Baitap2 dktm 2013

Bài tập 2. ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH
Ngày nộp: trước 12h30 ngày 23.02.2013
Địa chỉ nộp bài: và

x
K

M

B1
u

B2
l

m

Cho hệ thống như hình trên, đặc tính động học của hệ thống được mơ tả bởi hai phương
trình vi phân:











0

Suy ra hai phương trình dùng để mơ phỏng Simulink
 
x

 Klx  B2lx  mgl sin  cos   B1 cos   u cos   ml 2 sin 
Ml  ml sin 2 

( Kx  B2 x  ml 2 sin  ) ml cos   (u  B1  mgl sin  )( M  m)


ml 2 ( M  m sin 2  )

trong đó:
u(t): mơmen tác động vào con lắc (tín hiệu vào)
 (t ) : góc lệch của con lắc (tín hiệu ra)
x(t): độ dịch chuyển của xe
M: khối lượng của xe
m: khối lượng của vật nặng (bỏ qua khối lượng của thanh)
l : chiều dài con lắc
B1: hệ số ma sát tại trục quay con lắc
B1: hệ số ma sát giữa xe và đường chạy
k: độ cứng của lò xo


Thông số của hệ thống cho trong bảng 1 tương ứng với tên học viên. Các học viên tham gia
lớp học nhưng chưa có tên trong bảng 1 liên hệ với giảng viên để nhận các đề dự phòng.
1. Hãy trình bày các bước thiết kế bộ điều khiển mờ để điều khiển góc lệch của con lắc
bám theo tín hiệu đặt dạng hàm nấc với sai số xác lập bằng 0. u cầu chọn ít nhất 5 giá
trị ngơn ngữ cho mỗi biến vào của bộ điều khiển. Vẽ hình minh họa ý tưởng đưa ra 5

luật điều khiển mờ khác nhau.
2. Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ vừa thiết kế dùng Matlab. Chỉnh định các thông số
của bộ điều khiển mờ sao cho đáp ứng có độ vọt lố dưới 10% khi bám theo tín hiệu đặt
ở hình dưới đây, học viên tự chọn giá trị T nằm trong miền 10T30 (sec).
d(t)
3 /4

/2

/4
0

t
T

2T

3T

4T

5T

Yêu cầu:
 Báo cáo kết quả dưới dạng file Word:
- trình bày đầy đủ các bước xây thiết kế bộ điều khiển mờ theo yêu cầu của câu 1
- trình bày đồ thị tín hiệu điều khiển, tín hiệu góc lệch con lắc và vị trí xe trong 5
trường hợp với các thơng số khác nhau của bộ điều khiển mờ, trong đó trường hợp cuối
cùng là kết quả điều khiển tốt nhất mà học viên đạt được. Nhận xét liên hệ giữa kết quả điều
khiển và thông số của bộ điều khiển mờ.

 Nộp file chương trình Matlab
 Bài tập nộp qua email được nén thành 1 file, đặt tên file dưới dạng:
ten hoc vien_bai 2.zip (hoặc .rar)
 Nộp bài tập đồng thời vào hai địa chỉ:


 Bài tập nộp trể hạn không được chấp nhận.
Bảng 1: Thơng số của hệ xe - lị xo - con lắc
Tên học viên
Lê Tuấn

Anh

Trần Ngọc

Duy

M
(kg)
1.4
1

m
(kg)
1.8
2

l
(m)
1.1

1

B1

B2

2
1

0.1
0.3

K
(N/m)
16
10


Trần Văn

Duy

Trịnh Ngọc

Đức

Nguyễn Hồng

Giang

Phạm Hồng

Giang

Nguyễn Trung

Hậu

Trần Thái

Huy

Nguyễn Thị Hồng

Hà

Phạm Thị

Hịa

Nguyễn

Hoanh

Ng. Vũ Phương

Khanh

Phạm Đức

Lân

Nguyễn Văn

Nam

Nguyễn Thành

Sơn

Hứa Nguyễn Đăng

Thy

Đỗ Minh

Triều

Nguyễn Hải

Triều

Nguyễt Văn

Tuất

Cao Hữu

Tâm

Nguyễn Hữu

Tình

Huỳnh Xn

Tín

Nguyễn Văn

Tính

Nguyễn Hữu

Tình

Lê Hồng

Vương

Trần Văn

Duy

DP1
DP2
DP3

1.3
1.2

1.4
1.3
1.4
1.2
1.2
1.1
1.1
1.3
1.2
1.3
1.1
1.3
1.2
1.4
1.4
1.3
1.2
1.4
1.4
1.3
1.4
1.3
1.2
1.1
1.2

1.5
1.9
1.2
2

1.3
1.3
1.9
1.7
1.1
1
1.9
1.2
1.3
1.7
1.3
1.5
1.1
2
1.6
1.4
1.5
1.3
1.4
1.2
1.6
1.8
1.5

1.4
0.8
1.3
1.5
1.5
1.4

1.1
1.1
0.9
1.3
1
1.5
1.3
1.1
1.3
1
1.1
1.5
1.3
0.9
1.4
1.2
0.9
0.9
1.2
1.2
1.1

1
1
2
1
2
2
2
2

1
2
2
2
1
2
2
2
2
2
1
2
2
3
2
2
3
1
3

0.2
0.2
0.3
0.1
0.2
0.1
0.1
0.3
0.3
0.1

0.2
0.3
0.1
0.3
0.2
0.2
0.3
0.1
0.2
0.1
0.1
0.3
0.3
0.1
0.2
0.3
0.1

24
24
30
22
18
14
22
24
18
10
18
26

26
28
26
18
22
24
14
28
22
22
14
20
28
16
24