Đang tải... (xem toàn văn)
Những kỹ sư điều khiển đã tìm ra hệ thống pha chi phối tối thiểu hiển thị sự sai lệnh dưới hoặc các đặc trưng về thời gian trễ trong một khoảng thời gian đáng kể (Linoya Altpeter 1962, Mita Yoshida 1981,Vidyasagar 1986,Waller Nygardas 1975). Một số những nhà nghiên cứu cho rằng vấn đề từ điểm kiểm soát dự đoán chủ yếu theo dõi 1 hoặc 2 đầu vào . Trước đây đầu vào dự đoán hoặc tối ưu hóa hiện đại dựa trên cách tiếp cận mô hình .Điều khiển dự đoán cho phép những bộ điều khiển dự đoán sự thay đổi trong tương lai của 1 đầu ra và sử dụng dự báo này để tạo ra 1 biến điều khiển mong muốn .Bộ điều khiển dự báo trước đây đã xem xét 1 rất rộng bao gồm cấu trúc dự báo SMITH và cấu trúc điều khiển mô hình nội bộ (IMC) (katebiMoradi 2001 ,Morari Zafiriou 1989,Tan et al 2001).Bộ điều khiển dự báo tối ưu được chú ý đến để tạo ra điều khiển dự báo (GPC) hoặc cấu trúc điều khiển dự báo dựa vào chế độ (MPC) (JohnsonMoradi 2005,Miller et al 1999,Moradi et al 2001;sato 2010)
BÁO CÁO SỐ Dự đoán điều khiển PID cho hệ thống pha chi phối tối thiểu Giới thiệu Những kỹ sư điều khiển tìm hệ thống pha chi phối tối thiểu hiển thị sai lệnh đặc trưng thời gian trễ khoảng thời gian đáng kể (Linoya & Altpeter 1962, Mita &Yoshida 1981,Vidyasagar 1986,Waller &Nygardas 1975) Một số nhà nghiên cứu cho vấn đề từ điểm kiểm soát dự đoán chủ yếu theo dõi đầu vào Trước đầu vào dự đoán tối ưu hóa đại dựa cách tiếp cận mô hình Điều khiển dự đoán cho phép điều khiển dự đoán thay đổi tương lai đầu sử dụng dự báo để tạo biến điều khiển mong muốn Bộ điều khiển dự báo trước xem xét rộng bao gồm cấu trúc dự báo SMITH cấu trúc điều khiển mô hình nội (IMC) (katebi&Moradi 2001 ,Morari &Zafiriou 1989,Tan et al 2001).Bộ điều khiển dự báo tối ưu ý đến để tạo điều khiển dự báo (GPC) cấu trúc điều khiển dự báo dựa vào chế độ (MPC) (Johnson&Moradi 2005,Miller et al 1999,Moradi et al 2001;sato 2010) Sự xuất điều khiển PID cho phép nhà máy tham gia triển lãm đặc trưng pha chi phối tối ưu.Để điều khiển PID để đối phó với hoạt động pha chi phối tối thiểu ,một vài kiểu điều khiển dự báo đc yêu cầu (Hagglund 1992) Thông thường thành phần chất dẫn suất điều khiển PID ý có chế dự báo ,tuy nhiên kiểu dự báo không cho phép vào hệ thống pha chi phối tối thiểu Trong trường hợp phần điều khiển PI lại dự báo thực mô nội bên điều khiển Chương bắt đầu với việc xem xét lại nhanh khái niệm hệ thổng lý thuyết điểm điểm cực vẽ mối quan hệ hoạt động pha chi phối tối thiểu Mối liên quan đáp ứng không hoàn toàn đáp ứng thời gian trễ thảo luận ĐIều khiển PID trước khia cho phép xem xét với việc kèm theo giải thích.Đóng góp chương minh họa nội dung khái niệm kế hoạch điều khiển PID dự báo nộp tới hệ thống pha chi phối tối thiểu : -Việc xem xét lịch sử điều khiển PID dự báo ; -Ứng dụng thiết kế điều khiển dự báo chế độ - tìm hiều lợi ích tiến gần điều khiển PID dự báo nơi mà (GPC) thuật toán đóng vai trò bật - Hiểu rõ tiến điều khiển đạt việc sử dụng chiến lược dự báo 2.Ảnh hưởng điển điểm cực lên hệ thống biến đổi Khi xem xét hiệu chỉnh hệ thống ,điều quan trọng tới việc hiểu rõ lý thuyết khái niệm hệ thống điểm điểm cực hệ thống biến đổi lý thuyết điền khiển Ta xem xét hệ thống đầu vào đầu (SISO ) X ̇(t) = AX(t) + Bu(t) (1) y(t) = CX(t) + Du(t) (2) u(t) y(t) đầu vào đầu tương ứng có giá trị vô hướng Cột vetto X(t) có trạng thái hệ thống bao gồm n phần tử Matrix A gồm NxN ma trận hệ thống hiển thị biến đổi hệ thống Cột vecto B Nx1 biểu thị ảnh hưởng kích thích vecto C 1xN hàng hiển thị đáp ứng cảm biến D là giá trị vô hướng Nếu D=0 đầu vào u(t) không ảnh hưởng đến đầu y(t) Nếu X(0)=0 D=0 đầu không ảnh hưởng đầu vào sau hệ thổng chuyển đổi chức G(s) đưa : Các điểm điểm cực xác định G(s) khi: Tử số đa thức : Mẫu số đa thức : Sau tìm nghiệm N(s) D(s) rõ điểm điểm cực G(s) tương ướng Đó N(s) D(s) nghiệm thường Điểm cực G(s) sử dụng giải tắt dần tần số tự nhiên hệ thống ,ngay xác định hệ thông ổn định không ổn định Khi thấy từ ví dụ (6) Điểm cực phụ thuộc vào ma trận A điểm phụ thuộc vào ma trận A,B,C Từ dẫn tới câu hỏi điểm ảnh hưởng hệ thống Xem xét chức chuyển bình thưởng hệ thống với điểm cực phức tạp điểm Điểm đặt thay s/wn s kết tần số giữ nguyên ảnh hưởng thời gian ảnh hưởng bước đáp ứng Do công thức (7) viết lại : Chuyển đổi chức bình thường viết tổng số hạng T(1) xem số hạng điểm 0,T(2) có chức điểm 0, Ta dùng laplace chuyển đổi dy/dt thành sY(s), bước đáp ứng Tn(s) viết : Khi y1,y2 đáp ứng tương ứng T1(s) ,T2(s) Đáp ứng đối vs trường hợp a>0 vẽ hình 1a Số hạng y(2) có điểm nâng lên đáp ứng tổng Tn(s) để tạo gia tăng am) thích hợp n=m (Kuo&Golnaraghi, 2010) Nếu G(s) đường tiệm cận ổn định nghiệm D(s) tất nửa trái mặt phẳng , điểm có tác dụng cụ thể hệ thống cho đầu vào cụ thể Nghiệm N(s) (những điểm 0) số thực hay số phức -Nói chung , số gần cực giảm tác dụng giới hạn tổng số phản hồi Đó thể giả định cực ,pi , số thực hay số phức riêng biệt G(s) có tể viết phần mở rộng (a) (b) Sự ảnh hưởng bên trái mặt phẳng Sự ảnh hưởng phía bên phải mặt phẳng Fig1 Đáp ứng bước nhảy Tn(s) Khi xem xét Eq(13) phương trình cho hệ số C1 cho C1 = (s - p1)G(s)|s=p1 Nó thấy trường hợp nơi G(s) nằm nửa trái mặt phẳng gần cực s=p1 giá trị C1 giảm Điều nghĩa hệ số C1 định đóng góp thời hạn cụ thể phản hồi bị nhỏ lại Từ quan sát nói tổng quát , số nửa trái mặt phẳng khối tín hiệu đầu vào cụ thể (Hag& Bernstein , 2007) Câu hỏi có chuyện trường hợp phía nửa phải mặt phẳng 0? (Hag& Bernstein , 2007) Minh họa cách tìm kiếm phản hồi hàm truyền tới vô số tín hiệu vào u(t)=et Fig.2 thể phản hồi hàm truyền G1(s)=2(s+1)/(s+1)(s+2)vàG2(s)=2(s-1)/(s+1)(s+2) Nó cho thấy phân biệt nửa phải mặt phẳng việc mà bị chặn tín hiệu Với hiểu biết tốt tính chất riêng nửa phải mặt phẳng ,Định nghĩa thức hệ thống có pha điểm cực tiểu giải Đủ thú vị , hệ thống có pha cực tiểu định nghĩa hệ thống có không cực nửa mặt phải (Kuo&Golnaraghi, 2010) (Morari & Zafirious ,1989) định nghĩa hệ thống có pha cực tiểu có hàm truyền chứa số nửa mặt phải thời gian trễ hai (a) Không giới hạn phản hồi G1(s) (b) Giới hạn phản hồi G2(s) Fig2 Phản hồi không giới hạn tín hiệu vào u(t)=et Trong chương trọng tâm hệ thống có pha cực tiểu biểu diễn hoăc phản hồi ngược (sự sai lệch ) thời gian trễ Sự sai lệch đề cấp đến phản hồi ban đầu hướng ngược lại trạng thái ổn định Theo( Berardo & Leon de la Barra , 1994) hệ thống liên tục có số lẻ số thực mở bên phải mặt phẳng có đặc trưng nghịch đảo ban đầu phản hồi tới bước đầu vào Những hệ thống có thời gian trễ đặc trưng trường hợp đặc biệt hệ thống có pha cực tiểu (Waller & Nygardas , 1975) The Pade tiệm cận thường dùng để ước chừng thời gian trễ hàm truyền hợp lí Xem xét hệ bậc với thời gian trễ cho K đại diện cho liên tục tăng , τ thời gian không thay đổi , T thời gian trễ hệ thống The Pade tiệm cận giớ han e-sT cho Nơi Và r bậc tiệm cận (Silva et al., 2005) Xem xét hàm số G(s) = 2e-s/(s+1)(s+2) Giới hạn thời gian trễ tiệm cận giời hạn Pade tiệm cận cho Và hợp lí tiệm cận phiên G(s) cho Fig 3, sơ đồ bước phản hồi G Gr thú vị cần lưu ý phản hồi Gr biểu thị phản ứng nghịch đảo ban đầu Điều chứng tỏ liên kết hệ thống thời gian trễ hệ thống phản hồi nghịch đảo Fig Bậc Pade tiệm cận hệ thống thời gian trễ ... thời gian trễ thảo luận ĐIều khiển PID trước khia cho phép xem xét với việc kèm theo giải thích.Đóng góp chương minh họa nội dung khái niệm kế hoạch điều khiển PID dự báo nộp tới hệ thống pha chi... phối tối thiểu : -Việc xem xét lịch sử điều khiển PID dự báo ; -Ứng dụng thiết kế điều khiển dự báo chế độ - tìm hiều lợi ích tiến gần điều khiển PID dự báo nơi mà (GPC) thuật toán đóng vai trò