Điều khiển mờ

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Anh La Ai
Ngày gửi: 18h:35' 18-08-2013
Dung lượng: 114.0 KB
Số lượt tải: 33
Nguồn:
Người gửi: Anh La Ai
Ngày gửi: 18h:35' 18-08-2013
Dung lượng: 114.0 KB
Số lượt tải: 33
Số lượt thích:
0 người
BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI MỜ
4.3 Bộ điều khiển thích nghi mờ
Trong thực tế, hệ thích nghi được sử dụng nhiều vì những ưu điểm của nó so với các hệ thống điều khiển thông thường. Khả năng tự chỉnh định lại các thông số của bộ điều khiển cho phù hợp với đối tượng chưa biết rỗ đã đưa hệ thích nghi trở thành một hệ điều khiển thông minh. So với những bộ điều khiển kinh điển, bộ điều khiển mờ có rất nhiều tham số nên miền chỉnh định cho hệ mờ rất lớn. Bên cạnh những tham số giống như một bộ điều khiển kinh điển, ví dụ bộ PID mờ cũng có 3 tham số gồm bộ khuếch đại KR, hằng số phân tích TI, hằng số vi phân TD,…, một bộ điều khiển mờ còn có thêm những hàm thuộc cho các giá trị mờ, luật điều khiển, các phép toán hoặc, và, thiết bị hợp thành và nguyên lý giải mờ cũng là những tham số chỉnh định được
4.3.1. Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi
Các bộ điều khiển mờ thích nghi có khả năng chỉnh định các tham số của tập mờ (các hàm thuộc) gọi là bộ điều khiển mờ tự chỉnh. Bộ điều khiển mờ có khả năng chỉnh định lại các luật điều khiển, ví dụ chuyển từ…THÌ = NS … thành THÌ = ZE…, được gọi là bộ điều khiển mờ tự thay đổi cấu trúc. Trong trường hợp này, hệ thống có thể bắt đầu làm việc với các luật đã được chỉnh định hoặc với bộ điều khiển còn chưa dủ các luật điều khiển. Các luật điều khiển cần được bổ sung thêm sẽ được thiết lập trong quá trình “học”.
Hình 4.8: Phương pháp điều khiển thích nghi trực tiếp
Hình 4.9: Phương pháp điều khiển thích nghi gián tiếp
Hệ thống điều khiển cơ bản của hệ thích nghi hoàn toàn giống như các hệ thống điều khiển một mạch vòng thông thường. các tính chất của đối tượng dưới tác dụng của điều khiển, thường được tiến hành nhận dạng qua các hệ kín hoặc thông qua các đại lượng đặc trưng của hệ như độ quá điều chỉnh cực đại, thời gian quá điều chỉnh cực đại, bình phương sai lệch, tích phân sao số tuyệt đối… Mạch vòng thích nghi cho hệ điều khiển mờ hoặc không mờ đều được xây dựng trên hai phương pháp:
- Phương pháp trực tiếp thực hiện qua việc nhận dạng thường xuyên các tham số của đối tượng trong hệ kín (hình 4.8). Quá trình nhận dạng thông số của đối tượng có thể thực hiện bằng cách thường xuyên đo trạng thái của tín hiệu vào/ra của đối tượng và chọn một thuật toán nhận dạng hợp lý. Tất nhiên là phải đi kèm với giả thiết là mô hình của đối tượng đã biết trước (ví dụ như đối tượng có mô hình của một khâu quán tính bậc một có trễ và các tham số Kp, Tp cần phải được nhận dạng). Mô hình của đối tượng cũng có thể là mô hình mờ. Mô hình mờ là mô hình biểu diễn dưới dạng câu điều kiện: NẾU …THÌ… hoặc dưới dạng ma trận quan hệ R (ma trận biểu diễn hợp thành)
- Phương pháp gián tiếp thực hiện thông qua phiêm shàm mục tiêu của hệ kín xây dựng dựa trên các chỉ tiêu chất lượng (hình 4.9). Chất lượng của hệ thống được phản ánh qua các tham số của phiếm hàm mục tiêu. Phiếm haàmmục tiêu có thể được xây dựng dự trên các chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống như độ quá điều chỉnh cực đại, thời gian quá điều chỉnh, các chỉ tiêu ở miền tần số, độ rộng giải tần số, biên độ cộng hưởng hay các tiêu chuẩn tích phân sai lêch và cũng có thể xây dựng nhiều chỉ tiêu trong cùng một phiếm hàm.
4.3.2 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc
Bộ điều khiển mờ tự chỉnh định các luật điều khiển được gọi là bộ điều khiển ờ tự chỉnh cấu trúc. Bộ chỉnh định được thiết kế đảm bảo đầu ra là giá trị hiệu chỉnh của tín hiệu điều khiển u(t) (tín hiệu ra của bộ điều khiển). Để thay đổi luật điều khiển trước tiên là phải xác định được quan hệ giữa giá trị được hiệu chỉnh ở đầu ra của bộ điều khiển với giá trị biến đổi ở đầu vào. Do vậy cần có mô hình thô của đối tượng, mô hình này dùng để tính toán giá trị đầu vào tương ứng với một giá trị đầu ra cần đạt được của bộ điều khiển. Dựa trên tín hiệu ra mong muốn và tín hiệu vào tương ứng của bộ điều khiển có thể xác định và hiệu chỉnh các nguyên tắc điều khiển, các nguyên tắc này đảm bảo chất lượng điều khiển của hệ thống. Một câu hỏi được dadựt ra là những giá trị nào của tín hiệu điều khiển
4.3 Bộ điều khiển thích nghi mờ
Trong thực tế, hệ thích nghi được sử dụng nhiều vì những ưu điểm của nó so với các hệ thống điều khiển thông thường. Khả năng tự chỉnh định lại các thông số của bộ điều khiển cho phù hợp với đối tượng chưa biết rỗ đã đưa hệ thích nghi trở thành một hệ điều khiển thông minh. So với những bộ điều khiển kinh điển, bộ điều khiển mờ có rất nhiều tham số nên miền chỉnh định cho hệ mờ rất lớn. Bên cạnh những tham số giống như một bộ điều khiển kinh điển, ví dụ bộ PID mờ cũng có 3 tham số gồm bộ khuếch đại KR, hằng số phân tích TI, hằng số vi phân TD,…, một bộ điều khiển mờ còn có thêm những hàm thuộc cho các giá trị mờ, luật điều khiển, các phép toán hoặc, và, thiết bị hợp thành và nguyên lý giải mờ cũng là những tham số chỉnh định được
4.3.1. Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi
Các bộ điều khiển mờ thích nghi có khả năng chỉnh định các tham số của tập mờ (các hàm thuộc) gọi là bộ điều khiển mờ tự chỉnh. Bộ điều khiển mờ có khả năng chỉnh định lại các luật điều khiển, ví dụ chuyển từ…THÌ = NS … thành THÌ = ZE…, được gọi là bộ điều khiển mờ tự thay đổi cấu trúc. Trong trường hợp này, hệ thống có thể bắt đầu làm việc với các luật đã được chỉnh định hoặc với bộ điều khiển còn chưa dủ các luật điều khiển. Các luật điều khiển cần được bổ sung thêm sẽ được thiết lập trong quá trình “học”.
Hình 4.8: Phương pháp điều khiển thích nghi trực tiếp
Hình 4.9: Phương pháp điều khiển thích nghi gián tiếp
Hệ thống điều khiển cơ bản của hệ thích nghi hoàn toàn giống như các hệ thống điều khiển một mạch vòng thông thường. các tính chất của đối tượng dưới tác dụng của điều khiển, thường được tiến hành nhận dạng qua các hệ kín hoặc thông qua các đại lượng đặc trưng của hệ như độ quá điều chỉnh cực đại, thời gian quá điều chỉnh cực đại, bình phương sai lệch, tích phân sao số tuyệt đối… Mạch vòng thích nghi cho hệ điều khiển mờ hoặc không mờ đều được xây dựng trên hai phương pháp:
- Phương pháp trực tiếp thực hiện qua việc nhận dạng thường xuyên các tham số của đối tượng trong hệ kín (hình 4.8). Quá trình nhận dạng thông số của đối tượng có thể thực hiện bằng cách thường xuyên đo trạng thái của tín hiệu vào/ra của đối tượng và chọn một thuật toán nhận dạng hợp lý. Tất nhiên là phải đi kèm với giả thiết là mô hình của đối tượng đã biết trước (ví dụ như đối tượng có mô hình của một khâu quán tính bậc một có trễ và các tham số Kp, Tp cần phải được nhận dạng). Mô hình của đối tượng cũng có thể là mô hình mờ. Mô hình mờ là mô hình biểu diễn dưới dạng câu điều kiện: NẾU …THÌ… hoặc dưới dạng ma trận quan hệ R (ma trận biểu diễn hợp thành)
- Phương pháp gián tiếp thực hiện thông qua phiêm shàm mục tiêu của hệ kín xây dựng dựa trên các chỉ tiêu chất lượng (hình 4.9). Chất lượng của hệ thống được phản ánh qua các tham số của phiếm hàm mục tiêu. Phiếm haàmmục tiêu có thể được xây dựng dự trên các chỉ tiêu chất lượng động của hệ thống như độ quá điều chỉnh cực đại, thời gian quá điều chỉnh, các chỉ tiêu ở miền tần số, độ rộng giải tần số, biên độ cộng hưởng hay các tiêu chuẩn tích phân sai lêch và cũng có thể xây dựng nhiều chỉ tiêu trong cùng một phiếm hàm.
4.3.2 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc
Bộ điều khiển mờ tự chỉnh định các luật điều khiển được gọi là bộ điều khiển ờ tự chỉnh cấu trúc. Bộ chỉnh định được thiết kế đảm bảo đầu ra là giá trị hiệu chỉnh của tín hiệu điều khiển u(t) (tín hiệu ra của bộ điều khiển). Để thay đổi luật điều khiển trước tiên là phải xác định được quan hệ giữa giá trị được hiệu chỉnh ở đầu ra của bộ điều khiển với giá trị biến đổi ở đầu vào. Do vậy cần có mô hình thô của đối tượng, mô hình này dùng để tính toán giá trị đầu vào tương ứng với một giá trị đầu ra cần đạt được của bộ điều khiển. Dựa trên tín hiệu ra mong muốn và tín hiệu vào tương ứng của bộ điều khiển có thể xác định và hiệu chỉnh các nguyên tắc điều khiển, các nguyên tắc này đảm bảo chất lượng điều khiển của hệ thống. Một câu hỏi được dadựt ra là những giá trị nào của tín hiệu điều khiển
 








Các ý kiến mới nhất