Luận văn nghiên cứu hệ thống điều khiển thích nghi

LỜI MỞ ĐẦU Trong khoảng 50 năm gần đây, lý thuyết điều khiển thích nghi đƣợc đƣợc hình thành nhƣ môn khoa học, từ tƣ trở thành thực nghiêm túc, từ cách giải vấn đề trở thành toán tổng quát, từ vấn đề tồn khả giải đến ứng dụng có tính bền vững chất lƣợng Với ý nghĩa lợi ích to lớn điều khiển thích nghi, cấp bách cần nghiên cứu, ứng dụng điều khiển thích nghi vào sản xuất thực tiễn sản xuất, đƣợc đồng ý giáo viên hƣớng dẫn, em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển thích nghi” Nội dung đồ án bao gồm chƣơng: Chương 1: Tổng quan điều khiển tự động Chương 2: Hệ thống điều khiển thích nghi Chương 3: Thiết kế mô Qua em xin gửi lời cám ơn tới thầy cô ngành Điện tử viễn thơng Trƣờng đại học DLHP nhiệt tình giúp đỡ hƣớng dẫn cung cấp tài liệu để em hồn thành đồ án Đồng thời em muốn gửi lời cám ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Dƣơng, ngƣời trực tiếp đề tài hƣớng dẫn em suốt thời gian qua Mặc dù đƣợc hƣớng dẫn tận tình giáo viên hƣớng dẫn, nỗ lực cố gắng thân Song kiến thức cịn hạn chế, thời gian có hạn, điều kiện tiếp xúc thực tế chƣa nhiều, nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn, em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy giáo, giáo nhƣ bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực Lê Khắc Khang Mangh■■ng Luôn 123doc Th■a thu■n l■icam s■ tr■ h■u k■t s■ nghi■m t■im■t d■ng s■website mang kho m■i th■ m■ l■i d■n CH■P vi■n nh■ng cho ■■u kh■ng ng■■i NH■N quy■n chia dùng, l■ CÁC s■l■i v■i và■I■U t■t công h■n mua nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N cho tàihi■n ng■■i li■u TH■A tài th■ hàng li■u dùng hi■n THU■N ■■u ■ t■t Khi ■■i, Vi■t c■ khách b■n l■nh Nam Chào online hàng v■c: Tác m■ng tr■ không tài phong thành b■n khác chun ■■n thành tíngì d■ng, v■i so nghi■p, viên 123doc v■i cơng c■a b■n hồn ngh■ 123doc g■c h■o, thơng B■n và■■ n■p có tin, cao th■ ti■n ngo■i tính phóng vào ng■, Khách trách tài to,kho■n nhi■m thu nh■ c■a ■■i hàng tùy123doc, v■i ý cót■ng th■b■n d■ ng■■i dàng s■ dùng ■■■c tra c■u M■c h■■ng tàitiêu li■u nh■ng hàng m■t■■u quy■n cáchc■a l■i123doc.net sau xác,n■p nhanh ti■n tr■ chóng thành website th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c khơng th■ tìm th■y th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c 123doc luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ thành viên c■a website Mangh■n Luôn Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n 123doc Sau Th■a Xu■t h■■ng phát thu■n cam nh■n m■t t■k■t s■ t■i ýxác n■m t■■ng d■ng s■ nh■n website mang ■■i, t■o t■l■i c■ng ■■ng d■n 123doc CH■P nh■ng ■■u ■■ng h■ NH■N ■ã quy■n th■ng chia t■ng ki■m CÁC s■s■ l■i b■■c ti■n vàchuy■n ■I■U t■t mua online kh■ng nh■t bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh ng■■i li■u ph■n tài TH■A v■ li■u hàng thơng dùng tríTHU■N hi■u c■a ■■u tin Khi qu■ Vi■t xác khách nh■t, minh Nam Chào hàng uy tài l■nh Tác m■ng tín kho■n tr■ phong v■c cao thành b■n email nh■t tàichuyên ■■n li■u thành b■n Mong v■i nghi■p, viên kinh ■ã 123doc 123doc.net! mu■n ■■ng c■a doanh hoàn mang 123doc kýonline v■i h■o, Chúng l■ivà 123doc.netLink cho Tính ■■ n■p tơi c■ng cao ■■n cung ti■n tính ■■ng th■i vào c■p trách xác tài ■i■m D■ch xãkho■n th■c nhi■m h■itháng V■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i ■■■c ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c g■i t■ng tài 123doc v■ mô nguyên b■n ng■■i ■■a t■s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c m■c ■ây) email M■c h■■ng quý 100.000 cho b■n tiêu báu, b■n, nh■ng ■ã hàng phong l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau vuingày, n■p lòng “■i■u giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc Mang h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p không tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mơ ngun b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t u■t phát Nhi■u Mang Ln 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n t■ m■t tr■ t■ h■u ýk■t s■ thú nghi■m t■i ýt■■ng xác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event t■o kho m■i ■■i, t■o t■ c■ng th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■ng ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia ki■m t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c ti■n s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công online h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N b■ng sang b■ng cho tài ■■nh hi■n tài ng■■i li■u ph■n tài TH■A li■u tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng trí hi■u hi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin qu■ t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia nh■t, b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online uy hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác tín m■ng tín kho■n tr■ cao nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n nh■t email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tín Mong b■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã mu■n t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n mang hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i l■i h■o, Chúng l■i thơng B■n cho 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có c■ng tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i ■■ng tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác xã tài ■i■m D■ch xã to,h■i kho■n th■c nhi■m h■i thum■t tháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ngu■n ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cótài g■i t■ng th■ tài 123doc nguyên v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t tri d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c tra th■c m■c ■ây) email c■u quý M■c h■■ng quý 100.000 cho tài báu, b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng phong ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u phú, quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a ■a l■i b■n vào d■ng, 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p giàu lòng “■i■u nhanh giàu ti■n giá s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u tr■ thành tr■ nh■p ■■ng 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email th■i vi■n th■i Thu■n mong c■a thành mong tài v■ li■u mu■n viên mu■n S■ online ■■ng D■ng t■o click t■o l■n ■i■u ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n ki■n V■” vào Vi■t 123doc cho top sau cho Nam, cho 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■i users website c■p users ■âynh■ng có ■■■c cóph■ thêm thêm tài bi■n g■i thu thu li■u t■t nh■p nh■t nh■p ■■c T■it■i Chính khơng t■ng Chính Vi■tth■i vìth■ Nam, vìv■y v■y ■i■m, tìm 123doc.net t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racó ■■i thu■c ■■i tr■■ng th■ nh■m nh■m c■p top ngo■i ■áp 3nh■t ■áp Google ■ng tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net nhu Nh■n nhuc■u c■u ■■■c chia theo chias■ quy■t danh s■tàitài hi■u li■u li■uch■t ch■t c■ng l■■ng l■■ng ■■ng vàvàki■m bình ki■mch■n ti■n ti■nonline online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Nhi■u Mang Ln 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i không t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ thống ĐKTĐ bao gồm phần chủ yếu: - Thiết bị điều khiển (C) - Đối tƣợng điều khiển (O) - Thiết bị đo lƣờng cảm biến (M) Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển tự động Trong đó: u(t): tín hiệu chủ đạo, chuẩn thƣờng gọi tín hiệu vào x(t): tín hiệu điều khiển y(t): tín hiệu z(t): tín hiệu hồi tiếp,phản hồi e(t): sai lệch điều khiển 1.2 CÁC NGUYÊN TẮC ĐKTĐ 1.2.1 Nguyên tắc giữ ổn định * Điều khiển sai lệch Hình 1.2 Sơ đồ nguyên tắc điều khiển theo sai lệch Tín hiệu y(t) đƣợc đƣa vào so sánh với tín hiệu vào u(t) nhằm tạo nên tín hiệu tác động lên đầu vào điều khiển C nhằm tạo tín hiệu điều khiển đối tƣợng O * Nguyên tắc điều khiển theo phương pháp bù nhiễu Hình 1.3 Sơ đồ nguyên tắc điều khiển bù nhiễu Nguyên tắc bù nhiễu sử dụng thiết bị bù K để giảm ảnh hƣởng nhiễu nguyên nhân trực tiếp gây hậu cho hệ thống * Nguyên tắc điều khiển hỗn hợp (sai lệch + bù nhiễu) Hình 1.4 Sơ đồ nguyên tắc điều khiển hỗn hợp Nguyên tắc điều khiển hỗn hợp phối hợp hai nguyên tắc trên, vừa có hồi sai lệch vừa dùng thiết bị để bù nhiễu 1.2.2 Nguyên tắc điều khiển theo chương trình Sử dụng cho hệ hở Tín hiệu thay đổi theo chƣơng trình định sẵn Để tín hiệu thực theo chƣơng trình cần phải sử dụng máy tính hay thiết bị có lƣu trữ chƣơng trình Hai thiết bị thơng dụng có lƣu trữ chƣơng trình là: PLC CLC 1.2.3 Nguyên tắc tự định chỉnh Có khả tự thích nghi, tự cải tiến thay đổi thơng số Nhiễu TBĐK thích nghi Ngõ vào TBĐK ĐTĐK Ngõ TBĐL 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐKTĐ * Phân loại theo đặc điểm tín hiệu - Tín hiệu ổn định - Tín hiệu theo chƣơng trình * Phân loại theo số vịng kín - Hệ hở: hệ khơng có vịng kín - Có nhiều loại nhƣ hệ vịng kín, hệ nhiều vịng kín, … * Phân loại theo khả quan sát - Hệ thống liên tục Quan sát đƣợc tất trạng thái hệ thống theo thời gian Mơ tả tốn học: phƣơng trình đại số, phƣơng trình vi phân, hàm truyền - Hệ thống không liên tục Quan sát đƣợc phần trạng thái hệ thống Nguyên nhân: - Do đặt đƣợc tất cảm biến - Do không cần thiết phải đặt đủ cảm biến Trong hệ thống không liên tục, ngƣời ta chia làm loại: + Hệ thống gián đoạn: Là hệ thống mà ta quan sát trạng thái hệ thống theo chu kỳ (T) chất, hệ thống dạng hệ thống liên tục + Hệ thống với kiện gián đoạn: Đặc trƣng kiện không chu kỳ, quan tâm đến kiện/ tác động * Phân loại theo mơ tả tốn học - Hệ tuyến tính: đặc tính tĩnh tất phân tử có hệ thống tuyến tính Đặc điểm bản: xếp chồng - Hệ phi tuyến: có đặc tính tĩnh phần tử hàm phi tuyến - Hệ thống tuyến tính hóa: tuyến tính hóa phần hệ phi tuyến với số điều kiện cho trƣớc để đƣợc hệ tuyến tính gần 1.4 CÁC VẤN ĐỀ TRONG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Xây dựng mơ hình tốn học dựa tƣợng vật lý hệ thống Khảo sát tính ổn định hệ thống Khảo sát chất lƣợng hệ theo tiêu đề Mô hệ thống máy tính Thực mơ hình mẫu kiểm tra thực nghiệm Tinh chỉnh để tối ƣu hóa tiêu chất lƣợng Xây dựng hệ thống thiết kế 1.5 MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Mỗi hệ thống chia làm nhiều phần thuận tiện phần đƣợc biễu diễn hàm toán học gọi hàm truyền đạt Hình 1.5 Sơ đồ phân chia hệ hệ thống điều khiển thành hệ thống 1.5.1 Các khâu Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển tổng quát Đa phần mạch phản hồi hệ thống điều khiển mạch phản hồi âm Khi tiến hành phân tích hệ thống tốt hay xấu hay thiết kế điều khiển cho hệ thống phải xuất phát từ mơ hình tốn học hệ thống hay nói cách khác ta phải tìm đƣợc quan hệ đầu vào đầu hệ thống * Khâu khuếch đại Hình 1.7 Sơ đồ khâu khuếch đại tĩnh - Khâu khuếch đại tín hiệu đầu khuếch đại tín hiệu đầu vào: y = K.x K hệ số khuếch đại - Cũng có hệ thống có khuếch đại nhiều tầng Hình 1.8 Sơ đồ khâu khuếch đại tầng * Khâu tích phân t y(t) = x t dt y0 Ti t0 Với Ti thời gian tích phân * Khâu vi phân y = TD dx dt TD số thời gian vi phân * Khâu bậc T Trong đó: dy +y =K x dt K hệ số truyền khâu T số thời gian khâu Phản ứng hệ thống tốt hay xấu phụ thuộc vào hệ số K, nhanh hay chậm phụ thuộc vào T * Khâu bậc hai dy T2 dt + T Trong đó: dy +y(t) =K x t dt K hệ số khuếch đại T số thời gian độ suy giảm tín hiệu * Khâu bậc n thơng thƣờng n ≥ m 1.5.2 Mơ hình tốn học miền tần số * Khái niệm phép biến đổi Laplace Khi sử dụng phép biến đổi tín hiệu hệ thống từ miền thời gian sang miền khác để thuận tiện việc xử lý tín hiệu Nhƣ hệ thống liên tục ngƣời ta hay sử dụng phép biến đổi Laplace để biến đổi từ miền thời gian sang miền tần số phức Các phƣơng trình vi tích phân chuyển đổi thành phƣơng trình đại số thơng thƣờng Trong hệ thống rời rạc ngƣời ta hay sử dụng phép biến đổi Z để chuyển tín hiệu tự miền thời gian sang miền tần số phức Trong thực tế ngƣời ta sử dụng phép biến đổi khác để xử lý tín hiệu nhƣ giải tƣơng quan, mã hố có hiệu quả, chống nhiễu, … Thực phép biến đổi có cơng cụ tốn học nhƣ máy tính số, cơng cụ phổ biến hiệu phần mềm Matlab hay thực biến đổi tay + Biến đổi Laplace thuận: Gọi F(s) biến đổi Laplace hàm f(t), ta có: đó: - s =σ + jω - e-st hạt nhân phép biến đổi - F(s) hàm phức - f(t) hàm biểu diễn miền thời gian xác định R Để thực đƣợc biến đổi Laplace hàm f(t) phải hàm thực thoả mãn số điều kiện sau: f(t) = t < f(t) liên tục t≥0, khoảng hữu hạn cho trƣớc có hữu hạn đỉêm cực trị Hàm f(t) gọi hàm bậc số mũ t → ∞ tồn số thực α ≥ M >0 f (t ) Me t, t 0; α đƣợc gọi số tăng hàm f(t) Khi hàm f(t) hàm bậc số mũ hàm f(t) tăng không nhanh hơn hàm et e-st (t)dt Nếu f(t) hàm gốc có số tăng α tích phân I hội tụ miền Re(s) = σ Khi I e st f t dt F s hàm phức + Biến đổi Laplace ngược: Biến đổi Laplace ngƣợc xác định tín hiệu f(t) từ ảnh Laplace F(s) Gọi f(t) gốc ảnh F(s) Khi ta có: * Hàm số truyền hệ thống ĐKTĐ Nhằm đơn giản hố phƣơng pháp phân tích tổng hợp hệ thống tự động ngƣời ta thƣờng chuyển phƣơng trình động học hệ dạng phƣơng trình vi phân viết với nguyên hàm x(t), y(t) thành phƣơng trình viết dƣới dạng hàm số X(s), Y(s) thông qua phép biến đổi Laplace Hàm số truyền (H S T) hệ thống (hay phần tử) tự động tỷ số hàm ảnh lƣợng với hàm ảnh lƣợng vào (qua phép biến đổi Laplace) với giả thiết tất điều kiện đầu không W(s) = Y (s) X (s) Trong đó: W(s) hàm số truyền hệ thống Y(s) hàm ảnh lƣợng X(s) hàm ảnh lƣợng vào 1.5.3 Mơ hình tốn học miền thời gian * Khái niệm trạng thái Khái niệm trạng thái có sở cách tiếp cận đại mô tả động học hệ thống đƣợc Turing lần đƣa năm 1936 Sau khái niệm đƣợc nhà khoa học Nga Mỹ ứng dụng rộng rãi để giải toán điều khiển tự động Trạng thái hệ thống đƣợc đặc trƣng nhƣ lƣợng thông tin tối thiểu hệ, cần thiết để xác định hành vi hệ tƣơng lai biết tác động vào Nói cách khác, trạng thái hệ đƣợc xác định tổ hợp tọa độ mở rộng đặc trƣng cho hệ Trạng thái hệ thống tập hợp nhỏ biến (gọi biến trạng thái) mà biết giá trị biến thời điểm t0 biết tín hiệu vào thời điểm t > t0 ta hồn tồn xác định đƣợc đáp ứng hệ thống thời điểm t > t0 Hệ thống bậc n có n biến trạng thái Các biến trạng thái chọn biến vật lý biến vật lý Theo quan điểm phân tích tổng hợp hệ thống thƣờng, ngƣời ta chia biến đặc trƣng hệ thống hay có quan hệ định với nhóm nhƣ sau: - Các biến vào hay tác động vào ui đƣợc tạo hệ thống 10 Thực nghiệm: PID A u Quá trình y T Relay -1 Kết thực tế - Thông tin biết trƣớc? - Bắt đầu thực nghiệm nhƣ nào? - Hồi tiếp đến biên độ giới hạn dao động - Hiệu chỉnh luật Zeigler – Nichols: Thay đổi giá trị bảng Sử dụng thông số: Ku, Tu Kp - Làm để đƣơng đầu với nhiễu đƣợc Nhiễu tải Nhiễu đo Từ trễ Sự lặp lại trực tuyến Ý tƣởng: Tìm nét đặc trƣng đáp ứng trực tuyến điểm đặt nhiễu tải Hiệu chỉnh điều khiển dựa đặc tính quan sát đƣợc 54 e1 e3 e2 Tp Đặc tính: hệ số tắt d độ vọt lố d e3 e1 e2 e2 e2 e1 Bộ điều khiển hiệu chỉnh dựa luật thử sai Dễ dàng PI khó khăn PID Thơng tin biết trƣớc Tiền chỉnh định 2.3.2 Lịch trình độ lợi Thỉnh thoảng tìm thấy biến đổi phụ có tƣơng quan tốt với thay đổi trình động học Vì làm giảm ảnh hƣởng tham số biến động đơn giản việc thay đổi tham số điều chỉnh nhƣ hàm biến phụ 55 Hình 2.6 Mơ hình lịch trình độ lợi Lịch trình độ lợi đƣợc xem nhƣ hệ thống điều khiển hồi tiếp mà độ lợi hồi tiếp đƣợc chỉnh bù đƣợc cung cấp trƣớc  Ưu, khuyết điểm lịch trình độ lợi Mặt hạn chế lịch trình độ lợi bù vịng hở Khơng có hồi tiếp để bù cho sai số lịch trình Hạn chế khác lịch trình độ lợi việc thiết kế tốn nhiều thời gian Tham số điều chỉnh phải đƣợc chọn cho nhiều điều kiện vận hành đặc tính kĩ thuật phải đƣợc kiểm tra nhiều q trình mơ Những khó khăn tránh đƣợc lịch trình dựa vào phép chuyển đổi phi tuyến Lịch trình độ lợi có ƣu điểm tham số điều chỉnh đáp ứng nhanh với thay đổi q trình Khi khơng có ƣớc lƣợng tham số, nhân tố giới hạn phụ thuộc vào tốc độ đáp ứng phép đo phụ với thay đổi trình 2.3.3 Xây dựng lịch trình Lựa chọn biến lịch trình Hồn thiện việc thiết kế điều khiển cho điều kiện vận hành 56 khác Sử dụng việc chỉnh định tự động Sự biến đổi Thật khó để tìm luật chung cho việc thiết kế điều chỉnh theo lịch trình độ lợi Vấn đề việc định biến sử dụng làm biến lịch trình Rõ ràng tín hiệu phụ phải phản ánh điều kiện vận hành đối tƣợng Sẽ có trình bày lí tƣởng đơn giản cho tham số điều chỉnh liên quan đến biến lịch trình Vì cần có kiến thức tốt hệ động học trình lịch trình độ lợi đƣợc sử dụng Các khái niệm tổng quát sau phục vụ cho mục đích - Tuyến tính hố cấu dẫn động phi tuyến - Lập trình độ lợi dựa vào đo đạc biến phụ - Vận hành dựa vào hiệu suất - Các phép biến đổi phi tuyến 2.3.4 Ứng dụng Lịch trình độ lợi phƣơng pháp hữu dụng Nó yêu cầu phải có kiến thức tốt q trình biến phụ đƣợc đo đạc Một thuận lợi lớn phƣơng pháp điều chỉnh thích nghi (đáp ứng) nhanh điều kiện thay đổi Một số ứng dụng nhƣ: định hƣớng cho tàu, kiểm sốt nồng độ pH, kiểm sốt khí đốt, điều khiển động điều khiển bay 2.3.5 Kết luận Lịch trình độ lợi cách tốt để bù cho đặc tính phi tuyến biết trƣớc Bộ điều chỉnh phản ứng nhanh với thay đổi điều kiện Mặt hạn chế kĩ thuật thiết kế tốn nhiều thời gian không dùng phép chuyển đổi phi tuyến tự động chỉnh định Mặt hạn chế khác tham số 57 điều khiển đƣợc thay đổi vịng hở, khơng có hồi tiếp từ đặc tính làm việc hệ thống Phƣơng pháp khơng thể dùng đƣợc đặc tính động học q trình nhiễu khơng đƣợc biết trƣớc đầy đủ, xác 58 Chương THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cho hệ thống: G( s) B A s( s a) Với a thông số chƣa biết (3.1) Xác định điều khiển cho hệ thống vịng kín sau: Gm ( s) s 2 s Bm Am (3.2) Xác định điều khiển thích nghi mơ hình mẫu dựa phƣơng pháp gradient lý thuyết ổn định 3.2 GIẢI THUẬT Luật điều khiển tuyến tính có dạng: Ru Tu c Sy (3.3) Với R,S,T đa thức Ta vẽ lại nhƣ sau: 59 Ta có : y u u y A B B A Thay vào (3.3) ta đƣợc: ( AR BS ) y Ta có : B B B B B (3.4) BTu c Để có hệ thống nhƣ mong muốn ( AR BS ) phải chia hết cho Am ,đa thức phải chứa Am B có bậc lớn bậc Am B Phƣơng trình Diophantine: AR BS (3.5) B A0 Am Với R B R1 Khử B (3.5) ta đƣợc: AR1 B S (3.6) A0 Am A0 ( s s( s a) R1 S s ) Ta chọn: R1 R B R1 A0 S s2 as s0 s s0 s s2 2 s a s0 Để (3.4) có dạng (3.2) thì: Bm Với B B 'm B B'm T A0 B ' m T A0 B ' m 2 Nhƣ vậy, ta có điều khiển tuyến tính sau: 60 Luật điều khiển có dạng: u uc ( s0 s )y Phƣơng trình hệ kín: ( AR BS ) y (s BTu c as s0 s )y uc y s2 (a s0 ) s uc 3.3 THIẾT KẾ Mơ hình ym Tham số điều khiển Cơ cấu hiệu chỉnh uc y Bộ điều khiển Đối tƣợng u Hệ thống thích nghi mơ hình tham chiếu Trong hệ thống cấu hiệu chỉnh thay đổi thông số điều khiển cho ngõ y đối tƣợng giống với ngõ ym mơ hình Ta sử dụng phƣơng pháp Gradient để xây dựng luât cập nhập thông số cho cấu hiệu chỉnh 61 Định nghĩa sai số: e y ym Ta phải thay đổi thông số điều khiển cho sai số e Xét chuẩn: e J( ) Để làm cho J nhỏ chiều thay đổi thông số chiều âm gia số J, nhƣ sau: d dt J e e Với hệ cho ta có: e s0 s s 2 ( a s0 ) s uc s s ( a s0 ) s 2 y Khi hàm truyền đạt hệ thống đạt tới hàm truyền đạt mong muốn thì: s2 (a s0 ) s s2 hay a s0 2 s0 s a Do đó: e s0 s s s y Suy ra: ds0 dt e e s0 e s s 2 s y Tính ổn định hay khơng hệ thống phụ thuộc nhiều vào thông số a q trình.Việc lựa chọn thơng số điều khiển thích nghi phải vào tầm thay đổi thông số a hệ thống hoạt động 62 3.4 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Thiết kế theo mơ hình thích nghi 63 Kết mô thu 3.5 KẾT LUẬN Bộ điều khiển thích nghi mơ hình tham chiếu (MRAS).Với phƣơng pháp tiếp cận Gradient lý thuyết ổn định giải tốt vấn đề điều khiển hệ thống thông số hệ thống thay đổi Tuy điều khiển thích nghi nhƣng tính thích nghi thỏa mãn điều kiện làm việc giới hạn,phải chấp nhận đánh đổi tính ổn định hệ thống với tốc độ hội tụ giá trị thông số cần điều khiển 64 KẾT LUẬN Thích nghi q trình thay đổi thông số, cấu trúc điều khiển hay tác động điều khiển sở lƣợng thơng tin có đƣợc q trình làm việc với mục đích đạt đƣợc trạng thái định, thƣờng tối ƣu thiếu lƣợng thông tin ban đầu nhƣ điều kiện làm việc thay đổi Điều khiển thích nghi tổng hợp kỹ thuật nhằm tự động chỉnh định điều chỉnh mạch điều khiển nhằm thực hay trì mức độ định chất lƣợng hệ thông số trình khơng biết trƣớc hay thay đổi theo thời gian Lý thuyết điều khiển thích nghi đƣợc đƣợc hình thành nhƣ môn khoa học, từ tƣ trở thành thực nghiêm túc, từ cách giải vấn đề trở thành toán tổng quát, từ vấn đề tồn khả giải đến ứng dụng có tính bền vững chất lƣợng Trong đồ án em đề cập cách tổng quan hệ điền khiển thích nghi, trọng tâm gồm phần:  Tìm hiểu hệ thích nghi mơ hình tham chiếu MRAS, nắm bắt đƣợc nội dung phƣơng pháp thiết kế MRAS  Bộ tự chỉnh định STR bao gồm tự chỉnh định trực tiếp tự chỉnh định gián tiếp.Tìm hiểu thuật tốn tự chỉnh định  Chỉnh định tự động lịch trình độ lợi Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ,hƣớng dẫn tận tình thầy Th.S Nguyễn Văn Dƣơng, giúp đỡ em suốt q trình hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô ngành Điện tử - Viễn thông Trƣờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thƣơng Ngô (2005), Lý thuyết điều khiển tự động thông thường đại, 4, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [2] Phạm Công Ngô (2006), Lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Nguyễn Phƣơng, Nguyễn Thị Phƣơng Giang (2005), Cơ sở tự động hoá sử dụng ngành khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [4] Amerongen, J van (2004); Intelligent Control (part 1)-MRAS, Lecture notes; University of Twente, The Netherlands, March [5] Amerongen, J.van (2006); A MRAS-based learning feed-forward controller; University of Twente, The Netherlands [6] http://www.20sim.com [7] http://dieukhien.net/vn/discuss.php?ftopid=8&fcatid=43 66 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG .2 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN .2 1.2 CÁC NGUYÊN TẮC ĐKTĐ .2 1.2.1 Nguyên tắc giữ ổn định .2 1.2.2 Nguyên tắc điều khiển theo chƣơng trình 1.2.3 Nguyên tắc tự định chỉnh 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐKTĐ .4 1.4 CÁC VẤN ĐỀ TRONG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 1.5 MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .6 1.5.1 Các khâu 1.5.2 Mơ hình tốn học miền tần số 1.5.3 Mơ hình tốn học miền thời gian 10 1.5.4 Sự ổn định hệ thống 13 Chương HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI .15 2.1 HỆ THÍCH NGHI MƠ HÌNH THAM CHIẾU – MRAS 15 2.1.1 Sơ đồ chức 15 2.1.2 Luật MIT 16 2.1.3 Nội dung, phƣơng pháp thiết kế MRAS 18 2.1.4 Thiết kế MRAS dùng lý thuyết ổn định Lyapunov 24 2.1.4.1 Phƣơng pháp thứ hai Lyapunov 24 2.1.4.2 Hệ thống MRAS rời rạc .26 2.1.4.3 MRAS cho hệ thống biết đƣợc phần 26 2.1.5 Kết luận 26 2.2 BỘ TỰ CHỈNH ĐỊNH - STR 27 2.2.1 Bộ tự chỉnh định gián tiếp .29 2.2.2 Bộ tự chỉnh định trực tiếp .32 2.2.3 Kết nối MRAS STR 40 2.2.4 Điều khiển dự báo thích nghi 41 67 2.2.5 Kết luận 50 2.3 CHỈNH ĐỊNH TỰ ĐỘNG VÀ LỊCH TRÌNH ĐỘ LỢI 51 2.3.1 Kỹ thuật chỉnh định 51 2.3.2 Lịch trình độ lợi 55 2.3.3 Xây dựng lịch trình 56 2.3.4 Ứng dụng 57 2.3.5 Kết luận 57 Chương THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG 59 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 59 3.2 GIẢI THUẬT .59 3.3 THIẾT KẾ 61 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 63 3.5 KẾT LUẬN 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 68 ... hệ không ổn định 14 Chương HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI 2.1 HỆ THÍCH NGHI MƠ HÌNH THAM CHIẾU – MRAS 2.1.1 Sơ đồ chức Hệ thống thích nghi sử dụng mơ hình chuẩn phƣơng pháp điều khiển thích nghi. .. 1.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển tổng quát Đa phần mạch phản hồi hệ thống điều khiển mạch phản hồi âm Khi tiến hành phân tích hệ thống tốt hay xấu hay thiết kế điều khiển cho hệ thống phải xuất phát... liên tục, ngƣời ta chia làm loại: + Hệ thống gián đoạn: Là hệ thống mà ta quan sát trạng thái hệ thống theo chu kỳ (T) chất, hệ thống dạng hệ thống liên tục + Hệ thống với kiện gián đoạn: Đặc trƣng