Sử dụng hệ Nơron mờ điều khiển nhiệt độ lò nung Tuynel

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG VŨ ĐỨC THĂNG SỬ DỤNG HỆ NƠ RON MỜ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG TUYNEL Chuyên ngành: Tự ñộng hóa Mã số: 60.52.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN VĂN HIỀN Phản biện 1: TS LÊ TẤN DUY Phản biện 2: PTS.TS LÊ HỒNG ANH Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày tháng năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài Khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển theo thời gian Nước ta ñang thời kỳ công nghiệp hóa-hiện ñại hóa, mục tiêu ñó mà việc ứng dụng phương pháp ñiều khiển mới, linh hoạt vào trình ñiều khiển tự ñộng cần thiết Những phương pháp ñiều khiển cổ ñiển dựa toán học xác Tuy nhiên ñã có kỹ thuật ñiều khiển mờ mà bắt nguồn từ sách lược kinh nghiệm chuyên gia ñã thoát ñược ràng buộc từ phương pháp toán học xác Cũng mà ñiều khiển mờ ñược ứng dụng rộng rãi ñiều khiển trình công nghiệp Bên cạnh ñiều khiển mờ ta có phương pháp ñiều khiển sử dụng mạng nơron tái tạo lại chức giống người ñã mở hướng việc giải toán kỹ thuật kinh tế Điều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel thường phức tạp Ngày với ñời nhiều phương pháp ñiều khiển khác nhau, phương pháp ñều có ñiểm mạnh riêng Nếu kết hợp tốt phương pháp với mang ñến hiệu cao ñiều khiển Cũng yếu tố mà việc kết hợp hệ mờ nơron ñược sử dụng nghiên cứu ñể ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel mục ñích ñề tài Mục ñích nghiên cứu Xây dựng lý thuyết sử dụng hệ nơron mờ ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Cơ sở cho nghiên cứu sâu lò nung Tuynel tảng ñể Footer Page of 126 Header Page of 126 chế tạo mô hình ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Quá trình thay ñổi nhiệt ñộ lò nung Tuynel - Lý thuyết ñiều khiển mờ, nơron - Phần mềm Matlab & Simulink mô trình ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Phạm vi nghiên cứu: - Điều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel sử dụng hệ nơron mờ - Mô trình ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Phương pháp nghiên cứu -Nghiên cứu lý thuyết ñiều khiển PID, ñiều khiển Mờ mạng Nơron -Đề tài thực phạm vi mô mô hình công cụ Matlab – Simulink, sở ñể tiếp tục nghiên cứu thực tế Ý nghĩa ñề tài Ý nghĩa khoa học Đề tài mang lại hướng ñi việc thiết kế ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel, việc dùng ñiều khiển PID ñiều khiển mờ Bộ ñiều khiển nơron mờ cho khả ñiều khiển tốt ñối với ñối tượng ñiều khiển nhiệt ñộ Ý nghĩa thực tiễn Đề tài thực làm sở ñể thực ñiều khiển sử dụng hệ nơron mờ với chất lượng ñạt yêu cầu Footer Page of 126 Header Page of 126 Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ NUNG TUYNEL Nội dung chương thứ nêu tổng quan lò nung Tuynel CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN PID, MỜ VÀ MẠNG NƠRON Nội dung chương ba tổng hợp tham số ñiều khiển PID, tổng quan ñiều khiển mờ, tìm hiểu mạng nơron thuật toán lan truyền ngược, kết hợp ñiều khiển mờ mạng nơron CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG TUYNEL Nội dung chương ba thiết kế ba ñiều khiển PID, mờ nơron mờ ñể ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel, tiến hành mô lấy kết matlab – simulink Sau tổng hợp kết ba ñiều khiển ñể so sánh kết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ NUNG TUYNEL 1.1 Cấu tạo lò nung Tuynel Lò nung Tuynel "con tim" nhà máy phận nung chính, nơi hoàn thành cho sản phẩm sứ vệ sinh Đây khâu quan trọng việc ñịnh chất lượng sản phẩm trước ñem tiêu thụ thị trường Đây lò nung liên tục, sử dụng nhiên liệu ñốt khí gas Tại phận mộc (tên gọi chuyên môn sản phẩm sứ trước nung) ñược chất lên xe phà ñưa qua hầm sấy, sau ñó ñưa vào lò sau khoảng thời gian ñịnh (theo yêu cầu công nghệ) ñược sản phẩm cuối sứ vệ sinh Tại phận xe goòng chứa khoảng 20 sản phẩm tùy theo nhu cầu thị trường mà ta xếp sản phẩm sứ khác Footer Page of 126 Header Page of 126 Hình 1.2: Mô hình ñồ họa lò nung Tuynel 1.2 Sơ ñồ nguyên tắc lò nung Tuynel 1.3 Vòng an toàn lò nung yêu cầu công nghệ Lò nung Tuynel phải hoạt ñộng cho ñường nhiệt ñộ lò bám theo ñường cong công nghệ ñã cho Nhiệt ñộ, áp suất lò phải ñược ñiều khiển ổn ñịnh theo giá trị ñặt thông qua việc ñiều chỉnh lượng gas, lượng không khí cung cấp lượng khí thải cách hợp lý Có vậy, sản phẩm sứ vệ sinh ñạt ñược ñộ bóng, ñộ bền men, không bị nứt lạnh, sần men, sứt men Bên cạnh ñó lò phải xử lý ñược trường hợp nguy hiểm phát sinh trình hoạt ñộng ñể bảo vệ lò, thiết bị sản phẩm như: nhiệt ñộ, áp suất… 1.4 Đối tượng ñiều khiển lò nung Tuynel Nhiệt ñộ lò ñược ñiều khiển phụ thuộc vào yêu cầu phối liệu xương men Với phối liệu ñó, sản phẩm sứ lò Footer Page of 126 Header Page of 126 lại ñòi hỏi ñường cong nhiệt ñộ ñịnh lò Tùy theo yêu cầu mà nhiệt ñộ vùng ñược ñiều chỉnh cho hợp lý Sự ñiều chỉnh ñược thực thông qua việc ñặt thông số nhiệt ñộ yêu cầu, ñộ mở van ñiều khiển khí gas ñồng hồ ñiều khiển phòng ñiều khiển Các thông số ñược giữ không ñổi suốt trình hoạt ñộng lò Đồng thời nhiệt ñộ thực tế ñược theo dõi thường xuyên 02 tiếng 01 lần, liên tục ñể có ñiều chỉnh kịp thời Vùng nung thu thập nhiệt ñộ thực tế lò ñể ñưa ñiều khiển khí gas tới ñồng hồ hiển thị phòng ñiều khiển ñể theo dõi Các ñiều khiển khí gas so sánh nhiệt ñộ thực với nhiệt ñộ ñặt Nếu nhiệt ñộ thực nhỏ nhiệt ñộ ñặt ñiều khiển khí gas tự ñộng ñưa tín hiệu ñiều khiển ñể mở van khí cho khí ñến van giảm áp lắp ñường ống dẫn gas ñóng bớt lại làm cho lượng gas cung cấp cho lò tăng lên, làm cho nhiệt ñộ thực tế tăng dần ñến nhiệt ñộ ñặt Khi nhiệt ñộ tăng nhiệt ñộ ñặt ñiều khiển khí gas chế ñộ chờ Nếu nhiệt ñộ thực cao nhiệt ñộ ñặt trình lại diễn ngược lại Cảm biến nhiệt thuộc vùng làm nguội nhanh ño nhiệt ñộ thực ñưa ñến ñiều khiển nhiệt ñộ cho riêng vùng Nó so sánh với nhiệt ñộ ñặt Nếu nhiệt ñộ thực nhỏ nhiệt ñộ ñặt ñiều khiển ñiều khiển van khí quạt cung cấp gió làm mát cho 18 họng gió (mỗi bên 09 họng) ñóng bớt lại Nếu nhiệt ñộ thực lớn nhiệt ñộ ñặt trình lại diễn ngược lại 1.5 Hệ thống ñiều khiển nhà máy sứ Thanh Trì 1.6 Phương pháp ñiều chỉnh tốc ñộ ñộng không ñồng Footer Page of 126 Header Page of 126 1.7 Bộ ñiều áp xoay chiều ba pha Mạch ñiều khiển ñiện áp ba pha tải nối Y dây trung tính coi mạch ñiều khiển chỉnh lưu cầu ba pha ñiều khiển ñối xứng Mạch ñiều khiển ñiều áp ba pha giống mạch ñiều khiển ñiều áp pha tải ñấu có trung tính Vì lúc ñó dòng ñiện tải ñược chạy pha với trung tính Giả sử có van hay pha dòng ñiện không làm ảnh hưởng tới hoạt ñộng van bán dẫn lại Ở mạch ba pha không trung tính dòng ñiện chạy qua tải dòng ñiện chạy pha với Tại thời ñiểm phải có hai pha ba pha có van bán dẫn, không pha có van bán dẫn dẫn CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN PID, MỜ VÀ MẠNG NƠRON 2.1 Tổng hợp tham số ñiều khiển PID 2.2 Điều khiển mờ 2.3 Mạng nơron 2.4 Kết hợp ñiều khiển mờ mạng nơron Lý thuyết mờ mạng nơron ñã tạo nhiều phương pháp ñiều khiển với ñặc tính linh hoạt thông minh Công nghệ mờ công nghệ mạng nơron hai trụ cột ñể tạo nên công nghệ tích hợp mới, công nghệ tính toán mềm Khi khảo sát mạng nơron lôgic mờ, ta thấy loại ñều có ñiểm mạnh, ñiểm yếu riêng Đối với logic mờ, ta dễ dàng thiết kế hệ thống mong muốn luật Nếu - (If-Then) gần với việc xử lý người Với ña số ứng dụng ñiều cho phép tạo lời giải ñơn giản hơn, khoảng thời gian ngắn Thêm nữa, ta dễ dàng sử dụng hiểu Footer Page of 126 Header Page of 126 biết ñối tượng ñể tối ưu hệ thống cách trực tiếp Tuy nhiên, ñi ñôi với ưu ñiểm hệ ñiều khiển mờ tồn số khuyết việc thiết kế tối ưu hóa hệ logic mờ ñòi hỏi phải có số kinh nghiệm ñiều khiển ñối tượng, ñối với người thiết kế lần ñầu ñiều ñó hoàn toàn không ñơn giản Đối với mạng nơron, chúng có số ưu ñiểm xử lý song song nên tốc ñộ xử lý nhanh Mạng nơron có khả học hỏi, ta huấn luyện mạng ñể xấp xỉ hàm phi tuyến bất kỳ, ñặc biệt ñã biết tập liệu vào/ra Song nhược ñiểm mạng nơron khó giải thích rõ ràng hoạt ñộng mạng Do việc chỉnh sửa mạng nơron khó khăn Bảng 2.7 Những ưu nhược ñiểm mạng nơron ñiều khiển mờ Tính chất Thể tri thức Nguồn tri thức Mạng nơron Thông qua trọng số ñược thể ẩn mạng Từ mẫu học Bộ ñiều khiển mờ Được thể luật hợp thành Từ kinh nghiệm chuyên gia Định lượng ñịnh tính Trong luật hợp thành hàm thuộc Xử lý thông tin không Định lượng chắn Lưu giữ tri thức Trong nơron trọng số ñường ghép nối nơron Khả cập nhật Thông qua trình Không có nâng cao kiến thức học Tính nhạy cảm với Thấp Cao thay ñổi mô hình Từ ñó người ta ñã ñi ñến việc kết hợp mạng nơron ñiều khiển mờ ñể hình thành ñiều khiển nơron mờ có ưu ñiểm vượt trội Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 10 Bảng 2.8 Hai tiêu chí thiết kế logic mờ mạng nơron Tiêu chí Mạng nơron Thể tri thức Không tường minh, khó giải thích khó sửa ñổi Khả học Có khả học thông qua liệu Logic mờ Tường minh, dễ kiểm chứng hoạt ñộng dễ sửa ñổi Không có khả học: bạn phải tự kiểm tra tất Từ phân tích trên, ta thấy kết hợp logic mờ mạng nơron, ta có hệ lai với ưu ñiểm hai: logic mờ cho phép thiết kế hệ dễ dàng, tường minh mạng nơron cho phép học mà ta yêu cầu ñiều khiển Nó sửa ñổi hàm phụ thuộc hình dạng, vị trí kết hợp, hoàn toàn tự ñộng Điều làm giảm bớt thời gian giảm bớt chi phí phát triển hệ Hình 2.14: Mô hình hệ mờ-nơron 2.5 Sử dụng công cụ ANFIS matlab ñể thiết kế hệ nơron mờ 2.6 Sử dụng soạn thảo ANFIS GUI Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 12 bo dieu khien PID 1800 PID 1600 1400 N h ie t d o 1200 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 Thoi gian 800 1000 1200 Hình 3.2: Kết mô ñiều khiển PID cho lòTuynel Bảng 3.1: Thông số ñạt ñược ñiều khiển PID Quá trình ñiều khiển Số liệu Tỷ lệ (%) Độ ñiều chỉnh 190(0C) 12,67 Thời gian ñộ (tqñ) Footer Page 12 of 126 410(s) Header Page 13 of 126 13 3.2 Điều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel sử dụng ñiều khiển mờ Hình 3.3: Điều khiển mờ cho lò nung Tuynel Bước 1: Tìm hiểu hệ thống -Việc ñiều khiển nhiệt ñộ lò ñược thực thông qua ñiều khiển ñiện áp thay ñổi tốc ñộ ñộng dẫn tới thay ñổi khí thay ñổi nhiệt ñộ -Khâu so sánh làm nhiệm vụ so sánh ñiện áp ñặt ñiện áp phản hồi lấy từ ñầu cảm biến, ñầu khâu so sánh sai lệch e = U – ucb Lò nung Tuynel nói riêng, ñối tượng nhiệt nói chung thường cho phép có ñộ ñiều chỉnh thấp, ñó e biến thiên khoảng từ 10 ñến Bước 2: Chọn biến ngôn ngữ vào, Giả thiết ta ñiều khiển lò nung Tuynel theo quy luật PI Khi ñó biến ngôn ngữ ñầu vào ñiều khiển mờ sai lệch (ký hiệu E) tích phân sai lệch (ký hiệu TE) Đầu Điều khiển mờ ñiện áp (ký hiệu U) Miền giá trị biến ngôn ngữ ñược chọn sau: E = [0÷10] TE = [0÷1500] U = [0÷20] Hàm liên thuộc biến ngôn ngữ ñược chọn sau: µE = [µE0(x), µEDI(x), µEDV(x), µEDL(x), µEDR(x)] Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 14 µTE = [µTE0(x), µTEDI(x), µTEDV(x), µTEDL(x), µTEDR(x)] µU = [µU0(x), µUDI(x), µUDV(x), µUDL(x), µUDR(x)] Bước 3: Xây dựng luật hợp thành: Với tập mờ ñầu vào, ta xây dựng ñược x = 25 luật ñiều khiển Các luật ñiều khiển ñược xây dựng theo nguyên tắc sau: - Sai lệch lớn tác ñộng ñiều khiển lớn - Tích phân sai lệch lớn tác ñộng ñiều khiển lớn Bảng 3.2: Bảng luật ñiều khiển R1: R2: R3: R4: R5: R6: R7: R8: R9: R10: R11: R12: R13: R14: R15: R16: R17: R18: R19: R20: R21: R22: R23: R24: R25: Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Nếu Footer Page 14 of 126 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = DI DV DL DR DI DV DL DR DI DV DL DR DI DV DL DR DI DV DL DR Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và Và TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 0 0 DI DI DI DI DI DV DV DV DV DV DL DL DL DL DL DR DR DR DR DR Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì Thì U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = DI DV DL DR DI DV DL DR DR DV DL DR DR DR DL DR DR DR DR DR DR DR DR DR Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Hoặc Header Page 15 of 126 15 Bước 4: Chọn luật hợp thành Max-Min, giải mờ phương pháp trọng tâm, ta quan sát ñược tác ñộng luật quan hệ vào - ñiều khiển Bước 5: Mô hệ thống: Sơ ñồ mô hệ thống ñược hình 3.11 Kết mô ñược hình 3.12 Tại cửa sổ lệnh Matlab ta nhập lệnh fuzzy, xuất cửa sổ FIS EDITOR Ta tiến hành chon số ñầu vào cho ñiều khiển, chọn phương pháp ñiều khiển, xây dựng luật hợp thành, thiết lập hàm liên thuộc hình sau: Hình 3.4: Giao diện FIS EDITOR Chọn vùng giá trị sai lệch E ñoạn từ ñến 10 hình bên dưới, sau ñó ta tiến hành thay ñổi hàm liên thuộc ñến giá trị thích hợp Ở ñây ta sử dụng hàm hình tam giác cho biến ngôn ngữ 0, DI, DV, DL hàm hình thang cho biến ngôn ngữ DR Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 Hình 3.5: Mờ hóa sai lệch Tiếp theo ta kích vào TE, chọn vùng giá trị tích phân sai lệch TE ñoạn từ ñến 1500 hình 3.6, sau ñó ta tiến hành thay ñổi hàm liên thuộc ñến giá trị thích hợp Ở ñây ta sử dụng hàm hình tam giác cho tất biến ngôn ngữ Hình 3.6: Mờ hóa tích phân sai lệch Đầu U ñiều khiển ta chọn vùng giá trị sai lệch E ñoạn từ ñến 20 hình 3.7, sau ñó ta tiến hành thay ñổi hàm liên thuộc ñến giá trị thích hợp Ở ñây ta sử dụng hàm hình tam giác cho biến ngôn ngữ 0, DI, DV, DL hàm hình thang cho biến ngôn ngữ DR Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 17 Hình 3.7: Mờ hóa ñiện áp ñiều khiển Sau thực xong khâu mờ hóa biến ngôn ngữ, ta xây dựng luật hợp thành hình 3.8: Hình 3.8: Xây dựng luật hợp thành Trên cửa sổ FIS EDITOR, ta chọn view ñể xem quan hệ vào ñiều khiển quan sát ñược hoạt ñộng luật hình 3.9 hình 3.10 Hình 3.9: Quan hệ vào ñiều khiển Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 18 Hình 3.10: Quan sát hoạt ñộng luật Thực việc mô Matlab – Simulink hình 3.11 Hình 3.11: Mô ñiều khiển mờ cho lò nung Tuynel Ta nhận ñược kết mô hình 3.12 bo dieu khien mo 1600 Mo 1400 1200 Nhiet 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 Thoi gian 800 1000 1200 Hình 3.12: Kết mô ñiều khiển mờ cho lò nung Tuynel Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 19 Bảng 3.3 Thông số ñạt ñược ñiều khiển mờ Quá trình ñiều khiển Số liệu Tỷ lệ (%) Độ ñiều chỉnh 25(0C) 1.67 Thời gian ñộ (tqñ) 720(s) 3.3 Điều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel sử dụng hệ nơron mờ Đầu tiên ta ño lấy thông số ñầu vào ñầu trình ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel, từ thông số ño ñược ta xây dựng hai tập liệu học kiểm tra Sau ñó ta tiến hành trình huấn luyện liệu Gõ vào cửa sổ lệnh anfisedit thi hành lệnh, Matlab xuất cửa sổ anfis Tiến hành tải liệu học liệu kiểm tra lên cửa sổ ANFIS, sau ñó ta chọn số luật hợp thành, chọn phương pháp luyện sử dụng thuật toán lan truyền ngược, chọn khoảng sai số số lần lan truyền ngược thực trình học (a) (b) Hình 3.13: (a) Tải liệu huấn luyện lên ANFIS;(b) Tải liệu kiểm tra lên ANFIS Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 20 (a) (b) Hình 3.14: (a) Chu kỳ huấn luyện; (b) Cửa sổ khai báo số lượng luật ñiều khiển Trên hình 3.15, ñọc ñược số liệu lỗi sau 10000 lần thực lan truyền ngược 0.37903 Ta tiến hành lưu lại file ñể ñiều khiển Hình 3.15: Huấn luyện mạng Quay cửa sổ lệnh Matlab thấy thông số ñạt ñược trình huấn luyện với luật học BP Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 21 Hình 3.16: Cấu trúc ñiều khiển mờ nơron Mô ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel dùng ñiều khiển mờ nơron: Hình 3.17: Mô ñiều khiển mờ nơron cho lò nung Tuynel Sau thực mô phỏng, dựa vào ñồ thị hình 3.17 ta có bảng Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 thông số ñiều khiển sau ñây: Bảng 3.4 Thông số ñạt ñược ñiều khiển nơron mờ Quá trình ñiều khiển Số liệu Tỷ lệ (%) Độ ñiều chỉnh 0(0C) Thời gian ñộ (tqñ) 780(s) bo dieu khien noron mo 1600 No ron 1400 1200 Nhiet 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 Thoi gian 800 1000 1200 Hình 3.18: Kết mô ñiều khiển nơron mờ cho lò nung Tuynel 3.4 Tổng hợp, ñánh giá ñiều khiển Việc tổng hợp ñánh giá ñiều khiển nhằm mục ñích so sánh trực quan ưu nhược ñiểm ñiều khiển PID, mờ, nơron mờ Từ ñó ta có nhìn tổng quan việc sử dụng ñiều khiển thích hợp ñối với ñối tượng ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel nói riêng ñối tượng lò nhiệt nói chung Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 Từ ñiều khiển ñã ñược thiết kế trên, ta tiến hành gộp ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel ñể xem kết thực ñiều khiển ñồ thị Khi nối kết Matlab – Simulink hoàn chỉnh, ta quay lại cửa sổ lệnh rõ lệnh fuzzy ñể mở file FIS ñiều khiển cho ñiều khiển mờ ñiều khiển mờ nơron, tải file vừa mở sổ FIS Hình 3.19: Tổng hợp mô ba ñiều khiển PID, mờ mờ nơron Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 Tong hop cac bo dieu khien 1800 No ron Mo PID 1600 1400 N hiet 1200 1000 800 600 400 200 0 200 400 600 Thoi gian 800 1000 1200 Hình 3.20: Kết mô ñiều khiển PID, mờ, nơron mờ cho lò nung Tuynel Bảng 3.5 Tổng hợp thông số ñạt ñược ñiều khiển Footer Page 24 of 126 Độ ñiều chỉnh Thời gian ñộ Bộ ñiều khiển (0C) tqñ(s) PID 190 410 Mờ 25 720 Mờ nơron 780 Header Page 25 of 126 25 Đánh giá kết mô Căn bảng số liệu ta nhận thấy ñiều khiển ñều có ưu nhược ñiểm riêng Với ñiều khiển PID thời gian ñạt giá trị ñiều khiển ñầu tiên sớm nhất, nhiên ñộ ñiều chỉnh cao làm ảnh hưởng ñến hệ thống tuổi thọ thiết bị Bộ ñiều khiển mờ ñạt giá trị ổn ñịnh sớm có ñộ ñiều chỉnh không ñáng kể nằm phạm vi cho phép ±2% Ta nhận thấy với ñiều khiển mờ nơron ñộ ñiều chỉnh không tốt, nhiên thời gian ñể hệ thống ñạt giá trị ổn ñịnh trễ Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Lò nung Tuynel nói riêng ñối tượng nhiệt nói chung thường cho phép có ñộ ñiều chỉnh thấp Ở ñây có ñiều khiển mờ nơron ñảm bảo tốt ñược ñiều ñó, tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ trình sử dụng lò mà ta chọn ñiều khiển thích hợp Với kết thu ñược từ mô nhìn nhận hai ñiều khiển mờ nơron mờ ñều thích hợp dùng ñể ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel, ñặc biệt ñiều khiển nơron mờ ñã triệt tiêu hoàn toàn ñộ ñiều chỉnh thích hợp cho ñối tượng nhiệt ñộ, ñặc biệt ứng dụng công nghiệp nghiên cứu cần ñộ chuẩn xác cao Từ kết thu ñược qua việc thực ñề tài, nhìn nhận việc sử dụng lý thuyết ñiều khiển phải ñược sử dụng cách linh hoạt tùy thuộc vào ñối tượng cần ñiều khiển Việc sử dụng lai ghép ñược kỹ thuật ñiều khiển cổ ñiển với ñại kỹ thuật ñiều khiển ñại với ñã mở hướng ñi ña dạng kỹ thuật ñiều khiển vào ứng dụng thực tế Kiến nghị Đề tài luận văn dừng lại mức ñộ xây dựng ñiều khiển nơron mờ dựa công cụ ANFIS matlab với luật học lan truyền ngược BP Nên hướng phát triển ñề tài là: Sử dụng luật học khác ñể tối ưu kết ñiều khiển nhiệt ñộ lò Tuynel với ñiều khiển nơron mờ, tiến ñến thiết kế mô hình thực tế ứng dụng ñiều khiển nơron mờ ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Footer Page 26 of 126 ... kết hợp hệ mờ nơron ñược sử dụng nghiên cứu ñể ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel mục ñích ñề tài Mục ñích nghiên cứu Xây dựng lý thuyết sử dụng hệ nơron mờ ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel. .. lò nung Tuynel - Lý thuyết ñiều khiển mờ, nơron - Phần mềm Matlab & Simulink mô trình ñiều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel Phạm vi nghiên cứu: - Điều khiển nhiệt ñộ lò nung Tuynel sử dụng hệ nơron. .. ñồ họa lò nung Tuynel 1.2 Sơ ñồ nguyên tắc lò nung Tuynel 1.3 Vòng an toàn lò nung yêu cầu công nghệ Lò nung Tuynel phải hoạt ñộng cho ñường nhiệt ñộ lò bám theo ñường cong công nghệ ñã cho Nhiệt