Điều khiển ổn định con lắc ngược áp dụng phương pháp LQR qua mạng thuyền thông

Mục đích của bài báo này là đề xuất phương pháp ổn định hệ thống điều khiển qua mạng có tên là phương pháp điều chỉnh toàn phương tuyến tính nhằm nâng cao chất lượng điều khiển cho các hệ thống điều khiển qua mạng truyền thông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển ổn định con lắc ngược áp dụng phương pháp LQR qua mạng thuyền thông LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Điều khiển ổn định con lắc ngược áp dụng phương pháp LQR qua mạng thuyền thông Stability control of inverted pendulum using LQR method via networked control systems Nguyễn Trọng Các Email: cacdhsd@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 14/4/2020 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 26/6/2020 Ngày chấp nhận đăng: 30/6/2020 Tóm tắt Mục đích của bài báo này là đề xuất phương pháp ổn định hệ thống điều khiển qua mạng có tên là phương pháp điều chỉnh toàn phương tuyến tính nhằm nâng cao chất lượng điều khiển cho các hệ thống điều khiển qua mạng truyền thông. Thông qua việc tính toán và so sánh chất lượng điều khiển của ứng dụng điều khiển quá trình với phương pháp đặt cực sẽ cho thấy ưu điểm của phương pháp đề xuất cũng như chất lượng của hệ thống điều khiển được nâng cao. Từ khóa: Hệ thống điều khiển qua mạng; phương pháp điều chỉnh toàn phương tuyến tính; phương pháp đặt cực; chất lượng điều khiển; mạng truyền thông. Abstract The goal of this paper is to propose a stabilization method for networked control systems called pole Linear Quadratic Regulator method in order to improve the quality of control for networked control systems. Through the comparing and evaluate the quality of control for process control applications with pole placement method, we point that these advantages proposed by Linear Quadratic Regulator method as well as the quality control system is improved. Keywords: Networked control systems; Linear Quadratic Regulator method; pole placement method; quality of control; communication network. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các nghiên cứu trong [1] và [3] đã đề xuất phương Hệ thống điều khiển sử dụng mạng truyền thông pháp đặt cực để ổn định hệ thống điều khiển qua (NCS - Networked Control Systems) càng ngày mạng (QoS → QoC). Ý tưởng của phương pháp càng phổ biến và thay thế phương pháp truyền đặt cực là: Chọn một cặp điểm cực trội quyết định thông truyền thống điểm-điểm bởi nhiều ưu điểm, toàn bộ đặc tính động học của cả hệ thống. Tất cả đặc biệt là tiết kiệm chi phí cài đặt, dễ dàng trong các điểm cực còn lại (nếu có) được chọn đủ xa, với chuẩn đoán. Tuy nhiên, việc sử dụng chung đường khoảng cách từ 5 đến 10 lần so với phần thực của điểm cực trội, để không ảnh hưởng đến vùng của truyền thông nảy sinh hai vấn đề chính cần nghiên điểm cực trội. Tức là, các điểm cực còn lại có phần cứu: một là, lập lịch truy nhập đường truyền của thực nhỏ hơn ít nhất 5 đến 10 lần phần thực của các nốt mạng nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ điểm cực trội, thì ảnh hưởng của các điểm cực này QoS (Quality of Service) của mạng truyền thông tới chất lượng của hệ thống điều khiển vòng kín có [1, 2]; hai là, bù trễ thời gian do việc truyền các thể bỏ qua [4]. thông điệp (được gọi là truyền thông) nhằm nâng cao chất lượng điều khiển QoC (Quality of Control) Trong [1] và [3], QoS được xem xét là trễ truyền của hệ thống điều khiển. thông trong hệ thống điều khiển vòng kín. Các tham số của bộ điều khiển được đặc trưng bởi hai điểm cực trội của hàm truyền đạt. Việc thay đổi các Người phản biện: 1. GS. TSKH. Thân Ngọc Hoàn tham số của bộ điều khiển theo phương pháp đặt 2. TS. Đỗ Văn Đỉnh cực được quyết định bởi hai điểm cực trội; còn các Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 2 (69) 2020 5 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC điểm cực còn lại được kiểm tra bằng các điều kiện Cuối cùng, khâu chấp hành cũng được kích hoạt ràng buộc để xem có thể bỏ qua được không. Hạn theo sự kiện (event-triggered), được thực thi mỗi chế của phương pháp đặt cực là phải chọn trước khi nhận được tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển. các cực của hệ kín theo chỉ tiêu chất lượng, do đó Chu kỳ lấy mẫu (ký hiệu là h dùng để biến đổi tín có sự sai lệch lớn, ảnh hưởng đến chất lượng của hiệu liên tục theo thời gian thành tín hiệu rời rạc hệ thống điều khiển. theo thời gian. Việc lựa chọn chính xác chu kỳ lấy Trong bài báo này sẽ phân tích và đề xuất phương mẫu là một vấn đề quan trọng trong các hệ thống pháp điều chỉnh toàn phương tuyến tính nhằm điều khiển qua mạng vì có ảnh hưởng lớn đến chất nâng cao chất lượng điều khiển cho các hệ thống lượng của hệ thống điều khiển vòng kín. Nếu chọn điều khiển qua mạng. Để so sánh chất lượng điều chu ...