ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGH
2.2.ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI TỰ CHỈNH (STRAC) 1 Cấu trúc bộ điều khiển.
2.2.1. Cấu trúc bộ điều khiển.
Để thiết kế được bộ điều khiển cho một đối tượng cụ thể thì cần phải có mô hình toán học mô tả đối tượng đó. Như vậy, rõ ràng kết quả chất lượng điều khiển phụ thuộc vào độ chính xác của mô hình toán học mô tả đối tượng. Ngoài ra, sau này trong quá trình làm việc, để chất lượng hệ thống vẫn đạt được các chỉ tiêu như thiết kế ban đầu thì cần phải có giả thiết rằng đối tượng không tự thay đổi, tức là độ chính xác của mô hình vẫn còn được giữ nguyên. Song điều này trong thực tế chỉ là
lý tưởng, phần lớn các mô hình đều chứa trong nó một sai lệch nhất định so với đối tượng và trong quá trình làm việc, bản thân đối tượng lại cũng tự thay đổi, làm cho sai lệch giữa mô hình và đối tượng càng lớn, dẫn đến độ sai lệch chất lượng so với chỉ tiêu thiết kế càng nhiều. Trong trường hợp như vậy, chúng ta thường nghĩ đến việc làm lại từ đầu, tức là phải xác định một mô hình toán học đối tượng mới và lại thiết kế một bộ điều khiển mới.
Một bộ điều khiển tổng hợp, nếu trong quá trình làm việc có khả năng tự xác định lại mô hình toán học mô tả đối tượng để từ đó tự chỉnh định lại bản thân nó cho phù hợp với sự thay đổi của đối tượng được gọi là bộ điều khiển thích nghi tự chỉnh (self-tuning-regulator), viết tắt là STRAC. Bộ điều khiển thích nghi tự chỉnh đơn giản nhất là bộ điều khiển thích nghi tự chỉnh tham số, tức là nó không tự thay đổi cấu trúc bộ điều khiển mà chỉ xác định lại các tham số ai , i=1,2, …, n và bj , j=1,2,…,m cho mô hình truyền đạt như (hình 2.1) của đối tượng để từ đó tự chỉnh định lại các tham số điều khiển của chính mình cho phù hợp.
Đặc điểm nổi bật, dễ nhận biết nhất của một bộ điều khiển STRAC là trong nó có chứa các cơ cấu:
- Cơ cấu nhận dạng (tham số) mô hình hàm truyền đạt S(s) của đối tượng. - Cơ cấu xác định tham số điều khiển dựa trên hàm truyền đạt của đối tượng.
Hình 2.1 Cấu trúc chung của bộ điều khiển thích nghi tự chỉnh (STRAC) Như vậy, cấu trúc này thực hiện việc điều khiển bằng cách cập nhật các tham số quá trình bằng các bộ ước lượng nhận dạng, còn tham số bộ điều khiển được xác
định bằng cách giải các phương trình điều khiển với các số liệu do bộ ước lượng cung cấp. Hệ thống cũng có 2 mạch vòng, mạch vòng trong là mạch phản hồi thông thường. Các tham số bộ điều chỉnh được giải quyết ở mạch vòng ngoài, nó gồm 1 bộ ước lượng tham số đệ qui và 1 bộ tính toán dữ liệu. Đôi lúc hệ không tự ước lượng ngay mà phải đưa ra một số tín hiệu điều khiển để thăm dò phản ứng của cả hệ hoặc gây nhiễu để quan sát các phản ứng sau đó. Tốc độ đáp ứng của hệ phụ thuộc thời gian lấy mẫu. và quá trình thực hiện đòi hỏi cập nhật, đánh giá thông số liên tục, sau đó qua các khâu tính toán trung gian nên hệ còn được gọi là hệ thích nghi gián tiếp. Nhiều khi nó còn tự đặt lại các tham số để hệ thực hiện nhanh hơn, hoặc tối ưu hoá thuật toán theo điều kiện tác động của nhiễu bằng quĩ đạo ngoại suy.