TIỂU LUẬN NGÀNH kỹ THUẬT điều KHIỂN và tự ĐỘNG hóa CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ kỹ THUẬT điều KHIỂN học PHẦN điều KHIỂN tối ưu và THÍCH NGHI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA

TIỂU LUẬN
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
HỌC PHẦN: ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU VÀ THÍCH NGHI
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp

download by :


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
ĐỀ BÀI TIỂU LUẬN........................................................................................................2
BÀI LÀM.......................................................................................................................... 3
Bài 1 3
Bài 2 4
Bài 3 5
Bài 4 7
KẾT LUẬN...................................................................................................................... 11
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................

download by :


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 4.1. Sơ đồ mơ phỏng hệ thống điều khiển thích nghi bám theo mơ hình chuẩn........9
Hình 4.2. Kết quả mơ phỏng hệ thống điều khiển thích nghi bám theo mơ hình chuẩn.....9

download by :


LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay công nghệ tự động là một trong những hướng phát triển công nghệ mũi
nhọn của đất nước trong thế kỷ 21. Những cơng trình cơng nghiệp lan và trọng điểm hiện
nay đều được tự động hoá ở mức độ tương đối cao
Để Làm chủ được các công nghệ mới này, cán bộ kỹ thuật không những có khả
năng sử dụng tốt mà phải có kiến thức cần thiết và chuyên tâm nghiên ctu.ứng dụng để
có thể theo kịp nhịp điệu phát triển chung của thế giới.
Ngoài những lý thuyết điều khiển cơ bản, cần phải cải tiến công nghệ để đáp ứng
các nhu cầu thay đổi của mơi trường. Từ u cầu đó, cơng nghệ điều khiển tối ưu và
thích nghi ra đời nhằm thỏa mãn những nhu cầu phức tạp hơn của hệ thống
Trong khoảng 50 năm gần đây, lý thuyết điều khiển thích nghi đã được được hình
thành như một mơn khoa học, từ tư duy đã trở thành hiện thực nghiêm túc, từ cách giải
quyết những vấn đề cơ bản trở thành bài toán tổng quát, từ những vấn đề về sự tồn tại và
khả năng có thể giải quyết đến những ứng dụng có tính bền vững và chất lượng.
Qua đây em xin gửi lời cám ơn tới các thầy cô trong khoa, đặc biệt em muốn gửi
lời cám ơn sâu sắc tới cô Trịnh Khánh Ly, người đã trực tiếp ra đề tài và hướng dẫn em
trong suốt thời gian qua.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng do kiến thức của bản thân còn hạn chế nên đề
tài này của nhóm em khơng thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự góp ý,
chỉ dẫn từ thầy cơ.
Em xin chân thành cảm ơn!

4

download by :


ĐỀ BÀI TIỂU LUẬN

Bài 1. Tìm cực trị của hàm mục tiêu
với
Với điều kiện ràng buộc:
Bài 2. Tìm hàm x(t) sao cho phiếm hàm dưới đây đạt cực tiểu

Với điều kiện biên:

và

.

Bài 3. Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái LQR, phản hồi âm cho hệ

với
Và hàm mục tiêu

Hãy kiểm tra tính ổn định của hệ kín.

Bài 4. Cho đối tượng điều khiển
. Giả sử ta không biết chính xác
a và b. Yêu cầu: Thiết kế hệ thống điều khiển thích nghi sao cho đáp ứng của hệ thống
bám theo mơ hình chuẩn

5

download by :


BÀI LÀM

Bài 1
Số thứ tự n=12.

Hàm Hamilton:

Điều kiện cần để có cực trị:

Giải hệ phương trình trên ta được:

Vậy có điểm cực trị

và
6

download by :


Khi đó:

Xét đạo hàm bậc hai

 Điểm cực trị là cực tiểu cục bộ

Bài 2

Phương trình Euler-Lagrange:

Xác định các hằng số dựa vào điều kiện biên
Theo điều kiện ràng buộc của đề bài:
7

download by :


Với

Kết luận:
Bài 3
Xác định các ma trận trạng thái:

Ta có:

Từ biểu thức trên ta được:

; D=2

Thành lập ma trận R:
8

download by :


Giải phương trình đại số Riccati:

Với

 Loại, vì

khơng thỏa để mãn tính

Với

(Loại, vì R ≥ 0)

hoặc

Xác định bộ điều khiển:

9

download by :


Kiểm tra tính ổn định của hệ kín với BĐK tối ưu thiết kế trên:

Vì tất cả nghiệm

đều nằm bên trái trục ảo nên hệ kín ổn định

Bài 4
n=12

 Đối tượng điều khiển khiển:
Mơ hình chuẩn:
Xác định các hệ số

B=b
A=p+a
Bm=12
Am=p+12

Phân tích B dưới dạng
10

download by :


Kiểm tra mơ hình chuẩn có thỏa mãn điều kiện tồn tại lời giải

m

bậc (A ) - bậc1 – 0

Chọn bậc của A0:
bậc(A ) = 2bậc(A) – bậc(A ) - bậc(B’) -1 = 2 – 1 – 1 – 0 = 0
→

0

m

ChọnChọnbậcA0của=1 R,T,S

bậc(R) = bậc(A0)+ bậc(Am)–bậc(A) + bậc(B+) = 0+ 1–1+ 0= 0 bậc(T) = bậc(A0)+
bậc(Bm’) = 0+ 0= 0
bậc(S) = min{bậc(R) ,[bậc(A 0)+ bậc(Am )–bậc(B−)]} → bậc(S) = min{0,

[0+ 1–0]} = 0

 Luật điều khiển:

Khơng mất tính tổng qt, chọn
Vector thông số cần cập nhật là:
Viết cụ thê luật MIT gần đúng cập nhật từng thơng số

Trong đó sai số giữa ngõ ra đối tượng và ngõ ra mô hình chuẩn:
Mơ phỏng mơ hình:

11

download by :


Uc

-ga

gam

Hình 4.1. Sơ đồ mơ phỏng hệ thống điều khiển thích nghi bám theo mơ hình chuẩn

Hình 4.2. Kết quả mơ phỏng hệ thống điều khiển thích nghi bám theo mơ hình chuẩn
12


download by :

Nhận xét;
Kết quả điều khiển thích nghi, sau 1 vài chu kỳ cập nhật thông số, đáp ứng của hệ
thống điều khiển đã bám rất tốt theo mơ hình chuẩn.

13

download by :


KẾT LUẬN

Trong bài tập báo cáo này, em được vận dụng kiến thức bài học vào thực tế giải
các bài tốn. Hệ tối ưu và thích nghi rất phong phú, đa dạng được tổng hợp theo nhiều
phương pháp khác nhau, xong vì thời gian có hạn nên chúng em chỉ sử dụng một số
phương pháp tiêu biểu để tổng hợp và giải những bài toán của yêu cầu đề bài đề ra
Nhận thấy được cần thiết và ứng dụng thiết yếu của mơ hình hóa mơ phỏng trong
cơng nghiệp, chúng em càng phải cố gắng và nỗ lực hơn trong nghiên cứu, học tập để đáp
ứng được yêu cầu công nghệ cũng như nhu cầu sử dụng của nhà máy, xí nghiệp.
Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành cảm ơn cô Trịnh Thị Khánh Ly đã
tận tình giúp đỡ em hồn thành bài báo cáo này.
Em xin chân thành cảm ơn!

14

download by :


DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bài giảng Điều khiển tối ưu và thích nghi, TS. Trịnh Thị Khánh Ly, Đại học Điện lực.
2. Tối ưu hóa trong điều khiển và điểu khiển tối ưu, Phước N.D, NXB Bách khoa.

15

download by :