sinkicongchua
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Những năm gần đây lý thuyết điều khiển hiện đại đã được ứng dụng
rộng rãi trong thực tế trong đó có điều khiển thích nghi. Đặc biệt là điều
khiển thích nghi cho các hệ phi tuyến. Trong quá trình mô tả người ta thường
đưa ra các giả thiết như bỏ qua khâu động khó mô hình hay coi tham số
không đổi theo thời gian. Tuy nhiên trong thực tế các giả thiết đó không đáp
ứng được, vì vậy hệ điều khiển thích nghi (ĐKTN) là không bền vững. Để ứng
dụng ĐKTN điều khiển các hệ thực trong thực tế, việc nâng cao tính bền vững
cho hệ ĐKTN là một yêu cầu rất cần thiết.
Với nội dung “ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng
cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu”. Luận văn của tui gồm
các phần sau:
Chương 1: Tổng quan về lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững.
Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững.
Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển hệ điều khiển thích nghi bền vững
nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu.
Mục lục
Nội dung Trang
Phụ bìa
Lời cam đoan 3
Lời nói đầu 4
Mục lục 5
Danh mục ký hiệu chữ viết tắt 7
Chương mở đầu 8
1. Mục tiêu của luận văn.
2. Tính cần thiết của luận văn.
3. Nội dung của luận văn. 9
Chương 1: Tổng quan về hệ điều khiển thích nghi bền vững 11
1.1. Những vấn đề chung về điều khiển thích nghi 11
1.1.1. Lịch sử phát triển của ĐKTN 11
1.1.2. Khái niệm chung về ĐKTN 13
1.1.3. Hệ ĐKTN theo mô hình mẫu 18
1.1.4. Những tồn tại của hệ ĐKTN và hướng giải quyết 21
1.2. Những vấn đề chung về hệ điều khiển bền vững 24
1.2.1. Định nghĩa 24
1.2.2 Đặc điểm chung của hệ phi tuyến 24
1.2.3. Điều khiển bền vững đối với hệ phi tuyến 32
1.3. Hệ điều khiển thích nghi bền vững 35
1.4. Kết luận chương 1 37
Chương 2: hệ Điều khiển thích nghi bền vững 38
2.1. Các luật thích nghi bền vững 38
2.2. Hệ MRAC bền vững trực tiếp 39
2.3. Hệ MRAC bền vững gián tiếp 48Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 6 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2.4. Kết luận của chương 2 51
Chương 3. Tổng hợp hệ ĐKTNBV nâng cao chất lượng hệ truyền
động quấn băng vật liệu
52
3.1. Nội dung bài toán 52
3.1.1. Giới thiệu cơ cấu truyền động 52
3.1.2. Lựa chọn phương pháp điều khiển 54
3.2. Tổng hợp hệ 55
3.2.1. Tổng hợp mạch vòng dòng điện 55
3.2.2. Tổng hợp mạch vòng tốc độ 58
3.2.3. Tính toán thông số sơ đồ 61
3.3. Đánh giá chất lượng của hệ 64
3.3.1. Mô phỏng hệ thống 64
3.3.2. Kết quả mô phỏng 67
3.4. Kết luận chương 3 75
Kết luận chung 77
Tài liệu tham khảo 78Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 7 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Danh mục chữ viết tắt trong luận văn
ĐKTN Điều khiển thích nghi
ĐKTNBV Điều khiển thích nghi bền vững
MRAC Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu
STR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh
DSTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh trực tiếp
ISTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh gián tiếpLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 8 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Mục tiêu của luận văn
Luận văn tập trung nghiên cứu, ứng dụng hệ điều khiển thích nghi bền
vững điều khiển hệ phi tuyến nói chung và hệ truyền động quấn băng vật liệu
nói riêng, thoả mãn tính thích nghi đối với sự thay đổi các tham số theo thời
gian và bền vững đối với sai lệch của mô hình và nhiễu. Mục tiêu của luận
văn là xây dựng hệ điều khiển thích nghi bền vững sau đó ứng dụng lý thuyết
điều khiển thích nghi và bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn
băng vật liệu.
2. Tính cần thiết của luận văn
Đối với các hệ tuyến tính, ĐKTN nói chung là thoả mãn được các yêu
cầu đặt ra về chất lượng điều chỉnh. Nhưng các hệ thống cần được điều khiển
trong thực tế đều là các hệ phi tuyến có chứa các tham số không biết trước và
thay đổi theo thời gian, về cấu trúc đối tượng có phần động học không thể
hay rất khó mô hình hoá. Ngoài ra trong quá trình làm việc hệ còn chịu nhiễu
tác động ...
Vì vậy khi thiết kế hệ điều khiển thích nghi cho hệ phi tuyến thường phải
chấp nhận các giả thiết sau:
- Đối tượng không có phần tử không mô hình hoá được.
- Các tham số chưa biết không biến thiên theo thời gian.
- Trong qua trình làm việc hệ không chịu nhiễu tác động.
Trong thực tế các giả thiết trên là không thể thoả mãn vì trong quá trình
làm việc hệ luôn chịu tác động của nhiễu, mô hình có phần không mô hình
hoá được, sai số trong việc xác định tín hiệu vào ra ... Vì vậy sử dụng hệ
ĐKTN cho đối tượng này hệ sẽ không bền vững.
Như vậy ngoài các ưu điểm mà hệ ĐKTN có được thì nhược điểm cơ
bảnLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 9 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
của ĐKTN là không bền vững khi điều khiển các đối tượng phi tuyến và chịu
nhiễu tác động.
Để hệ ĐKTN được ứng dụng vào hệ điều khiển quấn băng vật liệu, cần
phải tìm những biện pháp hạn chế các nhược điểm trên. Vì lý do trên, việc
nghiên cứu nâng cao tính bền vững của hệ ĐKTN cho hệ điều khiển quấn
băng vật liệu là rất cần thiết và cần tập trung nghiên cứu
3. Nội dung của luận văn
Hệ điều khiển thích nghi điển hình bao gồm hai phần chính: luật điều
khiển và luật thích nghi (luật đánh giá tham số). Bài toán nâng cao tính bền
vững của hệ điều khiển thích nghi cũng đi theo hai hướng sau:
- Hướng 1: Tìm các bộ đánh giá tham số đặc biệt (luật thích nghi bền
vững) để đạt được tính bền vững của hệ.
- Hướng 2: Tìm các luật điều khiển bền vững để ứng dụng vào tổng hợp
sơ đồ điều khiển thích nghi.
Luận văn tập trung giải quyết theo hướng sử dụng các luật thích nghi bền
vững để ứng dụng cho các sơ đồ thích nghi với các luật điều khiển thông
thường, sau đó ứng dụng nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật
liệu.
Luật điều khiển sử dụng trong luận văn là: Điều khiển thích nghi theo
mô hình mẫu. Bộ đánh giá tham số sử dụng thuật toán nhận dạng bình
phương tối thiểu với phương pháp chiếu.
Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm các chương sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ điều khiển thích nghi bền vững
Nội dung của chương tập trung vào nghiên cứu những đặc điểm chung
nhất của ĐKTN và đi sâu phân tích những tồn tại của ĐKTN và xác định
hướng nghiên cứu. Tìm hiểu về độ bất định của các hệ phi tuyến; các dạng sai
lệch và phương pháp mô tả; Khái niệm về Điều khiển bền vững sau đó đi tìm
hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 10 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững
Nội dung của chương tập trung nghiên cứu những luật điều khiển thích
nghi bền vững; Tìm hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững từ đó lựa chọn
phương pháp điều khiển cho hệ thống quấn băng vật liệu: Hệ điều khiển thích
nghi theo mô hình mẫu.
Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền vũng nâng cao chất
lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu.
Nội dung của chương gồm:
- Chọn đối tượng điều khiển;
- Mô tả đối tượng (cả hệ);
- Tổng hợp hệ ;
- Mô phỏng để kiểm tra đánh giá chất lượng của hệ.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 11 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI BỀN VỮNG
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
1.1.1. Lịch sử phát triển hệ ĐKTN
Trong các hệ điều khiển tự động truyền thống, các mạch phản hồi
thường sử dụng để nâng cao chất lượng điều chỉnh hệ thống. Các hệ điều
khiển loại này có nhược điểm khó khắc phục là trong quá trình làm việc vì có
nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống như môi trường làm việc liên tục bị thay
đổi, đồng thời bản thân tham số của hệ cũng bất định, trong quá trình làm việc
hệ luôn chịu tác động của nhiễu, dẫn tới chất lượng ra của hệ không đáp ứng
được đối với hệ đòi hỏi chất lượng cao
Điều khiển thích nghi (ĐKTN) ra đời đã khắc phục các nhược điểm của
các hệ điều khiển tự động truyền thống. Trong ĐKTN cấu trúc và tham số của
bộ điều khiển có thể thay đổi nên chất lượng ra của hệ được đảm bảo theo các
chỉ tiêu đã định khi các tham số của hệ thay đổi.
Ban đầu điều khiển thích nghi (ĐKTN) ra đời là do nhu cầu về hoàn
thiện các hệ thống điều khiển máy bay. Do đặc điểm của quá trình điều khiển
máy bay có nhiều thông số biến đổi và có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình ổn định quỹ đạo bay, tốc độ bay. Năm 1958 trên cơ sở lý thuyết về
chuyển động của Boocman, lý thuyết điều khiển tối ưu... hệ ĐKTN ra đời.
Ngay sau khi ra đời lý thuyết này đã được hoàn thiện nhưng chưa được ứng
dụng vì số lượng tính toán quá lớn mà chưa dụng điều kiện giải quyết được.
Hệ ĐKTN có mô hình mẫu (MRAC - Model Reference Adative Control)
đã được Whitaker đề xuất khi giải quyết vấn đề điều khiển lái tự động máy
bay năm 1958. Phương pháp độ nhạy và luật MIT đã được dùng để thiết kế
luật thích nghi với mục đích đánh giá các thông số không biết trước trong sơ
đồ MRAC. Thời gian đó việc điều khiển các chuyến bay do còn tồn tại nhiều
hạn chế như thiếu phương tiện tính toán, xử lý tín hiệu và lý thuyết cũng chưaLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 12 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
thật hoàn thiện, đồng thời những chuyến bay thí nghiệm bị tai nạn làm cho
việc nghiên cứu về lý thuyết điều khiển thích nghi bị lắng xuống vào cuối
thập kỷ 50 và đầu năm 1960.
Thập kỷ 60 là thời kỳ quan trọng nhất trong việc phát triển các lý thuyết
tự động, đặc biệt là lý thuyết ĐKTN. Kỹ thuật không gian trạng thái và lý
thuyết ổn định dựa theo luật Lyapunop đã được phát triển. Một loạt các lý
thuyết như : Điều khiển đối ngẫu, điều khiển ngẫu nhiên, nhận dạng hệ thống,
đánh giá thông số... ra đời cho phép tiếp tục phát triển và hoàn thiện lý thuyết
ĐKTN. Năm 1966 Park và các đồng nghiệp đã tìm được phương pháp mới để
tính toán lại luật thích nghi sử dụng luật MIT ứng dụng vào các sơ đồ MRAC
của những năm 50 bằng cách ứng dụng lý thuyết ổn định của Lyapunop.
Tiến bộ của lý thuyết điều khiển những năm 60 cho phép nâng cao hiểu
biết về ĐKTN và đóng góp nhiều vào đổi mới lĩnh vực này. Những năm 70 sự
phát triển của kỹ thuật điện tử và máy tính đã tạo ra khả năng ứng dụng lý
thuyết này vào thực tế. Các hệ ĐKTN đã được ứng dụng vào điều khiển các
hệ thống phức tạp.
Đầu năm 1979 người ta chỉ ra rằng những sơ đồ MARC của thập kỷ 70
dễ mất ổn định do nhiễu tác động. Tính bền vững trong ĐKTN trở thành mục
tiêu tập trung nghiên cứu của các nhà khoa học vào năm 1980. Người ta xuất
bản nhiều tài liệu về độ không ổn định do các khâu động học không mô hình
hoá được hay do nhiễu tác động vào hệ thống.
Trong những năm 80 nhiều thiết kế đã được cải tiến, dẫn đến ra đời lý
thuyết ĐKTN bền vững. Một hệ ĐKTN được gọi là bền vững nếu như nó đảm
bảo chất lượng ra cho một lớp đối tượng trong đó có đối tượng đang xét và
trong quá trình làm việc hệ chịu nhiễu tác động. Cuối thập kỷ 80 có các công
trình nghiên cứu về hệ ĐKTN bền vững, đặc biệt là MARC cho các đối tượng
có thông số biến thiên theo thời gian tuyến tính.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 13 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Các nghiên cứu của những năm 90 tập trung vào đánh giá kết quả của
nghiên cứu những năm 80 và nghiên cứu các lớp đối tượng phi tuyến có tham
số bất định. Những cố gắng này đã đưa ra một lớp sơ đồ MARC xuất phát từ
lý thuyết hệ thống phi tuyến.
Ngày nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, điện, điện
tử, máy tính ... cho phép giải được những bài toán đó một cách thuận lợi nên
hệ thống ĐKTNBV đã được ứng dụng rộng rãi vào thực tế.
1.1.2. Khái niệm chung vê điều khiển thích nghi
Điều khiển thích nghi là hệ điều khiển tự động mà cấu trúc và tham số
của bộ điều khiển có thể thay đổi theo sự biến thiên thông số của hệ sao cho
chất lượng ra của hệ đảm bảo các chỉ tiêu đã định trước.
Cấu trúc tổng quát của hệ ĐKTN được mô tả trên (Hình1.1-1).
Hệ gồm 2 khối sau:
Khối 1: Phần cơ bản của hệ điều khiển.
Khối 2: Phần điều khiển thích nghi.
tốc dài không đổi thì tốc độ động cơ phải giảm xuống và mô men của động cơ
phải tăng lên tương ứng với mô men tải và chịu nhiễu tác động. Ta thấy:
- Với hệ ĐKTNBV thì tốc độ động cơ (Yp) vẫn bám theo đặc tính
mong muốn, ổn định và ở chế độ xác lập đặc tiính trùng với đặc tính mong
muốn thoả mãn yêu cầu công nghệ của hệ thống;
- Đối với hệ điều khiển thông thường thì tốc độ động cơ (Yc) giảm dần
khi mô men tăng dần dẫn đến dây vật liệu có thể bị trùng do không quấn kịp
do vậy không thoả mãn yêu cầu công nghệ của hệ thống.
3.4. KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG 3.
Bằng cách sử dụng luật thích nghi bền vững áp dụng vào sơ đồ MRAC,
luận văn đã tổng hợp được hệ điều khiển thích nghi bền vững theo mô hình
mẫu và áp dụng vào điều khiển hệ truyền động quấn băng vật liệu. Đây là một
hệ truyền động phi tuyến, đòi hỏi chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ cao, ổn định.
Kết quả khảo sát đánh giá bằng mô phỏng luận văn đã đưa ra được các
kết luận như sau:
Hệ truyền động quấn băng vật liệu sử dụng động cơ điện một chiều là hệ
phi tuyến và trong thực tế khi làm việc hệ luôn chịu nhiễu tác động từ môi
trường cũng như trong bản thân của hệ, nhưng với bộ điều khiển thích nghi
bền vững thì chất lượng ra của hệ luôn đáp ứng được yêu cầu mong muốn.
- Chất lượng động của hệ tốt hơn hệ điều khiển thông thường, thời gian
quá độ nhỏ, lượng quá điều chỉnh nhỏ, ít dao động.
- Sai lệch giữa đặc tính của mô hình mẫu và đặc tính của hệ nhỏ;
- Chất lượng động và chất lượng tĩnh của hệ ít phụ thuộc vào mô men
cản có nghĩa là hệ bền vững với nhiễu.
Như vậy hệ luôn thích nghi với sự thay đổi tham số và bền vững
với nhiễu tác động. Với kết quả trên cho phép ta xây dựng được hệ truyền
động quấn băng vật liệu thoả mãn các yêu cầu công nghệ của hệ thống.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Những năm gần đây lý thuyết điều khiển hiện đại đã được ứng dụng
rộng rãi trong thực tế trong đó có điều khiển thích nghi. Đặc biệt là điều
khiển thích nghi cho các hệ phi tuyến. Trong quá trình mô tả người ta thường
đưa ra các giả thiết như bỏ qua khâu động khó mô hình hay coi tham số
không đổi theo thời gian. Tuy nhiên trong thực tế các giả thiết đó không đáp
ứng được, vì vậy hệ điều khiển thích nghi (ĐKTN) là không bền vững. Để ứng
dụng ĐKTN điều khiển các hệ thực trong thực tế, việc nâng cao tính bền vững
cho hệ ĐKTN là một yêu cầu rất cần thiết.
Với nội dung “ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững nâng
cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu”. Luận văn của tui gồm
các phần sau:
Chương 1: Tổng quan về lý thuyết điều khiển thích nghi bền vững.
Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững.
Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển hệ điều khiển thích nghi bền vững
nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu.
Mục lục
Nội dung Trang
Phụ bìa
Lời cam đoan 3
Lời nói đầu 4
Mục lục 5
Danh mục ký hiệu chữ viết tắt 7
Chương mở đầu 8
1. Mục tiêu của luận văn.
2. Tính cần thiết của luận văn.
3. Nội dung của luận văn. 9
Chương 1: Tổng quan về hệ điều khiển thích nghi bền vững 11
1.1. Những vấn đề chung về điều khiển thích nghi 11
1.1.1. Lịch sử phát triển của ĐKTN 11
1.1.2. Khái niệm chung về ĐKTN 13
1.1.3. Hệ ĐKTN theo mô hình mẫu 18
1.1.4. Những tồn tại của hệ ĐKTN và hướng giải quyết 21
1.2. Những vấn đề chung về hệ điều khiển bền vững 24
1.2.1. Định nghĩa 24
1.2.2 Đặc điểm chung của hệ phi tuyến 24
1.2.3. Điều khiển bền vững đối với hệ phi tuyến 32
1.3. Hệ điều khiển thích nghi bền vững 35
1.4. Kết luận chương 1 37
Chương 2: hệ Điều khiển thích nghi bền vững 38
2.1. Các luật thích nghi bền vững 38
2.2. Hệ MRAC bền vững trực tiếp 39
2.3. Hệ MRAC bền vững gián tiếp 48Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 6 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
2.4. Kết luận của chương 2 51
Chương 3. Tổng hợp hệ ĐKTNBV nâng cao chất lượng hệ truyền
động quấn băng vật liệu
52
3.1. Nội dung bài toán 52
3.1.1. Giới thiệu cơ cấu truyền động 52
3.1.2. Lựa chọn phương pháp điều khiển 54
3.2. Tổng hợp hệ 55
3.2.1. Tổng hợp mạch vòng dòng điện 55
3.2.2. Tổng hợp mạch vòng tốc độ 58
3.2.3. Tính toán thông số sơ đồ 61
3.3. Đánh giá chất lượng của hệ 64
3.3.1. Mô phỏng hệ thống 64
3.3.2. Kết quả mô phỏng 67
3.4. Kết luận chương 3 75
Kết luận chung 77
Tài liệu tham khảo 78Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 7 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
Danh mục chữ viết tắt trong luận văn
ĐKTN Điều khiển thích nghi
ĐKTNBV Điều khiển thích nghi bền vững
MRAC Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu
STR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh
DSTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh trực tiếp
ISTR Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh gián tiếpLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 8 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Mục tiêu của luận văn
Luận văn tập trung nghiên cứu, ứng dụng hệ điều khiển thích nghi bền
vững điều khiển hệ phi tuyến nói chung và hệ truyền động quấn băng vật liệu
nói riêng, thoả mãn tính thích nghi đối với sự thay đổi các tham số theo thời
gian và bền vững đối với sai lệch của mô hình và nhiễu. Mục tiêu của luận
văn là xây dựng hệ điều khiển thích nghi bền vững sau đó ứng dụng lý thuyết
điều khiển thích nghi và bền vững nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn
băng vật liệu.
2. Tính cần thiết của luận văn
Đối với các hệ tuyến tính, ĐKTN nói chung là thoả mãn được các yêu
cầu đặt ra về chất lượng điều chỉnh. Nhưng các hệ thống cần được điều khiển
trong thực tế đều là các hệ phi tuyến có chứa các tham số không biết trước và
thay đổi theo thời gian, về cấu trúc đối tượng có phần động học không thể
hay rất khó mô hình hoá. Ngoài ra trong quá trình làm việc hệ còn chịu nhiễu
tác động ...
Vì vậy khi thiết kế hệ điều khiển thích nghi cho hệ phi tuyến thường phải
chấp nhận các giả thiết sau:
- Đối tượng không có phần tử không mô hình hoá được.
- Các tham số chưa biết không biến thiên theo thời gian.
- Trong qua trình làm việc hệ không chịu nhiễu tác động.
Trong thực tế các giả thiết trên là không thể thoả mãn vì trong quá trình
làm việc hệ luôn chịu tác động của nhiễu, mô hình có phần không mô hình
hoá được, sai số trong việc xác định tín hiệu vào ra ... Vì vậy sử dụng hệ
ĐKTN cho đối tượng này hệ sẽ không bền vững.
Như vậy ngoài các ưu điểm mà hệ ĐKTN có được thì nhược điểm cơ
bảnLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 9 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
của ĐKTN là không bền vững khi điều khiển các đối tượng phi tuyến và chịu
nhiễu tác động.
Để hệ ĐKTN được ứng dụng vào hệ điều khiển quấn băng vật liệu, cần
phải tìm những biện pháp hạn chế các nhược điểm trên. Vì lý do trên, việc
nghiên cứu nâng cao tính bền vững của hệ ĐKTN cho hệ điều khiển quấn
băng vật liệu là rất cần thiết và cần tập trung nghiên cứu
3. Nội dung của luận văn
Hệ điều khiển thích nghi điển hình bao gồm hai phần chính: luật điều
khiển và luật thích nghi (luật đánh giá tham số). Bài toán nâng cao tính bền
vững của hệ điều khiển thích nghi cũng đi theo hai hướng sau:
- Hướng 1: Tìm các bộ đánh giá tham số đặc biệt (luật thích nghi bền
vững) để đạt được tính bền vững của hệ.
- Hướng 2: Tìm các luật điều khiển bền vững để ứng dụng vào tổng hợp
sơ đồ điều khiển thích nghi.
Luận văn tập trung giải quyết theo hướng sử dụng các luật thích nghi bền
vững để ứng dụng cho các sơ đồ thích nghi với các luật điều khiển thông
thường, sau đó ứng dụng nâng cao chất lượng hệ truyền động quấn băng vật
liệu.
Luật điều khiển sử dụng trong luận văn là: Điều khiển thích nghi theo
mô hình mẫu. Bộ đánh giá tham số sử dụng thuật toán nhận dạng bình
phương tối thiểu với phương pháp chiếu.
Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm các chương sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ điều khiển thích nghi bền vững
Nội dung của chương tập trung vào nghiên cứu những đặc điểm chung
nhất của ĐKTN và đi sâu phân tích những tồn tại của ĐKTN và xác định
hướng nghiên cứu. Tìm hiểu về độ bất định của các hệ phi tuyến; các dạng sai
lệch và phương pháp mô tả; Khái niệm về Điều khiển bền vững sau đó đi tìm
hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 10 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
Chương 2: Hệ điều khiển thích nghi bền vững
Nội dung của chương tập trung nghiên cứu những luật điều khiển thích
nghi bền vững; Tìm hiểu hệ điều khiển thích nghi bền vững từ đó lựa chọn
phương pháp điều khiển cho hệ thống quấn băng vật liệu: Hệ điều khiển thích
nghi theo mô hình mẫu.
Chương 3: Tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền vũng nâng cao chất
lượng hệ truyền động quấn băng vật liệu.
Nội dung của chương gồm:
- Chọn đối tượng điều khiển;
- Mô tả đối tượng (cả hệ);
- Tổng hợp hệ ;
- Mô phỏng để kiểm tra đánh giá chất lượng của hệ.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 11 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI BỀN VỮNG
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
1.1.1. Lịch sử phát triển hệ ĐKTN
Trong các hệ điều khiển tự động truyền thống, các mạch phản hồi
thường sử dụng để nâng cao chất lượng điều chỉnh hệ thống. Các hệ điều
khiển loại này có nhược điểm khó khắc phục là trong quá trình làm việc vì có
nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống như môi trường làm việc liên tục bị thay
đổi, đồng thời bản thân tham số của hệ cũng bất định, trong quá trình làm việc
hệ luôn chịu tác động của nhiễu, dẫn tới chất lượng ra của hệ không đáp ứng
được đối với hệ đòi hỏi chất lượng cao
Điều khiển thích nghi (ĐKTN) ra đời đã khắc phục các nhược điểm của
các hệ điều khiển tự động truyền thống. Trong ĐKTN cấu trúc và tham số của
bộ điều khiển có thể thay đổi nên chất lượng ra của hệ được đảm bảo theo các
chỉ tiêu đã định khi các tham số của hệ thay đổi.
Ban đầu điều khiển thích nghi (ĐKTN) ra đời là do nhu cầu về hoàn
thiện các hệ thống điều khiển máy bay. Do đặc điểm của quá trình điều khiển
máy bay có nhiều thông số biến đổi và có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình ổn định quỹ đạo bay, tốc độ bay. Năm 1958 trên cơ sở lý thuyết về
chuyển động của Boocman, lý thuyết điều khiển tối ưu... hệ ĐKTN ra đời.
Ngay sau khi ra đời lý thuyết này đã được hoàn thiện nhưng chưa được ứng
dụng vì số lượng tính toán quá lớn mà chưa dụng điều kiện giải quyết được.
Hệ ĐKTN có mô hình mẫu (MRAC - Model Reference Adative Control)
đã được Whitaker đề xuất khi giải quyết vấn đề điều khiển lái tự động máy
bay năm 1958. Phương pháp độ nhạy và luật MIT đã được dùng để thiết kế
luật thích nghi với mục đích đánh giá các thông số không biết trước trong sơ
đồ MRAC. Thời gian đó việc điều khiển các chuyến bay do còn tồn tại nhiều
hạn chế như thiếu phương tiện tính toán, xử lý tín hiệu và lý thuyết cũng chưaLuận văn thạc sỹ kỹ thuật - 12 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
thật hoàn thiện, đồng thời những chuyến bay thí nghiệm bị tai nạn làm cho
việc nghiên cứu về lý thuyết điều khiển thích nghi bị lắng xuống vào cuối
thập kỷ 50 và đầu năm 1960.
Thập kỷ 60 là thời kỳ quan trọng nhất trong việc phát triển các lý thuyết
tự động, đặc biệt là lý thuyết ĐKTN. Kỹ thuật không gian trạng thái và lý
thuyết ổn định dựa theo luật Lyapunop đã được phát triển. Một loạt các lý
thuyết như : Điều khiển đối ngẫu, điều khiển ngẫu nhiên, nhận dạng hệ thống,
đánh giá thông số... ra đời cho phép tiếp tục phát triển và hoàn thiện lý thuyết
ĐKTN. Năm 1966 Park và các đồng nghiệp đã tìm được phương pháp mới để
tính toán lại luật thích nghi sử dụng luật MIT ứng dụng vào các sơ đồ MRAC
của những năm 50 bằng cách ứng dụng lý thuyết ổn định của Lyapunop.
Tiến bộ của lý thuyết điều khiển những năm 60 cho phép nâng cao hiểu
biết về ĐKTN và đóng góp nhiều vào đổi mới lĩnh vực này. Những năm 70 sự
phát triển của kỹ thuật điện tử và máy tính đã tạo ra khả năng ứng dụng lý
thuyết này vào thực tế. Các hệ ĐKTN đã được ứng dụng vào điều khiển các
hệ thống phức tạp.
Đầu năm 1979 người ta chỉ ra rằng những sơ đồ MARC của thập kỷ 70
dễ mất ổn định do nhiễu tác động. Tính bền vững trong ĐKTN trở thành mục
tiêu tập trung nghiên cứu của các nhà khoa học vào năm 1980. Người ta xuất
bản nhiều tài liệu về độ không ổn định do các khâu động học không mô hình
hoá được hay do nhiễu tác động vào hệ thống.
Trong những năm 80 nhiều thiết kế đã được cải tiến, dẫn đến ra đời lý
thuyết ĐKTN bền vững. Một hệ ĐKTN được gọi là bền vững nếu như nó đảm
bảo chất lượng ra cho một lớp đối tượng trong đó có đối tượng đang xét và
trong quá trình làm việc hệ chịu nhiễu tác động. Cuối thập kỷ 80 có các công
trình nghiên cứu về hệ ĐKTN bền vững, đặc biệt là MARC cho các đối tượng
có thông số biến thiên theo thời gian tuyến tính.Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - 13 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
You must be registered for see links
Các nghiên cứu của những năm 90 tập trung vào đánh giá kết quả của
nghiên cứu những năm 80 và nghiên cứu các lớp đối tượng phi tuyến có tham
số bất định. Những cố gắng này đã đưa ra một lớp sơ đồ MARC xuất phát từ
lý thuyết hệ thống phi tuyến.
Ngày nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, điện, điện
tử, máy tính ... cho phép giải được những bài toán đó một cách thuận lợi nên
hệ thống ĐKTNBV đã được ứng dụng rộng rãi vào thực tế.
1.1.2. Khái niệm chung vê điều khiển thích nghi
Điều khiển thích nghi là hệ điều khiển tự động mà cấu trúc và tham số
của bộ điều khiển có thể thay đổi theo sự biến thiên thông số của hệ sao cho
chất lượng ra của hệ đảm bảo các chỉ tiêu đã định trước.
Cấu trúc tổng quát của hệ ĐKTN được mô tả trên (Hình1.1-1).
Hệ gồm 2 khối sau:
Khối 1: Phần cơ bản của hệ điều khiển.
Khối 2: Phần điều khiển thích nghi.
tốc dài không đổi thì tốc độ động cơ phải giảm xuống và mô men của động cơ
phải tăng lên tương ứng với mô men tải và chịu nhiễu tác động. Ta thấy:
- Với hệ ĐKTNBV thì tốc độ động cơ (Yp) vẫn bám theo đặc tính
mong muốn, ổn định và ở chế độ xác lập đặc tiính trùng với đặc tính mong
muốn thoả mãn yêu cầu công nghệ của hệ thống;
- Đối với hệ điều khiển thông thường thì tốc độ động cơ (Yc) giảm dần
khi mô men tăng dần dẫn đến dây vật liệu có thể bị trùng do không quấn kịp
do vậy không thoả mãn yêu cầu công nghệ của hệ thống.
3.4. KẾT LUẬN CỦA CHƯƠNG 3.
Bằng cách sử dụng luật thích nghi bền vững áp dụng vào sơ đồ MRAC,
luận văn đã tổng hợp được hệ điều khiển thích nghi bền vững theo mô hình
mẫu và áp dụng vào điều khiển hệ truyền động quấn băng vật liệu. Đây là một
hệ truyền động phi tuyến, đòi hỏi chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ cao, ổn định.
Kết quả khảo sát đánh giá bằng mô phỏng luận văn đã đưa ra được các
kết luận như sau:
Hệ truyền động quấn băng vật liệu sử dụng động cơ điện một chiều là hệ
phi tuyến và trong thực tế khi làm việc hệ luôn chịu nhiễu tác động từ môi
trường cũng như trong bản thân của hệ, nhưng với bộ điều khiển thích nghi
bền vững thì chất lượng ra của hệ luôn đáp ứng được yêu cầu mong muốn.
- Chất lượng động của hệ tốt hơn hệ điều khiển thông thường, thời gian
quá độ nhỏ, lượng quá điều chỉnh nhỏ, ít dao động.
- Sai lệch giữa đặc tính của mô hình mẫu và đặc tính của hệ nhỏ;
- Chất lượng động và chất lượng tĩnh của hệ ít phụ thuộc vào mô men
cản có nghĩa là hệ bền vững với nhiễu.
Như vậy hệ luôn thích nghi với sự thay đổi tham số và bền vững
với nhiễu tác động. Với kết quả trên cho phép ta xây dựng được hệ truyền
động quấn băng vật liệu thoả mãn các yêu cầu công nghệ của hệ thống.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: