Bàn về phương pháp điều khiển tích cực loại bỏ nhiễu (ADRC)

Bài viết Bàn về phương pháp điều khiển tích cực loại bỏ nhiễu (ADRC) giới thiệu về một phương pháp điều khiển mới, đó là phương pháp điều khiển ADRC (Active Disturbance Rejection Control), trong đó đi sâu vào giới thiệu bộ điều khiển ADRC tuyến tính áp dụng cho các đối tượng có dạng của khâu quán tính bậc nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bàn về phương pháp điều khiển tích cực loại bỏ nhiễu (ADRC) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 61 BÀN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TÍCH CỰC LOẠI BỎ NHIỄU (ADRC) DISCUSSION ON THE ACTIVE DISTURBANCE REJECTION CONTROL (ADRC) METHOD Phạm Văn Tuynh1, Trần Văn Kiên2 1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; phamvantuynh1992@gmail.com 2 Đại học Khoa học Ứng dụng Cao Hùng (KUAS); kiensee@gmail.com Tóm tắt - Bài báo này giới thiệu về một phương pháp điều khiển mới, Abstract - This paper introduces a new control method namely đó là phương pháp điều khiển ADRC (Active Disturbance Rejection ADRC (Active Disturbance Rejection Control), especially the linear Control), trong đó đi sâu vào giới thiệu bộ điều khiển ADRC tuyến tính ADRC controller applied to the object in the form of first order áp dụng cho các đối tượng có dạng của khâu quán tính bậc nhất. Ưu inertia. The main advantage of the ADRC method compared with điểm chính của phương pháp ADRC so với phương pháp PID truyền the traditional PID one is that only with some limited information thống là chỉ cần ít thông tin về đối tượng ta đã có thể tính toán được about the subjects we are still able to calculate the controller. To bộ điều khiển. Để thể hiện được kết quả điều khiển của nó, một mô demonstrate the results of its control, a model of block boiler - hình của khối lò hơi - tua bin đã được sử dụng cho việc mô phỏng. turbine is used for the simulation.In addition the results obtained Bên cạnh việc thu được kết quả khi sử dụng bộ điều khiển ADRC, ta when using ADRC controller will also be compared with those of a cũng sẽ so sánh với kết quả của bộ điều khiển PID để thấy được sự PID controller to see the difference between these two methods of khác nhau giữa hai phương pháp điều khiển này. control. Từ khóa - ADRC tuyến tính; bậc nhất; lò hơi- tua bin; mô hình; Key words - linear ADRC; first order; boiler – turbine; model; ổnđịnh; quan sát trạng thái. stable; observe a state. 1. Phần mở đầu điển. Hiện nay phương pháp này được ứng dụng trong nhiều Khái niệm về ADRC (Active Disturbance Rejection lĩnh vực như: điện tử công suất, điều khiển nhiệt độ… Control) được giới thiệu bởi Jinqing Han và sau đó được Về bộ ADRC tuyến tính, có thể khái quát cấu trúc hệ thống lại trong phiên bản tiếng Anh công bố lần đầu tiên ADRC tuyến tính bao gồm các thành phần cơ bản sau: bởi Zhiqiang Gao [1]. Trong bài viết của mình, Jinqing Han - TD (Tracking Differentiator): thành phần quyết định đã chỉ ra một số nhược điểm của bộ điều khiển PID: tốc độ ổn định và quỹ đạo đáp ứng đầu ra của đối tượng. - Có một vài điều kiện ảnh hưởng đến việc đạt đến trạng Thành phần TD có thể được rút ra từ quỹ đạo mong muốn thái ổn định như hiện tượng bão hòa tích phân. của hệ thống. Những tiêu chuẩn về chất lượng điều khiển - Thường được triển khai thiếu thành phần D do sự nhạy sẽ được sử dụng để tính toán. cảm của khâu vi phân đối với các nhiễu. - ESO (Extended State Observer): thành phần ước - Trong nhiều trường hợp, việc tìm được một bộ điều lượng nhiễu và sai số mô hình. khiển trở nên khó khăn do phụ thuộc nhiều vào mô hình Nếu xác định được 2 thành phần trên, ta có thể điều đối tượng. khiển được đối tượng mong muốn. ADRC là một chiến lược điều khiển mạnh mẽ, nơi các 2. Nội dung chính mô hình của hệ thống được mở rộng với một biến trạng thái mới, trong đó bao gồm tất cả các động học chưa rõ và rối 2.1. Tổng quan về bộ điều khiển ADRC tuyến tính loạn còn sót lại không được chú ý trong mô tả đối tượng Việc thiết kế một bộ điều khiển ADRC dù là tuyến tính thông thường. Việc ước tính trực tuyến của trạng thái mới hay phi tuyến, sẽ có khá nhiều cách để đi đến các kết quả này được thực hiện bằng cách sử dụng bộ quan sát trạng khác nhau. Trong nội dung bài báo này ta sẽ xét đến một thái mở rộng (Extended State Observer – ESO). Bộ quan phương pháp xây dựng bộ điều khiển ADRC tuyến tính cho sát này có nhiệm vụ theo dõi và ước lượng các nhiễu tác các đối tượng bậc nhất [5]. động trực tiếp, các sai số của việc mô hình hóa đối tượng Xét một cấu trúc không gian trạng thái sau: so với thực tế. Bằng cách đó, mặc dù chỉ có một mô hình với độ chính xác không cao, chúng ta vẫn có thể thiết kế dx ax bu d (t ) được một bộ điều khiển có chất lượng tốt, mạnh mẽ chống dt (1) lại các biến động cho đối tượng thực tế, do đó gián tiếp y cx du giúp đơn giản hoá mô hình. Bất kỳ sự khác biệt trong mô Trong đó tất cả nhiễu và sai số của việc mô hình hoá sẽ hình sẽ không ảnh hưởng đến các cơ chế kiểm soát, bao ...