Nghiên cứu ứng dụng đại số gia tử để điều khiển hệ thống gương mặt trời

Bài viết Nghiên cứu ứng dụng đại số gia tử để điều khiển hệ thống gương mặt trời trình bày kết quả nghiên cứu phương pháp mới trong việc thiết kế bộ điều khiển, đó là ứng dụng đại số gia tử để đại số hóa ngôn ngữ của các tập mờ nhằm nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển gương mặt trời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng đại số gia tử để điều khiển hệ thống gương mặt trời 30 Trần Hữu Châu Giang, Lê Thành Bắc NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐẠI SỐ GIA TỬ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GƯƠNG MẶT TRỜI RESEARCH AND APPLICATION OF HEDGE ALGEBRA TO CONTROL THE SOLAR MIRROR SYSTEM Trần Hữu Châu Giang1, Lê Thành Bắc2 1 Trường Cao đẳng Công nghiệp Huế; thcgiang@hueic.edu.vn 2 Đại học Đà Nẵng; lethanhbac2012@yahoo.com Tóm tắt - Nghiên cứu sử dụng và khai thác hiệu quả nguồn năng Abstract - The research on efectively using and exploting lượng tái tạo nói chung, nguồn năng lượng mặt trời nói riêng có ý renewable energy sources in general and solar energy sources in nghĩa thiết thực đến việc giảm biến đổi khí hậu và giảm sự phụ particular has practical significance to reducing the climate change thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn and dependence on fossil energy sources which are running out kiệt. Để điều khiển hướng gương mặt trời được tối ưu thì hệ thống and causing environmental pollution. To operate efficiently, the gương phải tự điều chỉnh theo sự thay đổi hướng chiếu và tốc độ solar mirror system must be self-adjusted to the change of của nguồn sáng mặt trời. Công nghệ sử dụng các bộ điều khiển projection direction and speed of the sun. Controlling technology kinh điển còn gặp nhiều hạn chế trong hệ thống tự động điều chỉnh based on conventional controllers still has many drawbacks in self- vị trí gương. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu phương pháp adjusting controlling system. The article presents a new approach mới trong việc thiết kế bộ điều khiển, đó là ứng dụng đại số gia tử in the design of the controller; that is using the algebraic language để đại số hóa ngôn ngữ của các tập mờ nhằm nâng cao chất lượng of fuzzy sets or hedge algebra to increase the quality of the solar hệ thống điều khiển gương mặt trời. mirror system. Từ khóa - đại số gia tử (ĐSGT); logic mờ; năng lượng tái tạo; năng Key words - hedge algebra (HA); fuzzy logic; renewable energy; lượng mặt trời; gương mặt trời. solar energy; solar mirror system. 1. Đặt vấn đề công cụ đảm bảo tính trật tự ngữ nghĩa để hỗ trợ cho logic Năng lượng mặt trời - nguồn năng lượng sạch và tiềm mờ trong các bài toán suy luận nói chung và điều khiển mờ tàng nhất đang được loài người đặc biệt quan tâm. Do đó nói riêng nhằm nâng cao chất lượng điều khiển và giảm việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả các thiết bị sử dụng năng thời gian quá độ của hệ thống. lượng mặt trời và triển khai ứng dụng vào thực tế là vấn đề 2. Thiết kế bộ điều khiển và mô phỏng hệ thống có tính thời sự. 2.1. Các bước thiết kế thuật toán điều khiển Hầu hết các hệ thống điều khiển gương mặt trời hiện nay là các hệ hở với 3 mô hình điều khiển phổ biến là: điều khiển 2.1.1. Các bước thực hiện thuật toán điều khiển dùng logic tỷ lệ cố định, điều khiển bằng thuật toán Almeria mờ [1], [2] (Plataforma Solar de Almeria: PSA), điều khiển thông minh Bước 1. Xác định biến vào, biến trạng thái và biến điều bằng logic mờ. Trong mô hình điều khiển tỷ lệ cố định, biến khiển (biến ra) và xác định tập nền của các biến. tốc độ lập trình để xoay gương mặt trời có trị số không đổi Bước 2. Phân hoạch tập nền và gán nhãn ngôn ngữ cho theo sự chuyển động của mặt trời. Trong mô hình điều khiển mỗi tập mờ (mờ hoá). PSA, thuật toán được xác định bằng các phương trình toán học dựa trên vị trí hiện tại của mặt trời. Trong cả hai mô hình Luật trên, phản hồi vị trí được dùng như một tham số mẫu, tuy điều nhiên thực tế điều này không thật hợp lý trong bài toán điều khiển khiển. Trong mô hình sử dụng bộ điều khiển logic mờ, dựa trên một thuật toán điều khiển thông minh để xác định các Giao Thiết bị Giao tín hiệu đầu ra là tốc độ động cơ truyền động; mô hình điều diện đầu hợp ’ diện đầu Đối vào thành ra tượng khiển này được dựa trên nền tảng với ba biến đầu vào là vị trí gương, nhiệt độ của chất lỏng khi nó chảy qua ống dẫn của bộ thu năng lượng khi mặt trời chiếu trực tiếp vào bộ Thiết bị đo thu, tốc độ gió và biến đầu ra là tốc độ động cơ. Tuy nhiên (sensor) thời gian quá độ của các hệ thống điều khiển mờ kiểu này hiện nay còn khá lớn, cần thiết phải giảm nhỏ hơn [3, 5]. Hình 1. Hệ kín, phản hồi âm và bộ điều khiển mờ Logic mờ và lý thuyết mờ đang chiếm một vị trí rất Bước 3. Xác định dạng hàm thuộc cho mỗi tập mờ. quan trọng trong kỹ thuật điều khiển hiện đại. Nhưng với nhiều bài toán điều khiển đòi hỏi tính trật tự theo ngữ nghĩa Bước 4. Xây dựng quan hệ mờ giữa các tập mờ đầu vào, của hệ luật điều ...