Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển pid mờ

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ NGUYỄN VĂN THIỆN THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ” Ngành: TỰ ĐỘNG HOÁ Học viên: NGUYỄN VĂN THIỆN Ngƣời hƣớng dẫn Khoa học: TS NGUYỄN VĂN VỲ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN TS Nguyễn Văn Vỳ Nguyễn Văn Thiện BAN GIÁM HIỆU Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình tơi tổng hợp nghiên cứu Trong lụân văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nhƣ nêu phần tài liệu tham khảo Tác giả luận văn NguyễnVăn Thiện Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật việc ứng dụng lý thuyết điều khiển đại vào thực tế ngày phát triển mạnh mẽ có lý thuyết điều khiển mờ Trong công nghiệp đến 90% điều khiển thực tế dựa luật điều khiển PID, để điều khiển PID phát huy tốt hiệu việc xác định hiệu chỉnh tham số quan trọng nhiên việc hiệu chỉnh tham số điều khiển PID thụ động Vì việc nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mờ để xác định hiệu chỉnh tham số cho điều khiển PID cho phù hợp với trạng thái làm việc cần thiết đƣợc nghiên cứu phát triển mạnh mẽ Với đề tài “Nghiên cứu thiết kế điều khiển PID mờ” đƣợc chia làm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng I : Tổng quan điều khiển PID Chƣơng II : Bộ điều khiển mờ Chƣơng III : Thiết kế điều khiển PID mờ Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mờ để xác định hiệu chỉnh tham số cho điều khiển PID lĩnh vực phức tạp mặt khác trình độ thời gian có hạn nên than luận văn em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy, để than luận văn em đƣợc hoàn thiện tạo tiền đề cho bƣớc nghiên cứu Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Ts Nguyễn Văn Vỵ tận tình giúp đỡ cho em hoàn thành luận văn thời hạn Em xin chân thành cám ơn thầy cô khoa Điện, trƣờng đại học Thái Nguyên trang bị cho em kiến thức cần thiết để hoàn thành luận văn nhƣ q trình cơng tác sau Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan Lời nói đầu Danh mục chữ viết tắt, kí hiệu Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 14 Lý chọn đề tài 144 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 144 2.1 Ý nghĩa khoa học 144 2.2 Ý nghĩa thực tiễn 144 Chƣơng 1.TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 15 1.1 CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN 15 1.2.CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN 15 1.2.1 Chỉ tiêu chất lƣợng tĩnh 15 1.2.2 Chỉ tiêu chất lƣợng động 16 1.2.2.1 Lƣợng điều chỉnh 16 1.2.2.2 Thời gian độ 17 1.2.2.3 Số lần dao động 17 1.3 CÁC LUẬT ĐIỀU KHIỂN 17 1.3.1 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ (P) 17 1.3.2 Quy luật điều chỉnh tích phân (I) 18 1.3.3 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ vi phân (PD) 19 1.3.4 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ tích phân (PI) 20 1.3.5 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ vi tích phân (PID) 22 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THAM SỐ PID 24 1.4.1 Phƣơng pháp Ziegler - Nichols 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.4.2 Phƣơng pháp Chien – Hrones – Reswick 29 1.4.3 Phƣơng pháp tổng T Kuhn 31 1.4.4 Phƣơng pháp tối ƣu 32 1.4.4.1 Phƣơng pháp tối ƣu độ lớn 32 1.4.4.2 Phƣơng pháp tối ƣu đối xứng 39 1.4.5 Xác định tham số PID dựa trình tối ƣu máy tính 44 1.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 45 Chƣơng BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 47 2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA LOGIC MỜ 47 2.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LOGIC MỜ 47 2.2.1 Định nghĩa tập mờ 47 2.2.2 Các hàm liên thuộc thƣờng đƣợc sử dụng 49 2.2.3 Biến ngôn ngữ giá trị biến ngôn ngữ 49 2.3 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 50 2.3.1 Khâu mờ hóa 51 2.3.2 Khâu thực luật hợp thành 52 2.3.3 Khâu giải mờ 55 2.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TĨNH 59 2.4.1 Khái niệm 59 2.4.2 Thuật toán tổng hợp điều khiển mờ tĩnh 59 2.4.3 Tổng hợp điều khiển mờ tuyến tính đoạn 60 2.5 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐỘNG 61 2.6 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI PID 64 2.6.1 Giới thiệu chung 64 2.6.2 Bộ điều khiển mờ lai kinh điển 65 2.6.3 Bộ điều khiển mờ lai cascade 65 2.6.4 Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID 66 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.6.5 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc 66 2.7 KẾT LUẬN CHƢƠNG 67 Chƣơng THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ 68 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 68 3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ PID 70 3.2.1 Cấu trúc điều khiển 70 3.2.2 Thiết kế điều khiển 70 3.2.3 Kết mô 77 3.3 ỨNG DỤNG PID MỜ ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỆN ĐỘNGT-D 78 3.3.1 Các yêu cầu hệ truyền động T-D 78 3.3.2.Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng điện RI 80 3.3.3.Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ 82 3.3.3.1 Điều chỉnh tốc độ dùng điều chỉnh tốc độ tỷ lệ 82 3.3.3.2 Điều chỉnh tốc độ dùng điều chỉnh tốc độ tích phân tỷ lệ PI 85 3.3.4 Bài toán ứng dụng cụ thể 86 3.3.4.1 Tính tốn tham số mạch vịng dịng điện 88 3.3.4.2 Tính tốn tham số điều khiển tốc độ PI 89 3.3.5 Thiết kế hệ điều khiển mờ lai 90 3.3.5.1 Xác định biến vào 91 3.3.5.2 Xác định giá trị cho biến vào 92 3.3.6 Mô đánh giá chất lƣợng 99 3.3.6.1 Xây dựng sơ đồ mô 99 3.3.6.2 Kết mô 100 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 TÓM TẮT 110 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÍ HIỆU Kí hiệu STT Diễn giải ĐTĐT Đối tƣợng điều khiển TBĐK Thiết bị điều khiển TBĐL - CĐTH Thiết bị đo lƣờng chuyển đổi tín hiệu exl Sai số xác lập δmax Lƣợng điều chỉnh tqd Thời gian độ n Số lần dao động K Hệ số khuếch đại TI Hằng số thời gian tích phân 10 Td Hằng số thời gian vi phân 11 L Hằng số thời gian trễ 12 T Hằng số thời gian quán tính 13 Δh Độ điều chỉnh 14 e(t) Tín hiệu đầu vào 15 u(t) Tín hiệu đầu 16 T-D Hệ truyền động máy phát động 17 Đ Động chiều 18 BĐ Bộ biến đổi xoay chiều - chiều có điều khiển 19 RI Bộ điều chỉnh dòng điện 20 Rω Bộ điều chỉnh tốc độ 21 Si Xenxơ dòng điện 22 F Mạch lọc tín hiệu 23 Tf Hằng số thời gian mạch lọc 24 Tvo Hằng số thời gian chuyển mạch chỉnh lƣu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 25 Tđk Hằng số thời gian mạch điều khiển chỉnh lƣu 26 Tu Hằng số thời gian mạch phần ứng 27 Ti Hằng số thời gian xenxơ dòng điện 28 Ru Điện trở mạch phần ứng 29 Mc Mômen tải 30 Tω Hằng số thời gian mạch lọc 31 Lƣ Điện cảm mạch phần ứng 32 Icp Dòng điện cho phép lớn 33 KFi Từ thông định mức 34 J Mômen quán tính 35 CL Chỉnh lƣu 36 KCL Hệ số chỉnh lƣu 37 Urcm Biên độ máy phát xung cƣa 38 Kbd Tỷ số biến đổi dòng 39 FT Máy phát tốc 40 E Sức điện động động điện chiều Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Kí hiệu Diễn giải Bảng 3.1 Luật điều khiển cho hệ số Kp’ Bảng 3.2 Luật điều khiển cho hệ số Kd’ Bảng 3.3 Luật điều khiển cho hệ số α Bảng 3.4 Hàm liên thuộc biến đầu vào Bảng 3.5 Hàm liên thuộc biến đầu Bảng 3.6 Luật điều khiển cho HsKP Bảng 3.7 Luật điều khiển cho HsKI Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 96 Xây dựng luật điều khiển Dựa vào chất vật lý, số liệu vào có đƣợc, kinh nghiệm, dựa vào đặc tính độ thƣờng gặp hệ thống điều khiển dùng PID nhƣ Hình3.30, ta xác định luật điều khiển tƣơng ứng Chẳng hạn: tín hiệu c1 b1 d1 a2 b2 a1 t Hình3.30: Đặc tính độ thường gặp hệ điều khiển dùng PID Khi bắt đầu khởi động, khoảng thời gian al, lúc cần tín hiệu điều khiển lớn để tín hiệu tăng nhanh, suy lúc Kp lớn KI lớn , ta có luật: Nếu e(t) lớn dw/dt Zero Thì Kp lớn KI lớn Xung quanh khoảng thời gian b1 ta muốn tín hiệu điều khiển nhỏ để không điều chỉnh, nghĩa Kp nhỏ, KI nhỏ , ta có luật: Nếu e(t) Zero dw/dt lớn Thì Kp nhỏ, KI nhỏ Các tác động điều khiển xung quanh khoảng thời gian c1 d1 tƣơng tự nhƣ xung quanh a1 b1 Với suy luận tƣơng tự, biến ta có tổ hợp x = 49 luật nhƣ bảng 3.6 bảng 3.7 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 97 Bảng 3.6 Luật điều khiển cho HsKP dw/dt HsKP ERROR NB NM NS ZE PS PM PB NB B B B B B B B NM M M B B B M M NS S S MS M MS S S ZE S S S MS S S S PS S S MS M MS S S PM M M B B B M M PB B B B B B B B Bảng3.7 Luật điều khiển cho HsKI dw/dt HsKI ERROR NB NM NS ZE PS PM PB NB B B B B B B B NM M M B B B M M NS S MS M M M MS S ZE S S MS MS MS S S PS S MS M M M MS S PM M M B B B M M PB B B B B B B B Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 98 Hình3.31: Các luật hợp thành Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 99 Dùng luật hợp thành Max-Prod, giải mờ theo phƣơng pháp trọng tâm, Khi hệ số HsKp, HsKI đƣợc tính tốn lúc điều khiển là: 49  y p l  Al e(t ) . B l dw / dt  HsK p (t )  l 1 49   Al e(t ) . B l dw / dt  l 1 (3.23) 49  y I l  Al e(t ) . B l dw / dt  HsK I (t )  l 1 49   Al e(t ) . B l dw / dt  l 1 Trong y pl , y I l (3.24) tâm tập mờ tƣơng ứng 3.3.6 Mô đánh giá chất lƣợng 3.3.6.1 Xây dựng sơ đồ mơ Mơ hình mơ đƣợc xây dựng phần mềm Matlab Simulink Hình3.32: Cấu trúc hệ điều khiển mờ lai PI Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 100 sailech e e Mux Demux dw /dt Hs KP HsKPKI Hs KI dw /dt1 Hình3.33: Cấu trúc khâu mờ Hình3.34: cấu trúc điều khiển PI Hình3.35: Cấu trúc đối tượng 3.3.6.2 Kết mô Tốc độ đặt n = 1500 vòng/phút Bộ điều khiển PI đƣợc tổng hợp theo phƣơng pháp mơđun đối xứng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 101 Kết mô so sánh với phƣơng pháp dùng điều khiển PI khơng có chỉnh định mờ đƣợc thể trƣờng hợp nhƣ sau: Đáp ứng đầu Mômen tải số 1600 n-dat n-PI 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi Gian t ( s ) 0.6 0.7 0.8 0.9 Hình3.36: Đặc tính điều khiển PI mômen tải số 1600 n-dat n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi Gian t ( s ) 0.6 0.7 0.8 0.9 Hình3.37:Đặc tính điều khiển PI-mờ mơmen tải số Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 102 1600 n-dat n-PI n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi Gian t ( s ) 0.6 0.7 0.8 0.9 Hình3.38: Đặc tính điều khiển PI-mờ so với điều khiển PI mômen tải số Nhận xét : Từ đặc tính điều khiển so sánh đặc tính điều khiển PI với điều khiển PI mờ đồ thị ta thấy điều khiển mờ lai PI vừa thiết kế đem đến cho hệ truyền động có: Sai số tĩnh Zero Các tiêu chất lƣợng động điều khiển PI mờ đạt yêu cầu tốt sử dụng điều khiển PI Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 103 Đáp ứng đầu Mômen tải thay đổi 1600 n-dat n-PI 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 MOMEN TAI THAY DOI 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.39: Đặc tính điều khiển PI mơmen tải thay đổi 1600 n-dat n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 MOMEN TAI THAY DOI 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.40: Đặc tính điều khiển PI- mờ mơmen tải thay đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 104 1600 n-dat n-PI n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 MOMEN TAI THAY DOI 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.41: Đặc tính điều khiển mơmen tải thay đổi Nhận xét : Khi ta cho mômen tải thay đổi đáp ứng đầu điều khiển PI điều khiển PI- mờ thay đổi theo Tại thời điểm ta thay đổi mômen tải đáp ứng điều khiển PI có độ điều chỉnh lớn so với điều khiển PI- Mờ nhƣ điều khiển PI- Mờ mà ta thiết kế có đáp ứng tốt so với điều khiển PI điều kiện tải thay đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 105 Đáp ứng đầu tốc độ đặt thay đổi 1600 n-dat n-PI 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.42: Đặc tính điều khiển PI tốc độ đặt thay đổi 1600 n-dat n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.43: Đặc tính điều khiển PI-mờ tốc độ đặt thay đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 106 1600 n-dat n-PI n-PI-Mo 1400 1200 Toc n ( vong/phut ) 1000 800 600 400 200 -200 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi Gian t ( s ) 1.2 1.4 1.6 1.8 Hình3.44: Đặc tính điều khiển tốc độ đặt thay đổi Nhận xét : Khi ta cho tốc độ đặt thay đổi đáp ứng đầu điều khiển PI điều khiển PI- mờ thay đổi theo Tại thời điểm ta thay đổi tốc độ đặt đáp ứng điều khiển PI có độ điều chỉnh lớn so với điều khiển PI- Mờ nhƣ điều khiển PI- Mờ mà ta thiết kế có đáp ứng tốt so với điều khiển PI điều kiện tốc độ đặt thay đổi 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Chƣơng luận văn trình bày sở lý thuyết bƣớc thiết kế điều khiển mờ chỉnh định tham số PID Từ ứng dụng PID mờ điều khiển hệ truyền động T- D Đƣa yêu cầu hệ truyền động T-D, Tổng hợp mạch vòng dòng điện mạch vòng tốc độ hệ truyền động T-D Xây dựng điều khiển PI mờ với tham số đầu vào sai lệch điều khiển e(t) đạo hàm nhằm xác định tham số cho điều khiển PI Từ đặc tính mơ ta thấy điều khiển PI mờ ta thiết kế tạo sai lệch tĩnh, độ điều chỉnh, thời gian độ, số lần dao động hệ truyền Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 107 động tốt nhiều so với việc dùng điều khiển PI, độ điều chỉnh thời gian độ nhỏ Nhƣ vậy, điều khiển PID mờ hoàn toàn đáp ứng đƣợc thực tế điều khiển KẾT LUẬN CHUNG Qua trình thực đề tài “ Nghiên cứu thiết kế điều khiển PID mờ ” đƣợc giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo T.s Nguyễn Văn Vỵ đề tài đƣợc hoàn thành theo tiến độ đề cƣơng đề Thơng qua nghiên cứu, tìm hiểu đề tài ta thu đƣợc kết nhƣ sau: Nghiên cứu luật điều khiển PID Nghiên cứu điều khiển dạng PID nhƣ tác động điều khiển PID dạng P, dạng I, dạng PI, dạng PD dạng PID trình nghiên cứu nhằm so sánh ƣu nhƣợc điểm điều khiển Nghiên cứu tổng hợp phƣơng pháp xác định tham số cho điều khiển PID Từ đó, lựa chọn phƣơng pháp xác định tham số điều khiển PID phù hợp cho đối tƣợng cụ thể Để nâng cao tính chất điều khiển đặc biệt điều khiển đối tƣợng phi tuyến em thực việc xác định hiệu chỉnh tham số điều khiển PID theo lý thuyết mờ Điều khiển PID mờ dựa kinh nghiệm thực tế, mô tƣ ngƣời thể tính mềm dẻo phân tích thiết kế nên đƣợc ứng dụng nhiều điều khiển Kết quan trọng em thực tổng hợp xây dựng điều khiển PI mờ để điều khiển hệ truyền động T-D Kết mơ thu đƣợc hồn tồn phù hợp với kết nghiên cứu lý thuyết Điều chứng tỏ rằng, thuật toán cách thức xây dựng điều khiển mờ lai đắn xác Sai lệch tĩnh, độ điều chỉnh, thời gian độ, số lần dao động hệ truyền động tốt nhiều so với việc dùng điều khiển PID, độ điều chỉnh thời gian độ nhỏ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 108 Kết mô lần minh chứng khẳng định lý thuyết điều khiển mờ lai PID hồn tồn đảm ứng đƣợc u cầu chất lƣợng điều khiển hệ truyền động phi tuyến Do thời gian có hạn, lực chun mơn cịn hạn chế thân luận văn dừng lại việc tổng hợp xây dựng điều khiển PI mờ để điều khiển đối tƣợng động chiều Việc ứng dụng lý thuyết điều khiển PID mờ để điều khiển đối tƣợng có chất lƣợng điều khiển tốt nhiều so với điều khiển PID truyền thống KIẾN NGHỊ Trong khuôn khổ luận văn nghiên cứu tác dụng điều khiển PID mờ Để phát triển thay điều khiển PID điều khiển thông minh nhƣ mờ trƣợt, mờ - Nơron Phân tích tổng hợp hệ thống cho chuyển động cụ thể với nhiều đối tƣợng phức tạp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Nguyễn Thị Phƣơng Hà (1996), Điều khiển tự động, NXB KHKT Hà Nội [2] Nguyễn Nhƣ Hiển, Lại Khắc Lãi: Hệ mờ nơ ron kỹ thuật điều khiển, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ [3] Nguyễn Văn Hồ (2007), Cơ sở tự động điều khiển q trình, NXB giáo dục [4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dƣơng Văn Nghi (1996), Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB KHKT Hà Nội [5] Phạm Công Ngô: Lý thuyết điều khiển tự động [6] Nguyễn Dỗn Phƣớc: Lý thuyết điều khiển tuyến tính [7] Nguyễn Doãn Phƣớc; Phan Xuân Minh: Lý thuyết điều khiển mờ [8] Nguyễn Phùng Quang: Matlab & Simulink [9] Nguyễn Trọng Thuần: Điều khiển lơgic ứng dụng [10] Đồn Quang Vinh: Điều khiển số Tiếng Anh: [11] Katsuhiko Ogata ( 2002) : Modern Control Enginering, Fourth Edition, University of Minnesota Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 110 TÓM TẮT Bản thuyết minh luận văn bao gồm chƣơng, chƣơng nghiên cứu giải số vấn đề sau : Chƣơng : Tổng quan điều khiển PID Giới thiệu tổng quan điều khiển PID: Cấu trúc chung điều khiển, tiêu chất lƣợng hệ thống điều khiển, quy luật điều khiển Giới thiệu phƣơng pháp xác định tham số cho điều khiển PID nhƣ phƣơng pháp Phƣơng pháp Ziegler – Nichols, Phƣơng pháp Chien – Hrones – Reswick, Phƣơng pháp tổng T Kuhn, phƣơng pháp tối ƣu, phƣơng pháp Xác định tham số điều khiển PID dựa trình tối ƣu máy Chƣơng : Bộ điều khiển mờ Giới thiệu tổng quan điều khiển mờ: Lịch sử phát triển logic mờ, số khái niệm logic mờ, cấu trúc điều khiển mờ Phân tích điều khiển mờ: Mờ tĩnh, điều khiển mờ động, điều khiển mờ lai PID Chƣơng : Thiết kế điều khiển PID mờ Đƣa lý thuyết bƣớc thiết kế điều khiển mờ để chỉnh định tham số điều khiển PID Tổng hợp hệ truyền động T- D: Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng điện, tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ, sơ đồ cấu trúc, tính tốn tham số, tổng hợp hàm truyền điều khiển Đƣa cấu trúc bên điều khiển PID mờ Thiết kế điều khiển PID mờ: xác định biến vào giá trị nó, xây dựng luật điều khiển Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm mô Matlab – Simulink, thiết kế mơ tồn hệ thống Quan sát nhận xét kết Tóm tắt kết đề tài, đƣa hạn chế kiến nghị hƣớng phát triển Từ khóa : Bộ điều khiển PID, Bộ điều khiển mờ, Bộ điều khiển mờ lai, Lý thuyết điều khiển đại, Điều khiển số Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... ? ?Nghiên cứu thiết kế điều khiển PID mờ? ?? đƣợc chia làm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng I : Tổng quan điều khiển PID Chƣơng II : Bộ điều khiển mờ Chƣơng III : Thiết kế điều khiển PID mờ Lĩnh vực nghiên cứu. .. Chƣơng THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ 68 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 68 3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ PID 70 3.2.1 Cấu trúc điều khiển 70 3.2.2 Thiết kế điều khiển. .. 60 2.5 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐỘNG 61 2.6 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI PID 64 2.6.1 Giới thiệu chung 64 2.6.2 Bộ điều khiển mờ lai kinh điển 65 2.6.3 Bộ điều khiển mờ lai cascade