Tổng hợp hệ thống điều khiển bám thích nghi bền vững cho đối tượng phi tuyến bất định

Bài viết giới thiệu phương pháp tổng hợp hệ điều khiển bám cho đối tượng phi tuyến bất định, dưới tác động của nhiễu ngoài. Khả năng thích nghi của hệ thống được thiết lập trên cơ sở nhận dạng các thành phần bất định, bao gồm cả các hàm phi tuyến bất định, sử dụng mạng nơ-ron RBF; khả năng hoạt động bền vững của hệ thống được thiết lập nhờ sử dụng điều khiển mode trượt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp hệ thống điều khiển bám thích nghi bền vững cho đối tượng phi tuyến bất địnhNghiên cứu khoa học công nghệ TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÁM THÍCH NGHI BỀN VỮNG CHO ĐỐI TƯỢNG PHI TUYẾN BẤT ĐỊNH Nguyễn Trung Kiên*, Lê Ngọc Quyết Tóm tắt: Bài báo giới thiệu phương pháp tổng hợp hệ điều khiển bám cho đối tượng phi tuyến bất định, dưới tác động của nhiễu ngoài. Khả năng thích nghi của hệ thống được thiết lập trên cơ sở nhận dạng các thành phần bất định, bao gồm cả các hàm phi tuyến bất định, sử dụng mạng nơ-ron RBF; khả năng hoạt động bền vững của hệ thống được thiết lập nhờ sử dụng điều khiển mode trượt.Từ khóa: Hệ thống bám; Chế độ trượt; Mạng nơ-ron. 1. MỞ ĐẦU Trong lĩnh vực quân sự, vấn đề xây dựng các hệ thống bám với độ chính xáccao trong điều kiện đối tượng điều khiển phi tuyến bất định, lại chịu sự tác độngcủa nhiễu từ bên ngoài, đồng thời đầu vào của hệ thống thay đổi với độ phức tạpcao đang trở nên ngày càng cấp thiết. Mặc dù đã được các nhà khoa học quan tâmgiải quyết, song cho đến nay vẫn chưa được giải quyết thỏa đáng. Huang cùng cáccộng sự đã sử dụng mạng nơ-ron xuyên tâm RBF (Radial Basic Function) để đánhgiá (nhận dạng) các hàm phi tuyến bất định, kết quả nhận dạng được sử dụng trongbộ điều khiển trên cơ sở kết hợp với bộ điều khiển PID tối ưu [1]. Tuy nhiên, luậtcập nhật được đề xuất ở đây còn có nhược điểm là tốc độ hiệu chỉnh các trọng sốcho mạng RBF phụ thuộc vào sai số của hệ thống, trong lúc sai số này phụ thuộcvào rất nhiều yếu tố, đặc biệt là phụ thuộc vào sự biến đổi của đầu vào của hệthống bám. Trong [2] đã đề xuất bộ điều khiển cho đối tượng SISO bậc hai chứahàm phi tuyến bất định trong điều kiện không có nhiễu ngoài tác động. Tuy bộ điềukhiển đảm bảo được ổn định, song chất lượng của hệ thống bị hạn chế do tốc độhội tụ kém của quá trình nhận dạng hàm phi tuyến bất định với nhược điểm tượngtự như ở công trình [1] nêu trên. Các công trình [3], [4] đã đề xuất phương pháptổng hợp hệ thống điều khiển cho đối tượng phi tuyến bất định trên cơ sở sử dụngmạng nơ-ron RBF với luật cập nhật các trọng số có ưu điểm nổi bật là tốc độ hiệuchỉnh các trọng số của mạng chỉ phụ thuộc vào tín hiệu sai lệch giữa đầu ra của đốitượng và đầu ra của mô hình nhận dạng và không phụ thuộc vào các yếu tố khác.Hơn nữa, trong [4] đã đề xuất phương pháp xây dựng hệ thống tự động bám chocác đối tượng mà động học của chúng gồm phần tuyến tính bậc hai và phần phituyến bất định dưới tác động của nhiễu ngoài, đảm bảo tính thích nghi bền vững vàcận tối ưu theo tác động nhanh. Dưới đây, vấn đề tổng hợp hệ điều khiển bám thích nghi bền vững cho lớp đốitượng, mà động học của chúng bao gồm phần tuyến tính và phần phi tuyến bấtđịnh, được nghiên cứu giải quyết, nhằm đáp ứng yêu cầu bức thiết về xây dựng cáchệ thống tự động bám chất lượng cao. 2. ĐẶT VẤN ĐỀ Giả sử động học của đối tượng điều khiển được mô tả bằng hệ phương trình:Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san TĐH, 04 - 2019 79 Kỹỹ thuật điều khiển & Tự ự động hóa ̇ = ⎧ ̇ = ⎪ ⎪ … … … … … … … … … … (1) ⎨ ̇ = + ( , ,…, ) + ( , ,…, ) + ⎪ ⎪ ⎩ = Trong đó: , , … , là các thành ph phầnn ccủaa véc tơ tr trạngng thái = [ , , … , ] ; , =1 1, … , là các th thamam ssố ố động học phần tuyến tín tính;; ộng điều khiển | | ≤ U; là tác đđộng (. ), (. )là là các hàm phi tuy tuyến n trơn, bbấấtt định đ nh; là nhi nhiễu u ngoài; ngoài là đđầu ầu ra. Bài toán đđặt ặt ra llàà phải xây dựng hệ thống thích nghi bền vững cho đối ttượng phải ...