi n ngôn ngê ư:T ,T : R t li o â a nh, la nh, vưa, Nong, R t nâ ong tương ưng vơi cac nhiê t đô  15, 20, 25,30,35 

– Tôc đô  qua t v n lâ a: Zero, châ m, trung b nh, nhanh, Maxi

R t lâ a nh Lanh Vưa Nong R t nâ ong

Tinh tôc đô  qua t trong trương hơp: 0

i

o

T 32 C

2 Điêu khiên vi  tri đô ng cơ

Hàm truy n c a DC motor về ủ ới ngõ vào là điện áp và ngõ ra là v trí khi không có t i: ị ả

2.1 Trình bày các bước xây dựng bộ điều khiển mờ

2.2 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 các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị

2.3 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 các đáp ứng ngõ ra trên cùng một đồ thị

3

2.4 Nhận xét tác dụng của các thông số K1 và K2

3 Sinh viên hãy thi t k bế ế ộ điều khi n mể ờ cho đối tượng lò nhiệt có hàm truyền được tính từ phần 4.3.1 trong bài s 4 ố

4

II Bài làm

1 Điều khiển nhiệt độ

Ta khai bao cac ngo a v o T vai T va ngo ra vận tốc va luâ 0 t mơ Mamdani

Hình 2 Khai báo input và output

Hình 3 M hóa dờ ữ liệu Ti

5

Hình 4 M hóa dờ ữ liệu To

Hình 5 M hóa dờ ữ liệu ngõ ra

- Khai báo các quy tắc mờ:

1 If (Ti is RatLanh) and (To is RatLanh) then (vantoc is zero)

2 If (Ti is RatLanh) and (To is Lanh) then (vantoc is zero)

6

3 If (Ti is RatLanh) and (To is Vua) then (vantoc is zero)

4 If (Ti is RatLanh) and (To is Nong) then (vantoc is chậm)

5 If (Ti is RatLanh) and (To is RatNong) then (vantoc is trung bình) 6 If (Ti is Lanh) and (To is RatLanh) then (vantoc is zero)

7 If (Ti is Lanh) and (To is Lanh) then (vantoc is chậm)

8 If (Ti is Lanh) and (To is Vua) then (vantoc is chậm)

9 If (Ti is Lanh) and (To is Nong) then (vantoc is trung bình)

10 If (Ti is Lanh) and (To is RatNong) then (vantoc is nhanh)

11 If (Ti is Vua) and (To is RatLanh) then (vantoc is zero)

12 If (Ti is Vua) and (To is Lanh) then (vantoc is chậm)

13 If (Ti is Vua) and (To is Vua) then (vantoc is trung bình)

14 If (Ti is Vua) and (To is Nong) then (vantoc is nhanh)

15 If (Ti is Vua) and (To is RatNong) then (vantoc is max)

16 If (Ti is Nong) and (To is RatLanh) then (vantoc is chậm)

17 If (Ti is Nong) and (To is Lanh) then (vantoc is trung bình)

18 If (Ti is Nong) and (To is Vua) then (vantoc is nhanh)

19 If (Ti is Nong) and (To is Nong) then (vantoc is nhanh)

20 If (Ti is Nong) and (To is RatNong) then (vantoc is max)

21 If (Ti is RatNong) and (To is rất_Lanh) then (vantoc is trung bình) 22 If (Ti is RatNong) and (To is Lanh then (vantoc is nhanh) ) 23 If (Ti is RatNong) and (To is Vua) then (vantoc is max)

24 If (Ti is RatNong) and (To is Nong) then (vantoc is max)

25 If (Ti is RatNong) and (To is RatNong) then (vantoc is max)

7 Hình 6 Khai báo lu t h p thành ậ ợ

Hình 7 Ngõ ra v n t c ậ ố

2. Điều khiển vị trí động cơ

2.1 Các bước xây dựng bộ điều khiển mờ

9 Hình 10 Ngõ vào v n tậ ốc “DE”

10

Hình 11 Các t p mậ ờ ngõ ra của bộ điều khiển Phương pháp mờ hóa và suy diễn mờ là Max-min

Phương pháp giải mờ là: phương pháp tính toán trọng tâm

Các lu t mậ ờ được tóm tắt như sau:

11 Hình 12 Khai báo các lu t mậ ờ

Hình 13 Mô hình điều khiển vị tria của đông cơ DC sử ụng phương pháp mờ d

V(Với V là giá tr ngõ vào c a hị ủ ệ thống) thì độ ọt v

lố tăng, thời gian lên giảm nhưng,thời gian xác lập lại tăng,sai sô xac lâ p tăng Khi K1

nhỏ hơn giá trị1

V thì hệ thống s mẽ ất ổn định

Với thì ta chọn K 3 240, Do POT=0 và e ss 0va thơi gian lên cung nhanh, thơ i gian xac

lâp cung ơ mưc trung binh nên ta cho 1

1100

100

K 

14

3 Thiêt kê bô  điêu khiên mơ cho hê  lo nhiê t

3.1 Các bước xây dựng bộ điều khiển mờ

Hình 16 Bộ điều khiển mờ cho h lò nhi t ệ ệ

Ở đây sử ụng phương pháp mandani để d thiết kế

Hình 17 Bộ điều khiển Fuzzy cho h lò nhiệ ệt

15

Mơ hoa ngo vao E la sai sô giưa t n hii u đă t va t n hiê  i ê u h i ti p (cô ê u  thể la nhiê t đô)

16

Hình 21 Các lu t mậ ờ được khai báo

17

Luât mơ đươc phat biêu: Co 9 luâ t mơ

Nêu sai sô nhiêt đô  nho va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  nho thi  tin hiê u U la b ng 0 ăNêu sai sô nhiêt đô  nho va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  b ng 0 th t n hiă i i u U la b ng 0 ê  ăNêu sai sô nhiêt đô  nho va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  lơn thi i t n hiê u U la b ng v a ă ừNêu sai sô nhiêt đô  b ng 0 v ă a đô thay đôi sai sô nhiê t đô  nho thi  tin hiêu U la b ng 0 ăNêu sai sô nhiêt đô  b ng 0 v ă a đô thay đôi sai sô nhiê t đô  b ng 0 t n hiă thi i ê u U la b ng 0 ăNêu sai sô nhiêt đô  b ng 0 v ă a đô thay đôi sai sô nhiê t đô  lơn thi  tin hiê u U la b ng nh ă ỏNêu sai sô nhiêt đô  lơ n va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  nho thi  tin hiê u U la b ng vă ưa Nêu sai sô nhiêt đô  lơ n va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  b ng 0 th t n hiă i i ê u U la b ng vă ưa Nêu sai sô nhiêt đô  lơ n va đô thay đôi sai sô nhiê  t đô  lơn thi i t n hiê u U la b ng cao ă

 Tiến hành mô phỏng ta thu được kết quả

Hình 22 Đáp ứng ngõ ra và sai s c a h lò nhi t dùng Fuzzy ố ủ ệ ệ

18

3.2 Nhâ n xet:

Bô điêu khiên mơ đap ưng đươc nhưng yêu câu cơ ban như la đô vot l POT là 0% vô a thơi gian xac lâ p cung kha nhanh khoang 86s đôi vi hê  lo nhiê t, thơi gian lên cung nhanh ơvao khoang 11s, bên ca nh đo bô  điêu khiên vân chưa đap ưng đươc triê t tiêu sai s xô ac lâ p khi ma sai s xô ac lâ p vao khoang 6

Như vâ y bô  điêu khiên mơ chi đap ưng đươc 1 sô tương đôi cac tiêu chi chât lương chư chưa đap ưng hoan toan