báo cáo điều khiển thông minh

Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 1: GIỚI THIỆU Hệ thống kiểm soát nhiệt độ bồn nước quan trọng phổ biến ngành công nghiệp đặc biệt nhà máy Nestle, Yeoh Hiop Seng, F&N, sản phẩm coca, sữa dâu, sử dụng rộng rãi hệ thống FLC( Fuzzy Logic Control) với 49 luật hàm liên thuộc Gaussian Center of gravity singleton method (COGs) phương pháp trọng tâm đơn có giá trị xác giá trị mờ hóa Được đề xuất MAMDANI thu hút đông đảo nhà nghiên cứu thực ứng dụng liên quan đến đề xuất FLC thực tốt vai trị điều khiển với việc khơng cần phải dựa mơ hình hay cịn gọi điều khiển theo kiến thức, không yêu cầu mơ hình tốn tồn q trình điều khiển Những ưu điểm FLC sau:        Độ linh hoạt cao Chi phí tiêu thụ điện thấp Độ phức tạp thấp Khả dịch kiến thức chuyên gia Kết dễ dàng chuyển đổi từ sản phẩm qua sản phẩm Kiểm sốt hệ thống khơng ổn định Đáp ứng bền vững điều khiển Bộ điều khiển mờ tỏ mạnh mẽ với hệ thống bị ảnh hưởng môi trường nhiễu hệ thống Xây dựng phát triển điều khiển mờ rẻ so với điều khiển khác Có khả thêm bớt luật mờ vào điều khiển SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG Hệ điều khiển nhiệt độ bồn nước ứng dụng vào điều khiển trình, với mục tiêu làm cho giá trị nhiệt độ thực tế với giá trị đặt mong muốn khoảng thời gian Phương trình động học hệ thống: Phương trình nhiệt độ đầu ra: Y (t) = nhiệt độ đầu SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong F (t) = nhiệt truyền vào bên hệ thống Y0 = nhiệt độ phòng C = nhiệt dung riêng R = hệ số cách nhiệt hệ Biến đổi Laplace: đặt Đặt: Thực biến đổi z SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 3: Thiết kế điều khiển Fuzzy Chọn biến vào/ra: Đầu vào: Sai số nhiệt độ (e) đạo hàm sai số nhiệt độ (de) Đầu ra: Nhiệt truyền vào hệ thống (u) Ta chọn: Sai số nhiệt độ [0, 100] Đạo hàm sai số [0, 10] Nhiệt truyền vào hệ thống [0, 200] Chuẩn hóa biến vào/ra: Các hệ số tiền xữ lý: K1=1/100;K2=1/10 Hệ số hậu xữ lý:K=100 BẢNG LUẬT MỜ SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Khai báo điều khiển fuzzy có ngõ vào, ngõ Thực phương pháp Mandani And method: Or method: max Implication:min Defuzzication:centroid Ngõ vào thứ khối Fuzzy Contronlor sai số nhiệt độ so với nhiệt độ đặt(e) SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Ngõ vào thứ hai khối Fuzzy Contronlor đạo hàm sai số nhiệt độ so với nhiệt độ đặt (de) Ngõ điều khiển nhiệt truyền vào hệ thống SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Khai báo 49 luật mờ hệ thống SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 4: KIỂM CHỨNG BỘ ĐIỀU KHIỂN Cho E=0.3; dE=0.15 Tính ngõ theo phương pháp Mandani Maxmin(Rmm) E=0.3 E SP SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong DE=0.15 dE SP ZE Suy ta luật mờ là: If (e is SP) and (de is ZE) then (u is SP) If (e is SP) and (de is SP) then (u is MP) SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong If (e is SP) and (de is ZE) then (u is SP) If (e is SP) and (de is SP) then (u is MP) => Ta thu ngõ SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc 10 Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Giải mờ theo phương pháp Center of Gravity Defuzzication: Tính phương trình đường thẳng d1, d2, d3 d1: y=10X/3; d2: y=0.5; d3: y=(-10X)/3+3 Theo công thức giải mờ Center of Gravity Defuzzication ta có: Kết tính giống với kết mô matlab SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc 11 Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 5: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Sơ đồ khối hệ thống Nhiệt độ đầu hệ thống SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc 12 Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc GVHD: PhD Vũ Văn Phong 13 Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 6: PHỤ LỤC DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR), Volume 3, Issue 6, June 2014 “ Performance Evaluation of Fuzzy Logic Controller in Water Bath Temperature Control System ” Naw Octavia, Myo Maung Maung, Hla Myo Tun MATLAB Documentation Om Pralash Verma, Himanshu Gupta, “ Fuzzy Logic Based Water Bath Temperature Control System”, International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering, Volume 2, Issue 4, April 2012 SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc 14 Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc GVHD: PhD Vũ Văn Phong 15 ...Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong PHẦN 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG Hệ điều khiển nhiệt độ bồn nước ứng dụng vào điều khiển trình, với mục... MỜ SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Khai báo điều khiển fuzzy có ngõ vào, ngõ Thực phương pháp Mandani... Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát nhiệt độ cho hệ bồn nước GVHD: PhD Vũ Văn Phong Khai báo 49 luật mờ hệ thống SVTH: Huỳnh Thanh Hiếu- Nguyễn Hồng Phúc Thiết kế điều khiển mờ kiểm soát