Tài liệu Điều khiển tối ưu P2 doc

Ch ng 2: I U KHI N THÍCH NGHI 2.1 Khái ni m 2.1.1 nh ngh a “Thích nghi q trình thay i thơng s c u trúc hay tác ng i u n c s l ng thơng tin có c q trình làm vi c v i m c ích t c m t tr ng thái nh t nh, th ng t i u thi u l ng thông tin ban u c ng nh i u ki n làm vi c thay i” hay : http://www.khvt.com Trang “ i u n thích nghi t ng h p k thu t nh m t ng ch nh nh b i u ch nh m ch i u n nh m th c hi n hay trì m t m c nh t nh ch t l ng c a h thơng s c a q trình c i u n không bi t tr c hay thay i theo th i gian” H th ng c mô t hình d i ây g m vịng: -Vịng h i ti p thơng th ng -Vịng h i ti p i u n thích nghi http://www.khvt.com Trang K t lu n i u n thích nghi liên quan n: - S khác v trình ng h c - S khác v nhi u 2.Các h th ng thích nghi phi n http://www.khvt.com Trang 2.1.2 Nh n d ng h th ng Làm th có c mơ hình? - V t lí (h p tr ng) - Kinh nghi m (h p en) - K t h p ( h p xám) K ho ch hoá th c nghi m Ch n l a c u trúc mơ hình - Các hàm chuy n i - áp ng xung - Các mơ hình tr ng thái http://www.khvt.com Trang Tham s thích nghi - Th ng kê - Các v n ngh ch o S h p lí 2.1.3 c l ng tham s thích nghi t/gian th c Gi i thi u Bình ph ng c c ti u h i qui H th ng ng Các i u ki n th c nghi m Các ví d Các k t lu n http://www.khvt.com Trang 2.1.4 Phân lo i Có th phân lo i h thích nghi theo tiêu chu n sau : H thích nghi mơ hình tham chi u (MRAS) B t ch nh nh ( STR ) L ch trình l i H t h c H t t ch c http://www.khvt.com Trang 2.1.5 ng d ng T ch nh nh L ch trình l i Thích nghi liên t c Quá trình Bi n S d ng b i u n thích S d ng b i u n thích nghi nghi http://www.khvt.com H ng s i SS ddng bb i iuu khinn v i i thông s v thông s ng bi n i bi n i S bi n thiên không bi t tr c ng h c SS ddng bb bi nn i i v i i thông s v thông s ng bi h ng h ng S bi n thiên bi t tr c S d ng l ch trình S d ng l ch trình l i l i Trang 2.2 H thích nghi mơ hình tham chi u - MRAS (Model Reference Adaptive Systems) Mơ hình Mơ hình Tham s ym i u n C c u hi u ch nh C c u hi u ch nh uc BB i i uu nn u i i t ng t ng y Hình 2.2 S kh i c a m t h th ng thích nghi mơ hình tham chi u http://www.khvt.com Trang 2.2.1 S ch c n ng H th ng thích nghi s d ng mơ hình chu n m t nh ng ph ng pháp c a i u n thích nghi Ngun lí c b n c trình bày hình 2.2 Mơ hình chu n s cho áp ng ngõ mong mu n i v i tín hi u t (yêu c u) H th ng có m t vịng h i ti p thơng th ng bao g m i t ng b i u n Sai s e sai l ch gi a ngõ c a h th ng c a mơ hình chu n e = y - ym B i u n có thơng s thay i d a vào sai s H th ng có hai vòng h i ti p:h i ti p vịng h i ti p thơng th ng vịng h i ti p bên hi u ch nh tham s cho vòng h i ti p bên Vòng h i ti p bên c gi s nhanh h n vòng h i ti p bên ngồi http://www.khvt.com Trang Hình 2.2 mơ hình MRAS u tiên c ngh b i Whitaker vào n m 1958 v i hai ý t ng m i c a ra: Tr c h t s th c hi n c a h th ng c xác nh b i m t mơ hình, th hai sai s c a b i u n c ch nh b i sai s gi a mơ hình chu n h th ng Mơ hình chu n s d ng h thích nghi b t ngu n t h liên t c c m r ng sang h r i r c có nhi u ng u nhiên sau ó Ch ng t p trung vào ý t ng c b n v n c trình bày m t cách rõ ràng, ta ch t p trung vào c u hình hình 2.2 c g i h MRAS song song ây m t nhi u cách có th xây d ng mơ hình chu n Ch ng c p n h liên t c theo ph ng pháp tr c ti p có ngh a tham s c c p nh t m t cách tr c ti p http://www.khvt.com Trang 10 Engine throttle position (%) 100 80 60 40 20 -2 Acceleration (m/s ) Hình 2.20 -4 20 40 60 80 100 120 Vehicle velocity (km/h) c tính làm vi c c a b i u n m thích nghi tr c ti p m i c kh i t o http://www.khvt.com Trang 228 So sánh k t qu i u n Tr ng h p 1: Age = 100%, Gt = 100kg, vwind = km/h, ôtô i ng b ng Grade = (xem hình 2.21) Tr ng h p 2: Age = 100%, Gt = 500kg, vwind=0km/h, ôtô i ng b ng Grade = (xem hình 2.22) Tr ng h p 3: Age = 100%, Gt = 100kg, vwind=30km/h, ôtô i ng b ng Grade = Tr ng h p 4: Age = 100%, Gt = 500kg, vwind = 30 km/h, ôtô i ng b ng Grade = Tr ng h p 5: Age = 85%, Gt = 100kg, vwind = km/h, ôtô i ng b ng Grade = http://www.khvt.com Trang 229 Tr ng h p 6: Age = 85%, Gt = 500kg, ng b ng Grade = vwind = km/h, ôtô i Tr ng h p 7: Age = 85%, Gt = 100kg, vwind = 30 km/h, ôtô i ng b ng Grade = Tr ng h p 8: Age = 85%, Gt = 500kg, vwind = 30 km/h, ôtô i ng b ng Grade = Tr ng h p 9: Age = 100%, Gt = 300kg, vwind = 30 km/h, ôtô lên xu ng d c Grade = 10 Tr ng h p 10: Age = 85%, Gt = 300kg, vwind = 30 km/h, ôtô lên xu ng d c Grade = http://www.khvt.com Trang 230 VEHICLE VELOCITY (km/h) vs TIME (s) 100 Demand velocity Result with DAF controller Result with PID controller 90 Vehicle velocity (km/h) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Time (s) 80 90 100 110 120 Hình 2.21.a http://www.khvt.com Trang 231 ENGINE THROTTLE POSITION (%) vs TIME (s) 110 Result with DAF controller Result with PID controller 100 Engine throttle position (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Time (s) 80 90 100 110 120 Hình 2.21.b http://www.khvt.com Trang 232 VEHICLE VELOCITY (km/h) vs TIME (s) 100 Demand velocity Result with DAF controller Result with PID controller 90 Vehicle velocity (km/h) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Time (s) 80 90 100 110 120 Hình 2.22.a http://www.khvt.com Trang 233 ENGINE THROTTLE POSITION (%) vs TIME (s) 110 Result with DAF controller Result with PID controller 100 Engine throttle position (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Time (s) 80 90 100 110 120 Hình 2.22.b http://www.khvt.com Trang 234 Engine throttle position (%) 100 80 60 40 20 -2 Acceleration (m/s2) -4 20 40 60 80 100 120 Vehicle velocity (km/h) Hình 2.21.c http://www.khvt.com Trang 235 Engine throttle position (%) 100 80 60 40 20 -2 Acceleration (m/s2) -4 20 40 60 80 100 120 Vehicle velocity (km/h) Hình 2.22.c http://www.khvt.com Trang 236 VEHICLE VELOCITY (km/h) vs DISTANCE (m) 100 Result with DAF controller Result with PID controller 90 Vehicle velocity (km/h) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1000 2000 3000 4000 Distance (m) 5000 6000 7000 Hình 2.23.a http://www.khvt.com Trang 237 ENGINE THROTTLE POSITION (%) vs DISTANCE (m) 110 Result with DAF controller Result with PID controller 100 Engine throttle position (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 1000 2000 3000 4000 Distance (m) 5000 6000 7000 Hình 2.23.b http://www.khvt.com Trang 238 Tr ng h p (hình 2.21) (hình 2.22), v n t c ôtô (a), m b m ga (b) c tính làm vi c c a b i u n sau xác l p Hình 2.23 V n t c (a) m b m ga (b) ôtô lên xu ng d c tr ng h p Nh n xét: - B i u n DAF v i c u trúc nh ng thơng s c ch n thích h p ã cho k t qu i u n t t tr ng h p c kh o sát V n t c ôtô c i u n v i sai s xác l p b ng 0, v t l , không b dao ng, h th ng không b m t n nh trình i u n http://www.khvt.com Trang 239 - V i m t b giá tr ban u c a thơng s , dù có s thay i v t i tr ng tác d ng xe, hao mòn h th ng truy n ng hay ng c , nh h ng c a gió, s thay i v d cc am t ng, b i u n DAF v n t ch nh nh c thông s m b o ch t l ng i u n t t c xây d ng tiêu - Do lu t ch nh nh thông s chu n n nh Lyapunov v n t c ôtô c i u ch nh bám theo hàm d c, m c tiêu t tr ng h p kh o sát ch ln trì v n t c ơtơ khơng i giá tr 60 km/h; m b o h th ng làm vi c không b m t n nh hay b tr i qua nh ng giai o n m t n nh Nh ng m c tiêu khác nh ng c tiêu hao nhiên li u nh t, hay gia t c ôtô ph i n m gi i h n cho phép em l i c m giác tho i mái, êm d u cho ng i i xe không th c hi n c http://www.khvt.com Trang 240 CÂU H I ÔN T P VÀ BÀI T P Th i u n thích nghi ? T i ph i i u n thích nghi ? Lu t MIT ? H thích nghi mơ hình tham chi u MRAS ? -S nguyên lý - N i dung ph ng pháp gradient -Thi t k MRAS dùng lý thuy t n Lyapunov B t ch nh nh STR gián ti p B t ch nh nh STR tr c ti p http://www.khvt.com nh Trang 241 i u n d báo thích nghi So sánh gi a MRAS STR Ch nh nh t ng 10 L ch trình l i 11 ng d ng Matlab mơ ph ng ví d 2.2 (ví d 4.2 TLTK[1]) 12 Dùng Matlab mơ ph ng ví d 2.8 (ví d 4.8 TLTK[1]) 13 ng d ng Matlab mơ ph ng ví d 2.9 (ví d 5.1 TLTK[1]) 14 ng d ng Matlab mơ ph ng ví d 2.10 (ví d 5.2 TLTK[1]) 15 Dùng Matlab mơ ph ng ví d 2.11 (ví d 5.3 TLTK[1]) http://www.khvt.com Trang 242