CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID THÍCH NGHI NHỜ
3.4. So sánh giữa các phương pháp điều khiển
Đây là bảng so sánh chất lượng điều khiển của các phương pháp điều khiển (ứng với lượng đặt đầu vào là hàm bước nhảy).
STT Tên phương pháp Thời gian quá độ(s)
Lượng quá điều chỉnh (%)
Số lần dao động
1 Phương pháp Zigeler- Nichols 1 120 0 0 2 Phương pháp tổng T của Kuhn 80 36 3 3 Phương pháp Zhao-Tomizuka-
Isaka
12 22 1
4 Phương pháp Mallesham- Rajani 6 10 1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 luong dat dap ung h(t) time(s)
73
3.5.Kết luận
Trong chương 3 ta đã đi xây dựng được bộ điều khiển thích nghi dựa trên suy luận mờ để chỉnh định các tham số của bộ điều khiển PID. Qua kết quả mô phỏng, ta thấy rằng các phương pháp PID kinh điển có thời gian quá độ lớn. Đặc biệt ở phương pháp tổng T của Kuhn có dao động và lượng quá điều chỉnh rất lớn ảnh hưởng xấu đến chất lượng động của hệ thống. Với hai phương pháp chỉnh định tham số PID thích nghi mờ đã giảm được lượng lớn thời gian quá độ, số dao động và lượng quá điều chỉnh giảm xuống tốt hơn so với PID kinh điển.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận chung
Qua thực hiện đề tài “Thiết kế bộ điều khiển PID thích nghi nhờ suy luận mờ và ứng dụng cho hệ truyền động có khe hở” dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ của TS. Lê Thị Thu Hà đề tài đã được hoàn thành và thu được kết quả như mong muốn.
Bộ điều khiển luôn là mắt xích quan trọng của các hệ truyền động và nó luôn được đầu tư nghiên cứu. Sau khi thực hiện đề tài em đã thu được một số kết quả: Đã đi sâu vào tìm hiểu cấu trúc bộ điều khiển PID, thực hiện xác định thông số bộ điều khiển PID bằng phương pháp kinh điển (phương pháp Zigeler- Nichols 1 và tổng T của Kuhn) và cũng áp dụng một số phương pháp điều khiển mới là điều khiển thích nghi nhờ suy luận mờ để chỉnh định các tham số của bộ điều khiển (phương pháp Zhao-Tomizuka-Isaka và phương pháp Mallesham- Rajani).
Cụ thể, từ kết quả mô phỏng và nghiên cứu lý thuyết ta thấy phương pháp điều khiển mới đã có chất lượng tốt hơn so với điều khiển kinh điển. Chất lượng động của hệ thống cũng được cải thiện ở thời gian quá độ và lượng quá điều chỉnh.
Do thời gian và năng lực chuyên môn có hạn nên việc xây dựng và áp dụng bộ điều khiển PID thích nghi dựa trên suy luận mờ cho các đối tượng chưa được mở rộng và có chỗ chất lượng mô phỏng của hệ thống chưa đạt được như yêu cầu.
2. Kiến nghị
Trong khuôn khổ luận văn mới nghiên cứu được bộ điều khiển PID thích nghi dựa trên suy luận mờ của Mallesham- Rajani cho đối tượng là hệ truyền động có khe hở với điều kiện có tính đến mômen ma sátvà biến dạng đàn hồi. Hy vọng trong thời gian tới sẽ có thêm các phương pháp điều khiển nâng cao khác để cải thiện chất lượng điều khiển hệ truyền động. Phương pháp sử dụng trong luận văn vẫn chưa tối ưu nhất, có thể áp dụng các phương pháp điều khiển khác như điều khiển mờ trượt, điều khiển thích nghi,…để có được kết quả điều khiển tốt hơn.
75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Doãn Phước (2009), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB KHKT Hà Nội [2] Nguyễn Doãn Phước (2007), Lý thuyết điều khiển nâng cao, NXB KHKT Hà Nội [3] Lại Khắc Lãi và Nguyễn Như Hiển (2007), Hệ mờ và nơ ron trong kỹ thuật điều khiển, NXB KHTN&CN Hà Nội
[4] Đinh Gia Tường và Tạ Khánh Lâm (2006), Nguyên lý máy, NXB KHKT Hà Nội. [5] Đặng Vũ Ngoạn (2012), Vật Liệu kỹ thuật, NXB ĐHQG TP.HCM
[6] Lê Thị Thu Hà (2013), Luận án tiến sỹ kỹ thuật, ĐH KTCN TN
[7] Phan Xuân Minh và Nguyễn Doãn Phước(2006), Lý thuyết điều khiển mờ, NXB KHKT Hà Nội
[8] Nguyễn Doãn Phước và Lê Thị Thu Hà (2017), PID – Thiết kế và chỉnh định, NXB Bách Khoa.
[9] Đặng Tuấn Nam (2013), Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, ĐH KTCN TN
[10]Huỳnh Văn Đông (2009): Tổng hợp điều khiển thích nghi dựa trên phương pháp backstepping cho hệ truyền động có đàn hồi, khe hở và ma sát khô phi tuyến, Luận án tiến sĩ kỹ thuật.
[11]Nguyễn Doãn Phước (2012): Phân tích và điều khiển hệ phi tuyến, NXB Bách khoa.
[12]Nguyễn Thị Phương Hà, Lý thuyết điều khiển hiện đại, ĐH Quốc Gia Tp. HCM
Tiếng Anh
[13] Camacho, E. and Bordon, C. (1999), Model predictive control, Springer [14] J.B Rawlings and D.Q Mayne (2012), Model predictive control: Theory and Design, Springer
[15] Zhao,Z.Y.; Tomizuka,M. and Isaka,S. (1993): Fuzzy gain scheduling of PID controller. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., Vol. 23, pp.1392-1398.
[16] Mallesham,G. and Rajani,A. (2006): Automatic Tuning of PID Controllerusing Fuzzy Logic. Proceedings of 8th Int. Conference on Development and Application Systems, Rumani 5.2006, pp.120-127.
[17]Astolfi, A. and Marconi, L. (Editors, 2008): Analysis and Design of NonlinearControl Systems. Springer Verlag.
[18]Couwder, R. (2006),Electric Drivers and Electromechanical Systems, Elservier GB.
[19]Deur,J. and Peric,N. (1999), Analysis of Speed Control for Electrical Drivers with Elastic Transmission. IEEE Internaltional Symposium on Industrial Electronics,
Bled, Slovenia, pp. 624-630.
[20]Ilchmann,A. and Schuster,H. (2009), PI Funnel Control for two MassSystems. IEEE trans, on AC Vol. 54, No.4, pp. 918-923, 4.April.
[21]Pankovic, D.; Petrovic, I. and Peric, N. (2002),Fuzzy Model PredictiveControl of Electrical Drivers with Transmission Elasticity and Backlash, ATKAAF 43 (1-2), 5- 11, 2002.
[22]Porumb, A, Position Contrrol of an Elasstic Two-Mass Driving Systems with Backlash and Friction, using a Sliding Mode Controller . Journal of FACTA University NIS, Vol.2, No.7, pp. 285-290, 1997.
[23]Sastry, S. (1999), Nonlinear System: Analysis, Stability and Control. Springer Verlag, New York, Inc.
[24] Selmic, R.R. and Lewis, F.L. (2000),Backlash Compensation in NonlinearSystem using Dynamic Inversion by Neural Network. Asian Journal of Control, Vol.2, No.2, pp. 76-87, 2000.
[25]Smith, J.D. (2003),Gear Noise and Vibrations. Marcel Decker INC.
[26] Szabat,K. and Orlowska,K.T. (2008),Performance Improvement of the Indusrial Drivers with mechanical Elasticity using nonlinear adaptive Kalman Filter.IEEE trans. on Industial Electronics, Vol.55, No.3, pp. 1075-1084.
[27] Tao,G. and Kokotovic,P.V. (1996),Adaptive Control of Systems withActuator and Sensor Nonlinearities. John Wiley&Sons, New York.
[28] Thomsen,S. and Fuchs,F.W. (2006),Speed Control of Torisional Drivers withBacklash, European Conference on Power Electronics and Applications, EPE Barcelona.
77
[29] Utkin, V. (1992),Sliding Modes in Optimization and Control, Springer Verlag New York.
[30] Методы классической и современной теории автоматического управления МГТУ им. Н.Э. Баумана.