5. Túm tắt nội dung luận văn
2.1. nh nghĩa về ủ iều khiển cú thụng số thay ủổ i (tự chỉnh)
Hỡnh 2.1. Vớ dụ vềủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh).
ðối với hệ thống ủiều khiển tựủộng, khõu ủiều khiển thu ủược thụng sốủiều chỉnh lấy ủược từ so sỏnh giữa tớn hiệu ra ủiều khiển và lượng ra ởủối tượng, tức là cỏc thụng sốủiều chỉnh sẽ biến ủổi theo quỏ trỡnh làm việc của hệ thống.
Khi xột ủến chất lượng của hệ thống, vấn ủề xột ủặc tớnh hội tụ hay ổn ủịnh trở nờn phức tạp hơn nếu cỏc thụng sốủiều chỉnh biến ủổi theo thời gian.
Giả thiết rằng quỏ trỡnh là khụng ủổi với cỏc thụng số chưa xỏc ủịnh. Nếu quỏ trỡnh ủó biết, phần ủiều chỉnh sẽ ủược bộ thụng số ủiều khiển thớch hợp và bộ ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) này sẽ hội tụủến cỏc thụng số xỏc ủịnh này ngay cả khi quỏ trỡnh, ủối tượng là chưa biết.Một hệ thống ủiều khiển PID tự
xỏc ủịnh thụng số ủiều chỉnh và ủưa ra thụng số ủiều khiển, tựủộng hội tụ ủến cỏc thụng sốủiều khiển ủú gọi là bộủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh).
Cỏc phương phỏp thiết kế ủề cập là phương phỏp cực tiểu húa sai số, bỡnh phương tuyến tớnh, phương phỏp ủối lập thay thế, thiết kế theo mụ hỡnh ủối tượng, sau ủú là ủề nghị phương phỏp sử dụng logic mờủể thiết kế .
Trong nội dung lần này sẽ trỡnh bày một số phương phỏp cơ bản ủể xõy dựng thuật toỏn ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh).
Thụng thường, cỏc thuật toỏn cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) dựa vào xấp xỉ
húa cỏc thụng số hàm truyền hệ thống cựng với cỏc ủộng tỏc bờn ngoài khỏc như
nhiễu. Từ ủú sẽ ủưa ra cỏc thuật toỏn giỏn tiếp ủể ủiều khiển. Thụng số bộ ủiều khiển khụng ủược cập nhật trực tiếp và ủược cập nhật giỏn tiếp thụng qua cỏc ước lượng mụ hỡnh ủối tượng hay quỏ trỡnh của hệ thống. Sự cập nhật giỏn tiếp này dựa trờn cơ sởước lượng mụ hỡnh ủối tượng, quỏ trỡnh.Với kiểu cập nhật giỏn tiếp ủặt trờn ước lượng cực tiểu bỡnh phương của Kalman năm 1958, tuy nhiờn khụng phõn tớch ủặc ủiểm của hệ kớn.
Nghiờn cứu chế tạo bộủiều khiển PID cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) ủũi hỏi khối lượng tớnh toỏn lớn, cần cú những mỏy tớnh ủủ mạnh ủặc biệt ủể thiết kế, chế
tạo. Tuy nhiờn, việc phỏt triển phần cứng vẫn cũn nhiều hạn chế.
Năm 1971, Wieslauder và Wittenmark ủó nghiờn cứu và cụng bộ ủiều chỉnh tương tự. Do ủú,khả năng bộủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) cú thểủược
ước lượng thụng số một cỏch trực tiếp.
Trong ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh), cỏc phương phỏp ước lượng giỏn tiếp gọi là ủiều chỉnh cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) từ cỏc thụng số ủó ủược
Nếu việc ủiều chỉnh một cỏch trực tiếp, thụng thường người ta gọi là ủiều chỉnh tựẩn. ðiều này cho thấy cú thể chia cỏc thuật toỏn thành ủiều chỉnh cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) trực tiếp và giỏn tiếp, tuy nhiờn sự phõn biệt này sẽ khụng quỏ nổi bật. Khỏi cơ bản trong 2 kiểu thuật toỏn là nhận dạng một vài thụng số liờn quan
ủến quỏ trỡnh và cỏc chi tiết kĩ thuật của hệ vũng kớn.
Astrom và Wittenmark ủó phõn tớch cỏc ủặc tớnh tiệm cận của bộủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh), là những người ủầu tiờn ủặt ra thuật ngữ “ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh)”. Bộủiều của họ ủặt cơ sở trờn sự ước lượng bỡnh phương bộ nhất và ủiều khiển theo thời gian cực tiểu.
ðầu năm 1970, Peterka,Clarke và Gawthrop phỏt triển them cỏc bộ ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh).Từ những kết quả ủú, là ủộng lực cho sự
nghiờn cứu, mở rộng ra cỏc bộủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) khỏc như
bộ ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) thớch nghi theo mụ hỡnh tham chiếu MRAS(Model-reference Adaptive Systems), bộ ủiều khiển STR (Seft-Turning Regulators).MRAS phỏt triển lần ủầu tiờn cho hệ thống thời gian liờn tục và theo mụ hỡnh, STR phỏt triển cho hệ thống thời gian giỏn ủoạn, rời rạc.Ngày nay STR và MRAS ủược xem là ủồng nhất.
Cỏc thuật toỏn tự ủiều chỉnh giỏn tiếp là một trong những ứng dụng khỏ rừ của vấn ủềủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) và ủược ỏp dụng trờn phạm vi rộng ủể thiết kế bộủiều khiển và cỏc ước lượng thụng sốủiều khiển. Việc phõn tớch, khảo sỏt tớnh ổn ủịnh của hệ thống cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) cũn là một vấn ủề
phức tạp do cỏc thụng sốủiều khiển phụ thuộc vào cỏc thụng số ước lượng của quỏ trỡnh phức tạp. Tuy nhiờn, nghiờn cứu sẽ mở ra một hướng nghiờn cứu ỏp dụng liờn kết với ủiều khiển thớch nghi và ủiều khiển mờ.
Bộ ủiều khiển cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) cú chứa bộ chỉnh ủịnh – ủú là phần cú khả năng tự ủộng tớnh toỏn cỏc tham số cho bộ ủiều khiển, khi bộ ủiều khiển nằm trong hệ thống hay khi ủược nối với một ủối tượng mà khụng cú sự can thiệp của con người.
Khỏi niệm cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) cú nghĩa là việc ủiều chỉnh sẽ chỉ
xảy ra nếu cú sự thay ủổi về tạng thỏi hoạt ủộng, thay ủổi giỏ trịủặt hay thay ủổi do
ảnh hưởng của cỏc nhiễu, hoặc cú tỏc ủộng của con người lờn quỏ trỡnh làm việc của hệ thống. Trong ủú cần phải chỳ ý tới ủặc tớnh và cấu hỡnh của hệ thống.
Cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh khỏc với thớch nghi ở chỗ, thớch nghi (adaptive) là việc ủiều chỉnh ủược thực hiện liờn tục, sựủiều chỉnh liờn tục cho phự hợp với sự thay ủổi của hệ sao cho chất lượng hệ thống ủạt như mong muốn mà khụng cần biết trước vềủặc tớnh hay cấu hỡnh của hệ thống ủú thế nào.
Thập kỉ 60 là thời kỡ quan trọng nhất trong việc phỏt triển cỏc lý thuyết tự ủộng, ủặc biệt là lý thuyết ủiều khiển thớch nghi. Kỹ thuật khụng gian trạng thỏi và lý thuyết ổn ủịnh dựa theo quy luật Lyapunov ủó ủược phỏt triển. Một loạt cỏc lý thuyết như: ðiều khiển ủối ngẫu, ðiều khiển ngẫu nhiờn, Nhận dạng hệ thống, ðỏnh giỏ thụng số… ra ủời cho phộp phỏt triển và hoàn thiện lý thuyết ủiều khiển thớch nghi. Vào năm 1966 Park và cỏc ủồng nghiệp ủó tỡm ủược phương phỏp mới ủể tớnh toỏn lại luật thớch nghi bằng cỏch ứng dụng lý thuyết của Lyapunov.
Tuy nhiờn những thành cụng của thập kỉ 70 cũn gõy nhiều tranh luận trong việc ủiều khiển thớch nghi. ðầu năm 1979 người ta chỉ ra rằng những sơủồ MARC của thập kỉ 70 dễ mất ổn ủịnh do nhiễu tỏc ủộng.
Bộ ủiều khiển thớch nghi cú cấu trỳc cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) và sự
kết hợp giữa thớch nghi với kỹ thuật logic mờủó và ủang là một lĩnh vực ủược nhiều nhà chuyờn mụn ủề cập tới. Với cỏc tham sốủược tự ủộng ủiều chỉnh hệ số khuếch
ủại, theo mụ hỡnh mẫu hay cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) hằng số tớch phõn Ti, hoặc sự kết hợp cú thụng số thay ủổi (tự chỉnh) cỏc tham số là vấn ủề mà nội dung chương 4 nghiờn cứu.