Chương 4: Điều khiển thích nghi

Hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống điều khiển trong đó thông số của bộ điều khiển thay đổi trong quá trình vận hành nhằm giữ vững chất lượng điều khiển của hệ thống có sự hiện diện của các yếu tố bất định hoặc biến đổi không biết trước. Hệ thống điều khiển thích nghi có hai vòng hồi tiếp: Vòng điều khiển hồi tiếp thông thường, vòng hồi tiếp chỉnh định thông số...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 4: Điều khiển thích nghi Môn Môn học LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO Giảng viên: TS. Huỳnh Thái Hoàng Bộ môn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM Bách Khoa TP Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/ 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 1 Ch Chương 4 ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 2 Nội dung chương 4 Giới thiệu thi Ước lượng thông số thích nghi Điều khiển theo mô hình chuẩn Hệ thích nghi theo mô hình chuẩn Điều khiển tự chỉnh định Điều khiển hoạch định độ lợi 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 3 GI GIỚI THIỆU 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 4 Định nghĩa điều khiển thích nghi Hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống điều khiển trong đó th khi thí là th khi thông số của bộ điều khiển thay đổi trong quá trình vận hành nhằm giữ vững chất lượng điều khiển của hệ thống có sự hiện diện của các yếu tố bất định hoặc biến đổi không biết trước Hệ thống điều khiển thích nghi có hai vòng hồi tiếp: Vò Vòng điều khiển hồi tiếp thông thường khi Vòng hồi tiếp chỉnh định thông số 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 5 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống điều khiển thích nghi Nhận dạng/ Ướ Ước lượng Điều kiện làm việc Chỉnh định y(t) Đối tượng Bộ điều khiển r(t) u(t) 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 6 Phân loại các sơ đồ điều khiển thích nghi Điều khiển thích nghi trực tiếp: thông số của bộ điều khiển được khi thí ti thông khi đượ chỉnh định trực tiếp mà không cần phải nhận dạng đặc tính động học của đối tượng Điều khiển thích nghi gián tiếp: trước tiên phải ước lượng thông số của đối tượng, sau đó dựa vào thông tin này để tính toán thông số của bộ điều khiển. khi Các sơ đồ điều khiển thích nghi thông dụng: Hệ thích nghi theo mô hình chuẩn (Model Reference Adaptive System – MRAS) Hệ điều khiển tự chỉnh định (Self Tuning Regulator – STR) Điều khiển hoạch định độ lợi (Gain Scheduling Control) 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 7 Một số ký hiệu u(t): là tín hiệu điều khiển (tín hiệu vào của đối tượng) là tín hi khi (tín hi vào đố y(t): là tín hiệu ra của đối tượng uc(t): là tín hiệu vào của hệ thống kín (closed-loop input) (Chú ý: Môn CSĐKTĐ ký hiệu tín hiệu này là tín hiệu chuẩn r(t)) ym(t): là tín hiệu ra của mô hình chuẩn 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 8 Hệ thích nghi theo mô hình chuẩn ym(t) Mô hình chuẩn Cơ c ấ u chỉnh định uc(t) y(t) Đối tượng Bộ điều khiển u(t) 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 9 Hệ điều khiển tự chỉnh Tiêu chuẩn Thông số đối tượng đố thi thiết kế Thiết kế bộ điều khiển Ước lượng Thông số điều khiển uc y Đối tượng Bộ điều khiển u 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 10 Điều khiển hoạch định độ lợi Điều kiện là làm việc Hoạch định độ lợi uc(t) y(t) e(t) u(t) Đối tượng Bộ điều khiển 18 April 2011 © H. T. Hoàng - HCMUT 11 Qui ước biểu diễn hệ liên tục Hệ tuyến tính liên tục mô tả bởi phương trình vi phân: tuy tính liên mô ph trình vi phân: d n −1 y (t ) d n y (t ) dy (t ) + a1 + ... + an −1 + an y (t ) = a0 n −1 n dt dt dt d m −1u (t ) d mu (t ) du (t ) + b1 + ... + bm −1 + bmu (t ) b0 m −1 n dt dt dt (Chú ý: trong công thức trên t là biến thời gian liên tục, t = 0→∞) d Đặt p là toán tử vi phân: pu (t ) = u (t ) ...