- Phương phỏp mặt phẳng pha: Tiện dựng cho cỏc hệ phi tuyến bậc 2 Trong đề u khiển kinh đ ểi n, sự tỏc động củ a mỏy i u ch nh được phõn thành 2 vựng: vựng tỏc đ ềỉ
2 c x cc z1 1c ˆ tanh(ax ) z1 c1 tanh(ax )a ˆ1 tanh(ax )
3.4 Mụ phỏng kiểm chứng trờn nền Matlab
Sau khi cú được khõu quan sỏt trạng thỏi và khố đ ềi i u khiển thớch nghi backstepping ta xõy dựng mụ hỡnh toàn bộ hệ th ng mụ ph ng offline trong ố ỏ
SIMULINK như hỡnh dưới:
Hỡnh 3.7 Mụ hỡnh mụ phỏng offline trờn Matlab-Simulink Chạy mụ phỏng mụ hỡnh với giỏ trị ban đầu của cỏc tham số như sau:
2 2 1 0,05[ ]; 2 0,1[ ]; 25[ / ]; J = kgm J = kgm C= Nm rad 11[ ]; 0.41; 0.8 1; a e m R = Ω k = k = γ= 12; y k = Kd =0, 5; Kp=0,55;ϕref =10[rad]; = 50 i là tỷ ố s truyền;
cỏc độ khuếch đại phản hồi:c1 =6e−6; c2 =25e−6; c3=14e−6.
Mụ phỏng kết quả nghiờn cứu trờn Matlab-Simulink với xung đ ềi u khiển 50s
Hỡnh 3.8 Vị trớ gúc của tải.
Hỡnh 3.9 Vận tốc gúc của tải
* Nhận xột 1:
So sỏnh tớn hiệu vận tốc động cơ và gúc bỏm của tải theo diều khi n PID, cho ể
thấy khi dựng đ ềi u khiển backstepping thớch nghi trong 50s sau vận tốc động cơ
quay đều hơn, gúc quay của tải bỏm sỏt gúc đặt. Với bộ đ ề i u khiển PID truyền thống ở 50s đầu tiờn tớnh ổn định của hệ thống giảm đi, vận tốc quay khụng đều,
gúc quay khụng bỏm sỏt được theo gúc đặt.
Giả ử s ta xột trường hợp khi t i thay đổi Jả 2= 0 đến 1 với khe hở khụng đổi δ =0.01. Thực hiện xõy d ng trong Matlab h đường cong tương ng v i trường h p ự ọ ứ ớ ợ
b iộ đ ều khiển PID và PID kết hợp thớch nghi với cựng một bộ tham số βp=2; βc
a) Bộ đ ề i u khiển PID b) Bộ đ ề i u khiển PID kết hợp với thớch nghi Hỡnh 3.10 Ảnh hưỏng của tải tới ch t lượng b i u khi n PID và ấ ộ đ ề ể
PID kết hợp thớch nghi
*Nhận xột 2:
Với cựng một tham số bộ đ ề i u khi n, khi t i thay đổi t ng lờn ể ả ă độ quỏ i u đ ề
chỉnh tăng theo. Tuy vậy ở bộ đ ề i u khi n PID truy n thốể ề ng độ quỏ i u ch nh t ng đ ề ỉ ă
nhanh hơn và tồn tại dao động, số dao động tăng khi tải tăng và phải mất m t th i ộ ờ
gian dài để hệ đạt tr ng thỏi xỏc l p do v y h th ng nhanh m t n định h n. Đối ạ ậ ậ ệ ố ấ ổ ơ
với bộ đ ều khiển PID kết hợp thớch nghi độ i quỏ đ ều chỉnh tăng chậm hơn và hệi nhanh chúng đạt trạng thỏi xỏc lập, tớnh ổn định c a hệ ống tăng lờn rừ rệt. Tải cú ủ th thể thay đổi trong dải khỏ rộng và với giỏ trị ớ l n. Mặt khỏc độ quỏ đ ềi u chỉnh của hệ
thống thớch nghi cú thể giảm thiểu thụng qua khối hiệu chỉnh lượng sai số trạng thỏi từ khối backstepping vỡ thế bộ iđ ều khiển trở nờn linh hoạt và giữ được tớnh ổn định
cao. Đối với cỏc hệ phi tuy n luụn t n t i cỏc tham s bấế ồ ạ ố t định ho c cỏc h th ng ặ ệ ố đ ềi u khi n trong cụng nghi p, cỏc thi t b quõn s cú t i l n và thay đổi thỡ việc ỏp ể ệ ế ị ự ả ớ
dụng thuật toỏn đ ềi u khiển thớch nghi cho phộp nõng cao được chất lượng bộ đ ề i u khiển và tớnh linh hoạt của hệ ố th ng.
Kết luận chương III
Qua nghiờn cứu trờn, chỳng ta thấy rằng hàm Lyapunov núi riờng và lý thuyết Lyapunov núi chung khụng chỉ cú ý nghĩ ứa ng dụng trong phõn tớch mà cũn cả trong thiết kế bộ đ ề i u khi n n định h th ng. Phương phỏp backstepping là m t ể ổ ệ ố ộ
cụng cụ mạnh để xỏc nh hàm i u khi n Lyapunov và lu t i u khi n đối tượng. đị đ ề ể ậ đ ề ể
Phương phỏp backstepping thớch nghi là cụng cụ hữu hi u trong thi t k thu t toỏn ệ ế ế ậ đ ềi u khi n ổể n định cho h th ng phi tuy n cú tham s h ng khụng xỏc định, đặc bi t ệ ố ế ố ằ ệ