NGƯỢC KÉP
Trình bày sơ lược về cơ sở lý thuyết về điều khiển LQR, điều khiển mờ, điều khiển mờ Anfis (mờ nơron thích nghi) – các giải thuật được áp dụng để điều khiển đối tượng trong đề tài.
4.1 Lý thuyết bộ điều khiển Linear Quadratic Regulation (LQR) 4.1.1 Khái niệm điều khiển bền vững 4.1.1 Khái niệm điều khiển bền vững
4.1.1.1 Sai số mô hình và ổn định bền vững
Hệ thống điều khiển bền vững làm cho chất lượng của sản phẩm luôn ổn định, không phụ thuộc vào sự thay đổi của đối tượng cũng như của nhiễu tác động lên hệ thống. Mục đích của điều khiển bền vững là thiết kế các bộ điều khiển K duy trì ổn định bền vững không chỉ với mô hình danh định của đối tượng (P0) mà còn thỏa với một tập mô hình có sai số so với mô hình chuẩn (P).
P0: Mô hình chuẩn (mô hình danh định).
P : Mô hình thực tế với sai lệch so với mô hình chuẩn.
Hình 4.1:Ví dụ về điều khiển bền vững
Cho tập mô hình có sai số P và một tập các chỉ tiêu chất lượng, giả sử P0Plà mô hình danh định dùng để thiết kế bộ điều khiển K. Hệ thống hồi tiếp vòng kín được gọi là có tính:
Ổn định danh định: nếu K ổn định nội với mô hình danh định P0; Ổn định bền vững: nếu K ổn định nội với mọi mô hình thuộc P;
Chất lượng danh định: nếu các mục tiêu chất lượng được thỏa đối với mô hình danh định P0;
Chất lượng bền vững: nếu các mục tiêu chất lượng được thỏa đối với mọi mô hình thuộc P.
Mục tiêu bài toán ổn định bền vững là tìm bộ điều khiển không chỉ ổn định mô hình danh định P0 mà còn ổn định một tập các mô hình có sai số P.
4.1.1.2 Nhiễu và chất lượng bền vững
Nhiễu tác động lên đối tượng làm thay đổi đặc tính động học của hệ và chất lượng điều khiển không được đảm bảo do không đo lường được chính xác, không tính được ảnh hưởng của nhiễu lên hệ thống trong quá trình thiết kế bộ điều khiển.
Trên thực tế, điều quan trọng là bộ điều khiển đang thiết kế phải đạt chất lượng bền vững, có nghĩa là phải đảm bảo chỉ tiêu chất lượng như độ vọt lố, thời gian quá độ, độ dự trữ biên độ và pha… cho hệ thống chịu tác động của nhiễu.
4.1.1.3 Thiết kế bền vững kinh điển
Trong điều khiển kinh điển, tính bền vững được thiết kế cho hệ ổn định đạt độ dự trữ biên độ và pha đối với hệ thống có mô hình không chính xác hoặc có nhiễu tác động. Đặc tính tần số biên độ cho biết độ khuếch đại cũng cần phải lớn ở tần số thấp để đạt chất lượng bền vững, nhưng cũng cần phải nhỏ tại tần số cao để đạt ổn định bền vững. Khái niệm băng thông là quan trọng như là khái niệm về hàm nhạy, hàm bù nhạy.
Kỹ thuật thiết kế kinh điển là tổng quát trong miền tần số về cách tiếp cận thông thường và dùng cho thiết kế bền vững SISO. Tuy nhiên, độ đảm bảo của độ dự trữ biên độ và pha và độ nhạy cho tất cả các hàm truyền SISO trong hệ thống đa biến hoặc hệ thống nhiều vòng thì rất khó đạt chất lượng bền vững dù là rất nhỏ. Vấn đề đặt ra là cần phát triển thiết kế kinh điển bền vững cho hệ đa biến MIMO.
27