c. Sai lệch hệ số (Factor Perturbations)
2.4Điều khiển thớch nghi bền vững
Khi cần điều khiển cỏc hệ phi tuyến chứa cỏc tham số khụng biết trƣớc thay đổi theo thời gian và chịu ảnh hƣởng của nhiễu với cỏc cỏc phần tử phi tuyến khụng thể hoặc rất khú mụ hỡnh hoỏ đƣợc. Cỏc bộ điều khiển cần thoả món cỏc yờu cầu đặt trƣớc thƣờng đƣợc thiết kế theo cỏc hƣớng sau:
+ Điều khiển bền vững. + Điều khiển thớch nghi.
+ Điều khiển thớch nghi bền vững
* Điều khiển bền vững
Mục đớch của thiết bị điều khiển là đạt đƣợc cỏc tớnh năng theo yờu cầu. Để đạt mục đớch đú bộ điều khiển phải thiết kế sao cho ớt nhạy cảm cú nghĩa là phải bền vững đối với một lớp đặc tớnh khụng xỏc định mà chắc chắn sẽ gặp trong thực tế. Núi cỏch khỏc là bộ điều khiển bền vững đảm bảo tớnh ổn định của hệ kớn và tớnh năng của nú khụng những đảm bảo với mụ hỡnh chuẩn của đối tƣợng mà cũn đảm bảo với một lớp cỏc mụ hỡnh đối tƣợng trong đú cú mụ hỡnh đối tƣợng đang khảo sỏt .
Theo hƣớng thiết kế điều khiển bền vững thỡ bộ điều khiển là bộ điều khiển tĩnh. Tớn hiệu điều khiển là một hàm khụng chứa vi phõn của cỏc trạng thỏi.
Một trong những phƣơng phỏp bền vững ra đời sớm nhất là phƣơng phỏp bề mặt chuyển đổi. Phần cơ bản của phƣơng phỏp này là bề mặt chuyển đổi đƣợc thiết
kế sao cho nếu cỏc trạng thỏi nằm trờn bề mặt này thỡ hệ thoả món cỏc yờu cầu điều khiển cần thiết. Tớn hiệu điều khiển đƣợc thiết kế sao cho cỏc trạng thỏi luụn nằm trờn bề mặt này. Phƣơng phỏp này cú nhƣợc điểm là chỉ ứng dụng cho cỏc hệ thoả món điều kiện cựng mức nghĩa là nhiễu ảnh hƣởng vào hệ ở cựng mức với tớn hiệu điều khiển và quỏ trỡnh thiết kế là quỏ trỡnh thử dần. Nhƣợc điểm quan trọng nữa là tớn hiệu điều khiển bị giỏn đoạn khi cỏc trạng thỏi thay đổi qua lại bề mặt.
Một số tỏc giả đó cải tiến để khắc phục những nhƣợc điểm này là làm trơn tớn hiệu điều khiển nhƣng khi này sai số điều khiển khụng thể tiến đến 0 khi thời gian tiến đến vụ cựng. Chất lƣợng quỏ độ khụng thể cải thiện đƣợc.
Một số phƣơng phỏp điều khiển bền vững khỏc dựa vào luật Lyapunov thứ II. Đối với cỏc hệ chịu nhiễu và chứa cỏc phần tử phi tuyến khụng mụ hỡnh hoỏ đƣợc, khi sử dụng phƣơng phỏp thiết kế này cần thoả món điều kiện cựng mức. Điều kiện cựng mức chỉ thoả món ở một số trƣờng hợp hữu hạn trong thực tế, do vậy cần phải cú cỏc phƣơng phỏp để loại bỏ giới hạn này.
Trong trƣờng hợp này ngƣời ta chia cỏc thụng số khụng biết trƣớc, nhiễu và cỏc phần tử phi tuyến khụng thể mụ hỡnh hoỏ đƣợc thành 2 thành phần: thoả món điều kiện cựng mức và khụng thoả món điều kiện cựng mức. Sau đú dựng phƣơng phỏp Lyapunop thứ II để thiết kế ổn định cho phần của hệ thoả món điều kiện cựng mức và dựng phƣơng phỏp ổn định năng lƣợng để thiết kế ổn định cho phần khụng thoả món điều kiện cựng mức.
Cỏc phƣơng phỏp này núi chung chỉ dựa vào điều kiện ổn định biờn. Vỡ vậy
chỳng khụng thể tổng quỏt hoỏ đƣợc mà chỉ đỳng cho những trƣờng hợp cụ thể, thời kỳ quỏ độ khụng đƣợc khảo sỏt [1],[2],[4],[6].
* Điều khiển thớch nghi.
Để thoả món cỏc yờu cầu đặt trƣớc khi cần điều khiển cỏc hệ phi tuyến cú thể theo hƣớng điều khiển thứ hai là sử dụng hệ ĐKTN. Phƣơng phỏp này đƣợc thiết kế cho cỏc hệ thoả món cỏc điều kiện cựng mức cũng nhƣ cỏc hệ khụng thoả món điều kiện này. Luật điều khiển và luật nhận dạng cỏc tham số đƣợc xõy dựng dựa vào nguyờn lý tƣơng đƣơng dựng cho cỏc hệ tuyến tớnh.
Đặc điểm cơ bản của điều khiển thớch nghi là chỉ xõy dựng cho những hệ cú tham số biết trƣớc sau đú cỏc tham số này đƣợc thay thế bởi nhận dạng của chỳng. Đõy chớnh là cỏc phƣơng phỏp ĐKTN cho cỏc hệ tuyến tớnh và đƣợc cải tiến để ỏp dụng cho cỏc hệ phi tuyến.
Nhƣợc điểm cơ bản của ĐKTN là khụng bền vững khi chịu nhiễu tỏc động và khi đối tƣợng cú cỏc phần tử phi tuyến khụng mụ hỡnh hoỏ đƣợc.
* Điều kiển thớch nghi bền vững
Từ nội dung của hai phƣơng phỏp điều khiển trờn ta kết hợp để đƣa ra phƣơng phỏp điều khiển thớch nghi bền vững (ĐKTNBV). Hƣớng nghiờn cứu này đƣợc khởi điểm từ năm 1994.
Nội dung của phƣơng phỏp này là xõy dựng một bộ điều khiển sao cho tận dụng đƣợc ƣu điểm của cả 2 phƣơng phỏp điều khiển trờn. Nghĩa là xõy dựng đƣợc bộ ĐKTN mà nú cú thể ổn định khụng những đối với một đối tƣợng chuẩn mà nú cú thể ổn định với một lớp đối tƣợng trong đú bao hàm cả đối tƣợng chuẩn núi trờn. Trong trƣờng hợp chung lớp đối tƣợng trờn cú thể cú thụng số khụng biết trƣớc và cú thành phần động học khụng mụ hỡnh hoỏ đƣợc [1],[2].
Từ nội dung của 2 phƣơng phỏp điều khiển: Điều khiển bền vững và ĐKTN ngƣời ta kết hợp 2 phƣơng phỏp trờn để đƣa ra phƣơng phỏp: điều khiển thớch nghi bền vững ĐKTNBV.
Hƣớng nghiờn cứu này đƣợc khởi điểm từ năm 1994.
Nội dung của phƣơng phỏp này là xõy dựng một bộ điều khiển sao cho tận dụng đƣợc ƣu điểm của cả 2 phƣơng phỏp điều khiển trờn: điều khiển bền vững và điều khiển thớch nghi. Nghĩa là xõy dựng đƣợc bộ điều khiển thớch nghi mà nú cú thể ổn định đối với một đối tƣợng chuẩn mà nú cú thể ổn định với một lớp đối tƣợng trong đú bao hàm cả đối tƣợng chuẩn núi trờn. Trong trƣờng hợp chung lớp đối tƣợng trờn cú thể cú thụng số khụng biết trƣớc hoặc cú thành phần động học khụng mụ hỡnh hoỏ đƣợc.
Hệ điều khiển thớch nghi bền vững điển hỡnh gồm 2 phần chớnh: bộ đỏnh giỏ thụng số và luật điều khiển vỡ vậy thiết kế hệ điều khiển thớch nghi bền vững cũng đi theo 2 hƣớng sau đõy:
+ Nghiờn cứu cỏc bộ đỏnh giỏ đặc biệt để đạt đƣợc tớnh bền vững của hệ điều khiển thớch nghi .
+ Tỡm cỏc luật điều khiển bền vững để ứng dụng vào sơ đồ ĐKTN.
Cỏc sơ đồ sơ đồ ĐKTN cú thể trở nờn bền vững bằng cỏch cải tiến luật thớch nghi. Do đú ta tiến hành nghiờn cứu và hiệu chỉnh cỏc luật thớch nghi đó xột nhằm nõng cao tớnh bền vững cuả hệ ĐKTN cho cỏc đối tƣợng nờu trờn.
Khi thiết kế một hệ điều khiển thớch nghi bền vững ngƣời ta phải nghiờn cứu kĩ lƣỡng và phối hợp cả hai hƣớng núi trờn một cỏch hài hoà.
Đa số cỏc hệ hệ ĐKTNBV đều đi theo hƣớng thứ 2 là xõy dựng cỏc bộ đỏnh giỏ đặc biệt trờn cơ sở cỏc bộ đỏnh giỏ kinh điển để đạt đƣợc tớnh bền vững của hệ DKHTN trong khi vẫn sử dụng luật điều khiển khụng bền vững cho bộ điều khiển
Sơ đồ tổng quỏt của hệ ĐKTNBV theo phƣơng phỏp dựng bộ đỏnh giỏ bền vững đƣợc chỉ trờn hỡnh 2.6 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 2.6 Hệ ĐKTN bền vững
Trong sơ đồ bộ đỏnh giỏ tham số on-line làm cho hệ trở nờn bền vững
uc y Thiết kế bộ điều khiển On-line Bộ đỏnh giỏ tham số On- line bền vững Bộ điều khiển C(c) (t) u c(t) + Nhiễu d1(t) N N0 + + M0-1 M -