Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nâng cao chất lượng điều khiển dựa trên mô hình bằng phương pháp học lặp

Luận án "Nâng cao chất lượng điều khiển dựa trên mô hình bằng phương pháp học lặp" thực hiện nghiên cứu, đề xuất nguyên tắc hiệu chỉnh hợp lý tín hiệu điều khiển từ kinh nghiệm quá khứ cho bộ điều khiển học lặp. Sẽ là tốt nhất nếu việc hiệu chỉnh lại tín hiệu điều khiển này không phụ thuộc vào mô hình toán của quá trình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nâng cao chất lượng điều khiển dựa trên mô hình bằng phương pháp học lặp MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hệ điều khiển truyền thống thì sau một khoảng thời gian làm việc đủ lâu, đối tượng sẽ sinh ra hiện tượng mệt mỏi về cơ cấu vật lý, dẫn đến chất lượng điều khiển không còn được đảm bảo như thủa ban đầu. Giải pháp đơn giản để hỗ trợ cho hệ truyền thống mà ở đó xuất hiện những lỗi tương tự như trên, là phương pháp điều khiển học lặp. Với điều khiển học lặp, người ta không cần phải chỉnh định lại bộ điều khiển truyền thống, không cần can thiệp sâu vào hệ thống đã có. Tuy nhiên, điều khiển học lặp không phải áp dụng được thành công cho mọi lớp hệ, nhất là những hệ mất ổn định. Vì vậy việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp thông minh để can thiệp sơ bộ trước vào hệ, tạo khả năng áp dụng được điều khiển học lặp cho nó, cũng như xác định được luật chỉnh định áp dụng được cho nhiều lớp hệ, là mang tính cấp thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Luận án thực hiện nghiên cứu, đề xuất nguyên tắc hiệu chỉnh hợp lý tín hiệu điều khiển từ kinh nghiệm quá khứ cho bộ điều khiển học lặp. Sẽ là tốt nhất nếu việc hiệu chỉnh lại tín hiệu điều khiển này không phụ thuộc vào mô hình toán của quá trình. Nếu xem sai lệch mô hình toán của quá trình và sai lệch của cơ cấu chấp hành như nhiễu tổng thì luận án cần phải ước lượng thông minh được thành phần nhiễu tổng này. Điều này, thông qua việc điều khiển bù nhiễu tổng, sẽ mở rộng được phạm vi ứng dụng của phương pháp điều khiển kết hợp giữa ILC và phương pháp truyền thống. Luận án thiết kế thuật toán điều khiển dựa trên hai mục tiêu trước để điều khiển hai đối tượng làm việc theo mẻ trong công nghiệp là robots và hệ phản ứng hóa học khuấy trộn liên tục. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án: Robots công nghiệp và lò phản ứng hóa học liên tục (CSTR). Phạm vi nghiên cứu của luận án: xác định tham số cho hàm học tuyến tính, đảm bảo tính hội tụ cho quá trình học. Ứng dụng điều khiển học lặp cho robot công nghiệp và lò phản ứng hóa học liên tục. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: 1 Thứ nhất là xác định điều kiện hội tụ cho cho các quá trình học tuyến tính. Thứ hai là xây dựng phương pháp nhận dạng nhiễu. Thứ ba là đề xuất phương pháp điều khiển học lặp cho nhiều nhiều lớp đối tượng khác nhau. Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng thông qua thực nghiệm mô phỏng với những đối tượng công nghiệp, chứng tỏ khả năng ứng dụng thực tiễn, giúp cho việc ứng dụng của phương pháp điều khiển học lặp là có triển vọng. 5. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và kiểm chứng bằng thực nghiệm  Nghiên cứu lý thuyết xác định điều kiện hội tụ cho cho các quá trình học tuyến tính, từ đó chọn được tham số học tối ưu cho hàm học của điều khiển học lặp;  Xây dựng phương pháp nhận dạng nhiễu nói riêng và các thành phần bất định hàm nói chung có trong đối tượng điều khiển mà không cần sử dụng đến mô hình toán của đối tượng điều khiển, phục vụ điều khiển bù sai lệch mô hình;  Kiểm chứng kết quả lý thuyết bằng thực nghiệm mô phỏng với những đối tượng công nghiệp có tính chất động học khác xa nhau, bản chất vật lý cũng khác nhau. 6. Kết quả mới của luận án Kết quả nghiên cứu mới của luận án có thể được tóm tắt tập trung vào các điểm chính sau:  Luận án đã đã xây dựng được các điều kiện xác định tham số hàm học tuyến tính để quá trình học là hội tụ.  Luận án đã đề xuất được nguyên tắc ước lượng thông minh thành phần nhiễu tổng.  Luận án đã xây dựng được thuật toán điều khiển dựa trên những đề xuất trên để điều khiển hai đối tượng làm việc theo mẻ (batch processes) trong công nghiệp là robots và hệ CSTR 7. Cấu trúc của luận án Luận án được trình bày trong 4 chương với nội dung tóm tắt như sau:  Chương 1 nêu tổng quan các kết quả đã có liên quan đến điều khiển học lặp, đánh giá tính hội tụ của quá trình học. 2  Chương 2 trình bày một số kết quả bổ sung về việc xác định tham số cho hàm học tuyến tính, đảm bảo tính hội tụ cho quá trình học.  Chương 3 trình bày một ứng dụng các kết quả lý thuyết nêu lên ở chương 2 cho đối tượng robots công nghiệp và phân tích kết quả đạt được.  Chương 4 trình bày ứng dụng kết quả lý thuyết của luận án, đã được trình bày ở chương 2, cho đối tượng lò phản ứng hóa học liên tục (CSTR). Cuối cùng, phần Kết luận và kiến nghị tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã đạt được, những đóng góp mới và hướng mở rộng nghiên cứu phát triển của luận án. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN HỌC LẶP VÀ TÍNH HỘI TỤ CỦA QUÁ TRÌNH HỌC 1.1. Điều khiển học lặp và lý do nên kết hợp với truyền thống 1.1.1. Về nguyên lý điều khiển học lặp Điều khiển học lặp làm việc theo nguyên tắc là dựa vào tín hiệu điều khiển u (t ) và sai ...