- Tớnh liờn tục: Thể hiện ở việc làm khi cú sự thay đổi nhỏ trong B‟ sẽ khụng gõy sự biến đổi lớn trong y*.
IV.5 TỔNG HỢP HỆ THỐNG VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI CHO MẠCH VềNG VỊ TRÍ.
a) Xỏc định dạng hàm liờn thuộc.
IV.5 TỔNG HỢP HỆ THỐNG VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI CHO MẠCH VềNG VỊ TRÍ.
VềNG VỊ TRÍ.
Như đó nờu ở phần III. 5 do quan hệ = f( ) là phi tuyến và để thực hiện bộ điều khiển phi tuyến, trong bản luận văn này em đề xuất phương phỏp dựng bộ điều khiển PID kết hợp với bộ điều khiển mờ.
Hỡnh 4-4 Vị trớ đặt bộ điều khiển mờ trong hệ điều khiển vị trớ
Do quan hệ xỏc lập của f() là phi tuyến. Để đạt được quan hệ phi tuyến này ta tỏch bộ điều khiển R thành hai khõu điều khiển làm việc song song. Một khõu PD với hệ số khuếch đại là hằng số và một khõu là phi tuyến như Hỡnh (4-4).
Việc tổng hợp khõu PD được tớờn hành theo phương phỏp truyền thống như ở chương trước đõy ta xột phương phỏp tổng hợp bộ điều khiển mờ.
IV.5.1. Mờ húa
Bộ điều khiển mờ ta sẽ thiết kế bao gồm hai biến trạng thỏi mờ đầu vào và một biến mờ đầu ra. Mỗi biến này lại được chia thành nhiều giỏ trị tập mờ (Tập mờ con). Số giỏ trị mờ trờn mỗi biến được chọn để phủ hết cỏc khả năng cần thiết sao cho khả năng điều khiển là lớn nhất trong khi chỉ cần một số tối thiểu cỏc luật điều khiển mờ. 0,3S+1 Vị trớ đặt - + SS1 PID SS2
Vị trớ Fuzzy Logic Controller Phản hồi vị trớ + + 0,0318 đ dt θ Δ d Mux x
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn + Chọn 7 tập giỏ trị ngụn ngữ cho biến đầu vào là sai lệch vị trớ (hay E) : Gúc õm lớn (AL), gúc õm (A), gúc õm nhỏ (AN), gúc Zero (ZE), gúc dương nhỏ (DN), gúc dương(D), gúc dương lớn.
+Chọn 7 tập giỏ trị ngụn ngữ cho biến đầu vào là đạo hàm sai lệch vị trớ d/dt (hay DET): Âm lớn (AL), õm (A), õm nhỏ (AN), Zero (ZE), dương nhỏ (DN), dương (D), d ương lớn (DL).
Sự phõn bố của cỏc hàm liờn thuộc của đầu vào đưa ra trờn Hỡnh 4-5.
Hỡnh 4-5 Sự phõn bố cỏc giỏ trị mờ của biến đầu vào
Bộ điều khiển mờ đầu ra là tớn hiệu mờ „Hệ số khuếch đại Uđk‟. Ta chọn 7 giỏ trị mờ cho biến đầu ra: Âm lớn (AL), Âm(A), Âm nhỏ (AN), Zero (ZE), Dương nhỏ (DN), Dương(D), dương lớn (DL) . Sự phõn bố của cỏc giỏ trị mờ được chọn như trờn Hỡnh vẽ 4-6.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
IV.5. 2. Luật điều khiển và luật hợp thành
Mỗi luật điều khiển là một hàm của cỏc giỏ trị ngụn ngữ, được miờu tả thụng qua hai biến trạng thỏi đầu vào và một biến điều khiển mờ đầu ra.
Luật điều khiển thứ i là Ri được viết như sau:
Ri: Nếu sai lệch vị trớ đặt Ai và đạo hàm sai lệch vị trớ là Bi thỡ hệ số khuếch đại là Ci.
Trong đú Ai, Bi và Ci là cỏc giỏ trị mờ của cỏc biến mờ “Vị trớ đặt”, “đạo hàm vị trớ” và “Hệ số khuếch đại”.
Luật hợp thành được xõy dựng trờn cơ sở nguyờn lý hợp thành MAX – MIN.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
IV.5.3. Giải mờ
Giải mờ cú thể được thực hiện theo cỏc phương phỏp điểm trọng tõm, phương phỏp trung bỡnh hay phương phỏp cực đại. Do miền xỏc định của cỏc giỏ trị mờ đầu ra là miền liờn thụng nờn ta sẽ giải mờ theo phương phỏp trọng tõm. Giỏ trị rừ x được xỏc định theo phương phỏp điểm trọng tõm như ở cụng thức:
dx ) x ( dx ) x ( . x x S B S B 0 μ ( 4-3 )
Trong đú: S là miền xỏc định của tập mờ B.
IV.6. Mễ PHỎNG HỆ TUỲ ĐỘNG VỊ TRÍ KHI Cể BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ
Ta cú hệ điều chỉnh vị trớ cú đặc tớnh điều chỉnh phi tuyến nhờ cú bộ điều khiển mờ như hỡnh 4-8.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Sử dụng phần mềm Matlab để mụ phỏng hệ điều khiển mờ, ở đõy ta tiến hành theo hai bước:
Mụ phỏng bộ điều khiển mờ: Việc xõy dựng bộ điều khiển mờ dựa trờn cụng cụ Fuzzy của phần mềm Matlab. Cỏc hàm liờn thuộc của cỏc giỏ trị mờ trong cỏc biến vào và ra được chọn như trờn hỡnh: 4-5 và 4-6.
Hỡnh 4-9 là quan hệ vào – ra của bộ điều khiển mờ.
Hỡnh 4-9 Quan hệ vào – ra của bộ điều khiển mờ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mụ phỏng toàn hệ: Trờn hỡnh 4-8 là sơ đồ mụ phỏng hệ điều khiển vị trớ cú
sử dụng bộ điều khiển mờ. Tiến hành chạy chương trỡnh mụ phỏng với nhiều giỏ trị vị trớ đặt khỏc nhau, hệ thống khảo sỏt với dũng điện tải I = 318.1A (tải định mức). Cho chạy chương trỡnh mụ phỏng với nhiều giỏ trị của vị trớ đặt ta cú kết quả trờn cỏc hỡnh:( 4-10 ); (4-11).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 4-10 Kết quả mụ phỏng với đặt = 10v
Bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID kết hợp BĐK mờ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 4-11: Kết quả mụ phỏng với đặt = 15v
Bộ điều khiển PID Bộ điều khiển PID kết hợp BĐK mờ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
NHẬN XẫT
+ Khi khởi động và hóm đặt với vị trớ đặt: đ = 10V, đ = 15V thời gian quỏ độ khi khởi động hệ thống cú sử dụng bộ điều khiển mờ giảm được từ (1 3)s tức là chiếm từ (7 20)% so với khi khụng cú bộ điều khiển mờ.
+ Tốc độ trong quỏ trỡnh khởi động nhanh chúng đạt trạng thỏi ổn định và ớt dao động. Gia tốc của hệ thống khi cú bộ điều khiển mờ ớt biến thiờn và giữ ổn định.
+Khi chọn cỏc tập giỏ trị mờ và luật điều khiển thớch hợp thi luật điều khiển mờ giỳp cho hệ đạt được độ chớnh xỏc cao, ngay cả với giỏ trị đặt rất nhỏ. Khi vị trớ đặt lớn hơn định mức ngoài việc giảm thời gian quỏ độ, bộ điều khiển mờ cũn giảm độ qỳa điều chỉnh đặc biệt trong quỏ trỡnh hóm.
+Hệ thống mụ phỏng đó được xột phụ tải định mức, điều đú càng chứng tỏ tớnh bền vững cao của hệ điều khiển.
Như vậy hệ thống làm việc ở chế độ khụng tải hoặc cú tải đảm bảo được chất lượng tĩnh và động tốt hơn khi dựng hệ PID kinh điển
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn