Thiết kế điều khiển mờ cho hệ nâng từ dựa trên mô hình mờ Tagaki-Sugeno

Bài viết này trình bày phương pháp điều khiển mờ cho hệ thống nâng từ ứng dụng trong các phòng thí nghiệm. Ban đầu mô hình toán học của hệ thống được xây dựng từ các mối quan hệ vật lý và các thử nghiệm thực nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế điều khiển mờ cho hệ nâng từ dựa trên mô hình mờ Tagaki-Sugeno Kỹ thuật điều khiển & Điện tử DỰA RÊ Ô Ì A A -SUGENO 1 2* m t t: Bài báo này trình bày phương pháp điều khiển mờ cho hệ thống nâng từ ứng dụng trong các phòng thí nghiệm. Ban đầu mô hình toán học của hệ thống được xây dựng từ các mối quan hệ vật lý và các thử nghiệm thực nghiệm. Từ mô hình này, kỹ thuật điều khiển mờ dựa trên mô hình mờ Takagi-Sugeno được xây dựng để đảm bảo tính ổn định cho hệ thống. Bộ điều khiển có cấu trúc đơn giản nên khá thuận tiện cho việc cài đặt trong các hệ thống thực. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã chỉ ra rằng, hệ thống có đáp ứng tốt với các giá trị đặt cố định cũng như biến đổi theo thời gian. : ố â ừ; Đ ề k ể mờ; p ế . 1 Các ố â ừđ à cà đ ợc sử dụ ề ro các à cô c o do các đ ểm loạ bỏ ếp x c c k í d dà đổ v rí vậ cầ â …[1]- [9]. ê v cđề k ể c o ố à ặp k ô í k ó k ă do bả â ố là mộ k ô ổ đ và mô ì có độ p ế c o. C í vì vậ v c ế kế đ ề k ể c o các ố â ừ vẫ đ và sẽ ậ đ ợc sự q âm củ ề à k o ọc. r ớc đâ các kỹ ậ đề k ể k đ ể đã đ ợc các à k o ọc áp dụ c o ố â ừ PID [10] ế í ó q đ ểm làm v c [11]. ê các p p áp à c ỉ đảm bảo ố làm v c ố ro mộ dả ẹp củ á r đặ . Để k ắc p ục ợc đ ểm à ề p p áp đ ề k ể đạ đã đ ợc áp dụ . Ở (12) mộ bộ đ ề k ể r ợ íc đã đ ợc ớ c o â ừ để ữ ổ đ v rí vớ độ s l c ỏ và đáp ứ . ê bộ đ ề k ể k á p ức ạp và các kế q ả đạ đ ợc cò đ ả . ậ oá đ ề k ể b cks epp kế ợp mờ và mạ ro đ ợc ớ ở [13] để ữ ổ đ c o â ừ l . B đầ mô ì ố đ ợc xâ dự d ớ dạ r ề ợc s đó, bộ đ ề k ể b cks epp đ ợc ế kế dự rê mô ì đã xâ dự . Mộ bộ đ ề k ể mờ và ro vớ l ậ íc rực ế đ ợc sử dụ kế ợp để loạ bỏ sự ả ở củ các ế ố bấ đ ả ở đế sự oạ độ củ ố . Mặc dù ậ oá p ức ạp đã c o đáp ứ ố ro các đ ề k oạ độ k ác . Ở [14] bộ đ ề k ể ố p ế kế ợp vớ bộ ớc l ợ m số đ ợc ế kế để ữ ổ đ c o â ừ. ậ oá rì bà k á đ ả ; Tuy ê các kế q ả mô p ỏ và ực m mớ c ỉ ực vớ v c ữổ đ v rí ở mộ đ ểm cố đ . ro [15] bộ đ ề k ể mờ íc dự eo mô ì mẫ đ ợc đề x ấ . c o c ấ l ợ đ ề k ể ố vớ các loạ í đặ k ác và có đáp ứ ố vớ ác độ ro q á rì làm v c. ê cấ r c bộ đ ề k ể k á p ức ạp vớ sự kế ợp củ b kỹ ậ đ ề k ể ro mô ì . Cấ r c đ ề k ể r ợ dự báo kế ợp vớ bộ ớc l ợ đ ợc đề x ấ c o â ừ ro [16]. í ổ đ củ ố đ ợc c ứ m c ặ c ẽ q oá ọc c các kế q ả ực m. ê do sử dụ kỹ ậ đ ề k ể r ợ ro mô ì ê đáp ứ đầ r vẫ cò ồ ạ ợ d o độ (c er ). Ở [17] mô ì mờ T-S đ ợc các ác ả sử dụ để ế kế đ ề k ể c o â ừ kế q ả đạ đ ợc mớ ở mức mô p ỏ và ữ ổ đ vậ â ạ mộ v rí k ô đổ . Trong bài báo này, mộ bộ đ ề k ể mờ dự rê mô ì mờ k -Sugeno (TS) đ ợc ớ để ữ ổ đ c o ố â ừ. Đầ ê mô ì p ế củ 20 N. T. V. Hương, V. T. T. Nga, “ hi t k điều khiển mờ … mô hình mờ agaki-Sugeno.” Nghiên cứu khoa học công nghệ ố đ ợc xâ dự dự rê các mố q về c và đ ro ố . S đó mô ì ế í cục bộ c o các đ ểm làm v c xác đ đ ợc xâ dự dự rê mô ì mờ S. Các bộ đ ề k ể p ả ồ rạ á cục bộ đ ợc ế kế c o các mô ì ế í cục bộ à bằ các ả p rì L p ov củ ế í đó. Mô ì c bộ đ ề k ể oà cục s đó đ ợc xấp xỉ dự vào kỹ ậ mờ. í k ả củ ậ oá đ ợc k ểm c ứ ô q mô p ỏ và cà đặ ực m. Các kế q ả mô p ỏ và ực mc ứ ỏ rằ bộ đ ề k ể đề x ấ c o đáp ứ ố vớ các loạ í đặ k ác . ố â ừ có cấ r c ì 1. Hình 1. Sơ đ cấu trúc hệ thống nâng từ. ro đó I là dò đ c ạ ro c ộ dâ F là lực ừ r ờ ác độ lê vậ P là rọ lực củ vậ y là k oả các ừ c ộ dâ đế vậ . Các lực ác dụ lê m c âm vĩ cử b o ồm rọ lực và lực củ m c âm đ . Áp dụ đ l ậ II Newton, ta có: d2y m  mg  F (1) dt 2 ro đó m là k ố l ợ vậ ặ g là ốc rọ r ờ . Mô ì củ mạc đ đ ợc b ể d s : dI (t ) E (t )  RI (t )  L (2) dt ro đó E là đ áp 2 đầ m c âm đ R là đ rở m c âm đ L là độ ừ cảm củ m c âm đ . ê bằ ực m đã xác đ đ ợc ờ xác lập củ dò đ là rấ ỏ (< 50 s) và k ô đá kể so vớ độ ọc củ ố ê có ể vế : E(t)=RI(t) (3) G ả sử ả ở củ ừ r ờ m c âm vĩ cử l ...