2.7.1.Ch 2.7.1.Chếếếế độ độ độ độ độ độ độ động ng ng ng ccccơ ơ
2.7.3. Điiiiềềềều uu khi khi khi khiểểểển nn ttttố ốố ốcccc độ độ độ độ
2.7.3.
2.7.3.2.7.3.ĐĐĐĐiiiiềềềềuuuu khikhikhikhiểểểểnnnn ttttốốốốcccc độđộđộđộ
Phương pháp vận hành khác nhau tồn tại trong vật liệu. Trong phần dưới đây, logic mờ và proportional- tích phân (PI) điều khiển được trình bày. Cuối cùng,Bộ điều khiển PI được lựa chọn cho các động cơ từ trở quy định chuyển sang vòng lặp tốc độ.Hiệu chỉnh tăng PI có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp khác nhau. Dòng bài này là các phương pháp mô phỏng luyện kim được sử dụng để xác định được tối ưu không có ý định
trong bài này để ủng hộ một hoặc một tốc độ loại loại điều khiển cho SRM, để tìm thấycác phương pháp điều chỉnh tối ưu, butr ather để trình bày hiệu quả của việc sử dụng mô phỏng một luyện trong điều chỉnh bộ điều khiển PI.
Nguy Nguy Nguy
Nguyêêêênnnn llllýýýý llllààààmmmm viviviviệệệệcccc
Ứng dụng logic mờ trong điện điện tử và các ổ đĩa tương đối new.A.Zadeh đã phát triển lý thuyết tập hợp, ở giữa của thập kỷ thứ bảy [ZAD96]. Nó được dựa trên cơ sở toán học của những ý niệm không có thật, vì nó bắt chước con người nhận thức được thể hiện trong các từ như không thực sự, hầu như, vv Lý thuyết này xuất hiện là đối diện của logic hoá trị hai phổ biến hơn. Có một rất rộng phạm vi của các bộ điều khiển dựa trên logic mờ: Bộ điều khiển mờ của loại PID, bộ điều khiển mờ - chế độ trượt, bộ điều khiển mờ Sugeno gõ và Takagi, bộ điều khiển mờ thích nghi trực tiếp và gián tiếp, vv [Bir 99]. Những lợi thế của bộ điều khiển logic:
• Không cần kiến thức chính xác của các mô hình toán học của các quy trình kiểm soát;
• Kiểm soát hiệu quả hơn hệ thống phi tuyến do tính chất phi tuyến tính của bộ điều khiển;
• Bộ điều khiển mờ là tương đối dễ thực hiện;
• Chi phí thấp hơn so với các hệ thống điều khiển thông minh khác.
Tuy nhiên, vấn đề chính của một bộ điều khiển mờ là sự ổn định của nó.Sự so sánh hiệu năng hệ thống fuzzy-kiểm soát với một bộ điều khiển PID là đưa ra trong [Li 89] chứng minh sự vượt trội của cựu.
TT T T
Tỷỷỷỷ llllệệệệ ---- ttttííííchchchch phphphphâââânnnn (PI)(PI)(PI)(PI) đđđđiiiiềềềềuuuu khikhikhikhiểểểểnnnn
Tỷ lệ-tích phân (PI) bộ điều khiển được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp cho các điều khiển. Trong nhiều quá trình công nghiệp điều khiển tốc độ chính xác liên quan với tốc độ tốt giữ khả năng trong sự hiện diện của tải xáo trộn là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nhiều phi linearities phát sinh trong điều khiển.Bộ điều khiển tốc độ chuyển đổi các lỗi tốc độ trong một giá trị tham khảo mô-men xoắn(hoặc giá trị tham chiếu hiện tại). Giữ mô-men xoắn và hiện tại trong định trước ranh giới có thể đạt được bằng cách hạn chế đầu ra của bộ điều khiển tốc độ. Phổ biến nhất là sử dụng bộ điều khiển tốc độ cho các trình điều khiển chứa hai điều khiển vòng riêng biệt (hình 2.23). Các vòng lặp bên có nhiệm vụ kiểm soát dòng điện và kết hợp một bộ điều khiển PWM trễ, được kích hoạt bởi các lỗi giữa các thiết lập và đo dòng điện. Các tham chiếu dòng điện / mô-men xoắn được tạo ra bởi vòng điều khiển bên ngoài, trong đó các lỗi giữa tham chiếu và tốc độ thực tế kích hoạt (PI) điều khiển tốc độ tỷ lệ-tích phân
Hình 2.32: Điều khiển Cascade của SRM
Để đơn giản hóa việc tính toán, hệ thống có thể được tách riêng trong hai chế độ: chế độ nhanh (chế độ điện) và chế độ chậm (chế độ cơ khí). điều này Giả thuyết này gần như đúng là thời gian cơ học liên tục là lớn hơn nhiều so với các thiết bị điện. Bằng cách này, các vòng lặp điều khiển hiện nay có thể được coi như là thống nhất. Các phương trình mô hình phi tuyến tính, bởi vì dòng điện và điều khiển được thế vào phương trình tốc độ
ĐĐ Đ Đ
Điiiiềềềềuuuu khikhikhikhiểểểểnnnn ttttốốốốcccc độđộđộđộ
Các điều chỉnh của bộ điều khiển là một vấn đề phức tạp do có nhiều chi tiết của máy,chuyển đổi năng lượng điện và điều khiển. Các vốn có tính phi tuyến của SRM là khó khăn để xử lý cho một điều chỉnh thích hợp các thông số điều khiển. Bộ chuyển đổi sức người có chuyển phi tuyến tính đặc trưng vì áp đặt thời gian chuyển đổi đã chết. Một trở ngại nữa trong việc tìm kiếm các thiết lập tối ưu cho các thông số của một tỷ lệ-tích (PI) điều khiển tốc độ là khó khăn trong việc mô tả tải. nhiều phương pháp đã được công bố. Miller cho thấy rằng việc xác định tỷ lệ ζ giảm xóc, các ωn tần số tự nhiên và tối đa vượt qua ông mang PI-điều khiển thông số [Mil 01]. Đối với phân tích tín hiệu nhỏ lực lượng tải lò xo có thể đượccoi như không đổi. Hệ thống có thể được mô tả như một bậc hai tiêu chuẩn hệ thống với một số không:
Điều chỉnh bộ điều khiển cho hiệu suất tối ưu trong một hệ thống phi tuyến tính (có thể cùng với một hệ thống chống windup) có thể trở thành một nhiệm vụ khó khăn, đặc biệt là khi nhiễu phụ tải có liên quan. Da Silva et al. [Sil 01] đề xuất trên dòng tối ưu hóa của một bộ điều khiển PI với mạch chống windup sử dụng thuật toán di truyền.
Ph Ph Ph
Phươươươươngngngng phphphpháááápppp mmmmôôôô phphphphỏỏỏỏngng luyngngluyluyluyệệệệnnnn kimkimkimkim
Các phương pháp ủ mô phỏng là một kỹ thuật tối ưu hóa có thể được sử dụng để tìm cực tiểu toàn cục hoặc maxima. Những cảm hứng cho ủ mô phỏng đến từ các quá trình vật lý làm mát vật liệu nóng chảy xuống bang theirsolid. Khi thép nóng chảy được làm lạnh quá nhanh, các nguyên tử của nó không có timeto tìm vị trí cân bằng và các sản phẩm trình bày một sức bền cơ học thấp. Một lịch trình làm nguội chậm kết thúc với các sản phẩm cuối cùng tốt nhất, nâng thép đến một năng lượng thấp, trạng thái tối ưu. Việc áp dụng phương pháp ủ mô phỏng trong bộ điều khiển tốc độ điều chỉnh PI đã cho kết quả rất tốt [Aca 02]. Kỹ thuật tìm kiếm Stochastic tránh các yêu cầu về mô hình toán học của bộ chuyển đổi năng lượng điện tử, lái xe và tải, có thể đối phó với không linearities. Họ mô phỏng sự tiến hóa ngẫu nhiên của một hệ thống vật lý và đạt được trạng thái cân bằng là trạng thái ổn định ủ Simulated phân phối trên các trạng thái của một chuỗi Markov tương ứng. có thể được hiển thị để hội tụ về một giải pháp tối ưu trên toàn cầu. Tuy nhiên, nó có thể được cực kỳ tính toán đắt tiền.Một hệ thống vật lý, khi nó nguội xuống, tìm cách để đạt đến một năng lượng tối thiểu nhà nước. Đối với bất kỳ tập rời rạc của các hạt, giảm thiểu tổng số năng lượng là một vấn đề tối ưu hóa tổ hợp. Thông qua quá trình chuyển đổi ngẫu nhiên được tạo ra theo để phân phối xác suất trên, vật lý để giải quyết bài toán tối ưu tổ hợp tùy ý có thể được mô phỏng. Việc ủ chỉnh mô phỏng thuật toán cho tỷ lệ-tích phân (PI) có thể được xây dựng như sau:
• Thiết lập các thông số độc lập với các giá trị ban đầu; • Thiết lập nhiệt độ đến một giá trị tương đối cao; • xáo trộn các thông số độc lập;
• Tính toán các chi phí chức năng mới trong điều kiện mới; • So sánh mới nhất và tốt nhất cho đến bây giờ hàm chi phí:
- Nếu hàm chi phí mới thấp hơn hoặc bằng tốt nhất, một trong những mới trở thành tốt nhất cho đến bây giờ;
- Nếu không, hãy chọn một số ngẫu nhiên r thống nhất từ [0,1] Nếu r <e -. (ΔE / kT),
chấp nhận các giải pháp tồi tệ nhất (phiên bản mới) là tốt nhất cho đến bây giờ;
• Lặp lại các bước 3-5 một số tùy ý của n lần;
• Nếu một sự cải tiến đã được thực hiện sau n lần lặp lại, thiết lập các điểm trung tâm
là điểm tốt nhất.
• Giảm nhiệt độ theo lịch trình định sẵn;
• Lặp lại các thuật toán cho đến các tiêu chí dừng.
của bộ điều khiển tốc độ động cơ điện điều chỉnh. Trong đề án này một thuật toán tương tự được sử dụng cho việc tìm kiếm các thông số tối ưu của bộ điều khiển PI
của một điều khiển cưỡng bức chuyển. Các thuật toán bao gồm so sánh một cách ngẫu nhiên tạo ra tiềm năng giải pháp B [KPB, KiB, IAEB], đến một giải pháp hiện A [kPa, Kia, IAEA]. Các không gian giải pháp xác định tối đa và tối thiểu
giá trị của các lợi PI, và bất kỳ giải pháp tiềm năng B là trong hệ thống cho phép
không gian giải pháp. Các thuật toán bao gồm hai bước.
CC C C
Cáááácccc gigigigiảảảảiiii phphphpháááápppp ttttôôôôiiii luyluyluyluyệệệệnnnn
Bước đầu tiên là để tạo ra một giải pháp tiềm năng ngẫu nhiên B trong phép không gian giải pháp hệ thống và tính toán xác suất, PA, chức năng
của khoảng cách giữa A và B, và nhiệt độ tức thời. Có
hai xác suất chấp nhận, tương ứng với hai lợi ích, PAA và PAB định nghĩa là:
nơi dịch chuyển đạt được (cho tỷ lệ tương ứng và không tách rời) được xác định bởi:
Sau đó mỗi xác suất chấp nhận được so sánh với một giá trị ngẫu nhiên, r, giữa [0, 1]. Nếu r> PA, đạt giải pháp tiềm năng bị từ chối, nếu không nó được chấp nhận.Nếu cả hai tăng giải pháp tiềm năng được chấp nhận, toàn bộ giải pháp tiềm năng, B, là chấp nhận cho bước thứ hai của thuật toán, nếu không các thuật toán đề xuất một giải pháp tiềm năng và các vòng lặp khởi động lại. Điều này ngăn cản việc tìm kiếm của một giải pháp tiềm năng xa các giải pháp thực tế.Xác suất chấp nhận, PA, là một chức năng phụ thuộc vào nhiệt độ tức thời, T, và tỷ lệ chuyển / bậc. Việc chấp nhận xác suất cao hơn đối với bất kỳ tỷ lệ chuyển / phạm vi ở đầu
quá trình khi nhiệt độ cao hơn vào cuối của quá trình (Hình 2.33). Giải pháp B có xác suất cao hơn để có đánh giá tất cả cùng tiến trình, nếu nó gần với các giải pháp hiện có A.
Một số giải pháp 500 mỗi mức nhiệt độ, B, được đề xuất để đánh giá trong bước đầu tiên cho mỗi nhiệt độ. Không phải tất cả trong số đó được chấp
nhận, chỉ những người nằm ở gần nhau của các dung dịch A hiện có (đại diện là một vòng tròn trên Hình 2.34). Lúc đầu, các giải pháp đề xuất, B, được phân bố trong không gian giải pháp toàn bộ xung quanh A. Khi nhiệt độ giảm,
Hình 2.33: Ảnh hưởng của nhiệt độ trên xác suất PA.
Xác suất chấp nhận được nhiều hơn và nhạy hơn với sự dịch chuyển của B để
Hình 2.34: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ di chuyển
HH H H
Hààààmmmm ttttổổổổnnnn haohaohaohao
Bước thứ hai của thuật toán bao gồm việc đánh giá các giải pháp đề xuất B, và tương ứng với điểm (5) của thuật toán mô phỏng luyện kim. Các tiến hóa của các tín hiệu lỗi trong chế độ chuyển tiếp là một tham số cần thiết trong đánh giá chất lượng của một hệ thống điều khiển tự động. Phổ biến nhất tiêu chí đánh giá một bộ điều khiển PI là IAE (sai số tuyệt đối không thể thiếu), ITSE (tách rời của lỗi vuông thời gian gấp nhiều lần), ISE (lỗi vuông tách rời) hoặc ITAE (tuyệt đối không thể thiếu của giá trị thời gian nhân của lỗi) [Mar 87]. Đối với hiện tại thuật toán, các tiêu chí IAE đã được lựa chọn để đánh giá. Gọi là hàm tổn hao:
Sự thay đổi tương ứng trong hàm tổn hao ΔE được tính toán và đó là quyết định khi sự khác biệt này cho dù quá trình chuyển đổi được đề xuất được chấp nhận. Nế EB <EA, B được chấp nhận và A được thay thế bằng B. khác, nếu kết quả mới (EB) là cao hơn thực tế tốt nhất (EA), một số ngẫu nhiên r trong khoảng [0,1] được tạo ra và so với một xác suất thay đổi, hàm tổn hao được chấp nhận với sự thay đổi xác suất nhất định. Do đó, một phần tổn hao lớn hơn có một xác suất cao đang được chấp nhận. Các Xác suất của việc chấp nhận một tình trạng tồi tệ là cao ở đầu và giảm như giảm nhiệt độ (Hình 2.35). Đối với mỗi nhiệt độ, hệ thống phải đạt được trạng thái cân bằng tức là một phần mới phải được thử, trước khi nhiệt độ giảm thường bằng 10%. Sự thay đổi xác suất được định nghĩa là:
Hình 2.35: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự thay đổi kết quả, PC
HH H H
Hààààmmmm gigigigiảảmảảmmm nhinhinhinhiệệệệtttt độđộđộđộ
Thường một phân rã theo hàm mũ trong nhiệt độ bằng một phép nhân với một hằng số không đổi được sử dụng. Các giá trị của các yếu tố nhân là một sự thỏa hiệp giữa lượng giảm nhiệt độ giữa các giai đoạn và số lần lặp lại cho mỗi sân khấu. Một số lượng lớn các lần lặp cho mỗi giai đoạn cho phép sử dụng một yếu tố nhân thấp hơn. Các giá trị tốt nhất cho các yếu tố nhân là giữa 0,8 và 0,98. Trong bài này, các yếu tố nhân là 0,95 với một nhiệt độ ban đầu 1 (Hình 2.36).
Hình 2,36: Hàm giảm nhiệt độ
SS S S
Sốốốố llllầầầầnnnn llllặặặặpppp llllạạạạiiii chochocho mchommmỗỗỗỗiiii giaigiaigiaigiai đđđđooooạạạạnnnn
Trong thực tế nhiều tiêu chí có thể được sử dụng để giới hạn số lần lặp lại