weboys_lovely_nhoclun
New Member
Download miễn phí Đề tài Xây dựng hệ truyền động điện sử dụng bộ điều khiển vạn năng điều khiển tốc độ động cơ
Hiện nay, trong các dây chuyền tự động, có nhiều loại đối tƣợng đƣợc
điều khiển phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, mỗi đối tƣợng sẽ tƣơng
ứng với một dải tín hiệu, một loại tín hiệu vào/ra (tƣơng tự, số), và đƣợc điều
khiển bởi các luật khác nhau. Điều này sẽ gây ra nhiều vấn đề khi tổng hợp hệ
thống cũng nhƣ khi bảo trì, sửa chữa dây chuyền sản xuất, nhất là khi phải
thay thế các thiết bị.
Xuất phát từ thực tế trên, em thực hiện hệ chế tạo bộ điều khiển vạn
năng với mục đích là sử dụng cho nhiều loại đối tƣợng trong công nghiệp. Bộ
điều khiển này có thể áp dụng cho những đối tƣợng mà ta đã biết mô hình và
cả những đối tƣợng mà chúng ta không có hiểu biết nhiều về mô hình đối
tượng thông qua bộ điều khiển mờ (fuzzy control). Với bộ điều khiển vạn
năng này em xây dựng hệ truyền động điện sử dụng bộ điều khiển vạn năng.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ều khiểnmờ có nguyên lý điều khiển không khác gì một hệ thống điều khiển đã biết.
Các ứng dụng điều khiển mờ đã có trong thực tế là: Điều khiển quá trình lò xi
măng, điều khiển rôbốt, xử lý ảnh, điều khiển môtơ, tự động lái tàu, điều
chỉnh tiêu cự máy quay video, mạch vòng điều khiển servo, điều khiển máy
bay, và định vị tàu vũ trụ. Và các ứng dụng công nghiệp mới đang đƣợc tiếp
tục phát triển. Cốt lõi của bộ điều khiển mờ là các luật điều khiển mờ (IF …
THEN …), là các mệnh đề hợp thành mô tả lại quan hệ vào - ra dựa trên "kinh
nghiệm chuyên gia" của con ngƣời trong thực tiễn, bằng việc sử dụng các
biến ngôn ngữ thay cho một mô hình toán học phức tạp. Việc sử dụng các
biến ngôn ngữ, các luật điều khiển mờ, và sự suy diễn xấp xỉ sẽ cung cấp cách
thức gần gũi với giao tiếp của loài ngƣời để biểu diễn lại "kinh nghiệm
chuyên gia" của con ngƣời vào việc thiết kế bộ điều khiển. Thực tế đã cho
thấy việc tổng hợp hệ thống bằng bộ điều khiển mờ tạo nên những ƣu điểm rõ
rệt sau:
Khối lƣợng công việc thiết kế giảm đi nhiều do không cần sử
dụng mô hình đối tƣợng, với các bài toán thiết kế có độ phức tạp
cao, giải pháp dùng bộ điều khiển mờ cho phép giảm khối lƣợng
tính toán và giá thành sản phẩm.
Bộ điều khiển mờ dễ hiểu hơn so với các bộ điều khiển khác (cả
về kỹ thuật) và dễ dàng thay đổi.
23
Trong nhiều trƣờng hợp bộ điều khiển mờ làm việc ổn định hơn,
bền vững hơn và chất lƣợng điều khiển cao hơn.
Cấu trúc chung của bộ điều khiển mờ:
Một bộ điều khiển mờ có 3 khâu cơ bản :
Mờ hoá: có nhiêm vụ chuyển đổi một giá trị rõ đầu vào x0 thành một
vecto gồm các độ phụ thuộc của giá trị vào rõ.
Luật hợp thành và Thực hiện luật hợp thành: Lƣu giữ các mệnh đề hợp
thành và xử lý vecto các độ phụ thuộc của giá trị vào rõ và cho ra giá trị mờ
B' của biến ngôn ngữ đầu ra.
Giải mờ: có nhiệm vụ chuyển đổi tập mờ B’ thành một giá trị rõ y’
chấp nhận đƣợc cho đối tƣợng (tín hiệu điều chỉnh)
Bé ®iÒu khiÓn mê
Mê
ho¸
R1: NÕu . . . Th× . .
.
.
R2: NÕu . . . Th× . .
Gi¶i mê
B’
x0
y’
Hình 1.5: Cấu trúc bên trong của một bộ điều khiển mờ
Ta có thể phân loại các bộ điều khiển mờ dựa trên quan hệ vào/ra toàn
cục của tín hiệu vào x0 và tín hiệu ra y’. Quan hệ toàn cục đó có tên gọi là
quan hệ truyền đạt. Cũng giống nhƣ việc phân loại một khâu điều khiển kinh
điển, việc phân loại quan hệ truyền đạt của một bộ điều khiển mờ theo các
tiêu chí sau [3]:
1. Tĩnh hay động
2. Tuyến tính hay phi tuyến
3. Tham số tập trung hay tham số rải
4. Liên tục hay rời rạc
24
5. Tham số tĩnh hay tham số động
6. Tiền định hay ngẫu nhiên
7. Ổn định hay không ổn định
Xét từng khâu của bộ điều khiển mờ gồm các khâu mờ hoá, thiết bị hợp
thành và giải mờ trong hình 2.1.a, thì thấy rằng trong quan hệ vào/ra giá trị y’
tại đầu ra chỉ phụ thuộc vào một mình giá trị x0 của đầu vào chứ không phụ
thuộc vào giá trị đã qua của tín hiệu x(t), tức là chỉ phụ thuộc vào giá trị của
x(t) tại đúng thời điểm đó. Do đó bộ điều khiển mờ thực chất là một bộ điều
khiển tĩnh và quan hệ truyền đạt hoàn toàn đƣợc mô tả đầy đủ bằng đƣờng
đặc tính y(x) nhƣ các đƣờng đặc tính của khâu relay 2 hay 3 trạng thái quen
biết trong kỹ thuật điều khiển phi tuyến kinh điển [3].
Tuy nhiên, trong nhiều trƣờng hợp, qua thay đổi dạng hàm liên thuộc
của các giá trị ngôn ngữ vào ra, hay nhờ việc nối thêm các khâu tích phân, vi
phân vào phía trƣớc bộ điều khiển làm vai trò tiền xử lý tín hiệu, thì bộ điều
khiển chung nhận đƣợc sẽ lại có tính gần tĩnh giống nhƣ khâu relay có trễ
hay có tính chất động nhƣ bộ điều khiển mờ PID sẽ trình bày trong phần tiếp
theo.
1.1.2.5. Nguyên tắc thiết kế bộ điều khiển mờ
Khi tổng hợp các bộ điều khiển mờ cần lƣu ý đến tính phi tuyến khá
mạnh của các bộ điều khiển mờ. Phần lớn các đối tƣợng điều khiển trong thực
tế có tính phi tuyến, phụ thuộc vào thời gian, có hằng số trễ lớn và tham số
rải. Đối với hệ thống nhƣ vậy việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển mờ là rất
thích hợp. Tuy vậy, nền tảng cho sự ứng dụng thành công kỹ thuật điều khiển
mờ là kiến thức, kinh nghiệm và sự hiểu biết của các chuyên gia về hệ thống
đó. Trong quá trình thiết kế bộ điều khiển mờ không nhất thiết phải biết trƣớc
mô hình đối tƣợng điều khiển mà chỉ cần thể hiện những hiểu biết về đối
tƣợng, qua các biến ngôn ngữ thể hiện động học của đối tƣợng. Nói chung,
qui trình thiết kế bộ điều khiển mờ ngắn hơn qui trình thiết kế bộ điều khiển
25
kinh điển. Các bƣớc xây dựng thiết bị điều khiển và chọn luật hợp thành khá
tốn công khi thiết kế các bộ điều khiển mờ. Cho đến nay vẫn chƣa có các
nguyên tắc chuẩn mực cho việc thiết kế khảo sát tính ổn định, chất lƣợng,…
đối với các bộ điều khiển mờ cũng nhƣ nguyên lý tối ƣu các bộ điều khiển mờ
về mặt lý thuyết. Các nguyên tắc dƣới đây là cần thiết khi lựa chọn các bộ
điều khiển :
Không bao giờ áp dụng bộ điều khiển mờ khi có thể dễ dàng giải quyết
tốt vấn đề bằng bộ điều khiển kinh điển. Khi áp dụng bộ điều khiển
mờ, trƣớc hết cần đi phân tích, thu thập các kinh nghiệm và thể hiện nó
trên cơ sở logic mờ. Một giải pháp rất hiệu quả là kết hợp các bộ điều
khiển kinh điển với logic mờ để phát huy đƣợc ƣu điểm của cả hai kiểu
bộ điều khiển.
Việc sử dụng bộ điều khiển mờ cho các hệ thống yêu cầu độ an toàn
cao vẫn còn hạn chế do chỉ có thể xác định đƣợc chất lƣợng của hệ
thống bằng thực nghiệm.
Bộ điều khiển mờ phải đƣợc phát triển qua thực nghiệm.
Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Từ những phần trƣớc, chúng ta có thể thấy rằng các phần chính của
việc thiết kế một bộ điều khiển mờ thƣờng nhƣ sau:
Hai bƣớc thiết kế đầu tiên (1) và (2) chỉ ra rằng, trong việc thiết kế một
bộ điều khiển mờ, trƣớc tiên, từ yêu cầu thiết kế đặt ra phải nhận diện đƣợc
các biến trạng thái chính của quá trình và các biến điều khiển và xác định tập
các thuật ngữ (ký hiệu) để miêu tả giá trị của mỗi biến ngôn ngữ. Ví dụ, một
tập các thuật ngữ nhƣ nhỏ, trung bình, rộng không thể thoả mãn trong một
vài lĩnh vực và việc sử dụng một tập năm số hạng nhƣ rất nhỏ, nhỏ, trung
bình, rộng, rất rộng có thể thay thế đƣợc. Do đó, số lƣợng các tập mờ của
không gian vào-ra sẽ đƣợc chọn đủ rộng để cung cấp một sự đủ thích hợp và
còn đủ nhỏ để tiết kiệm không gian bộ nhớ. Số lƣợng này có một ảnh hƣởng
26
cơ bản đến chất lƣợng của bộ điều khiển có thể thu đƣợc. Hơn nữa, các kiểu
hình dạng khác nhau của các hàm liên thuộc ví dụ nhƣ là hình tam giác, hình
thang, và kiểu hình chuông,… có thể đƣợc dùng làm các giá trị của mỗi biến
ngôn ngữ cũng ảnh hƣởng không nh