mô hình hóa đối tượng điều khiển

MÔ HÌNH HÓA
ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN
GVHD : GS Phan Xuân Minh
SVTH : Nguyễn Văn Sơn
Trần Đình Thiêm
Lớp : KSTN-ĐKTĐ-K55
Nội dung

Mô hình và mục đích của mô hình hóa.

Mô hình hóa và các phương pháp mô hình hóa.

Nhận dạng đối tượng.

Sử dụng Matlab Identification Toolbox để nhận dạng đối tượng.
Mô hình đối tượng

Đối tượng điều khiển có thể là:
-
Động cơ điện, lò nhiệt, hệ thống mức lưu lượng, áp suất trong bình,…

Mô hình đối tượng:
- Là một hình thức mô tả khoa học và cô đọng các khía cạnh thiết yếu của một hệ thống thực, có thể có sẵn hoặc
cần phải xây dựng.
Mô hình đối tượng

Phân loại mô hình:
-
Mô hình vật lý: được xây dựng trên cơ sở vật lý – hóa học, gần giống với đối tượng thật.
-
Mô hình toán học: biểu diễn quan hệ vào/ra của đối tượng điều khiển bằng một mô hình toán học phù hợp với

bài toán thiết kế cần giải quyết.
0
Mục đích mô hình hóa

Hiểu rõ được mối quan hệ giữa các đại lượng trong đối tượng.

Xây dựng các thuật toán điều khiển đơn giản và dễ dàng

Theo dõi các chỉ tiêu chất lượng thông qua máy tính và phát triển hệ thống
Mức độ chi tiết của mô hình

Trên thực tế, không có một mô hình nào mô tả đối tượng đúng được tuyệt đối do nhiễu và các quá trình đo
đạc,…

“Mô hình cần chính xác như cần thiết, không cần chính xác như có thể”.
Mô hình hóa đối tượng

Mô hình hóa là quá trình xây dựng mô hình toán học của đối tượng.

Có hai phương pháp mô hình hóa:
- Mô hình hóa lí thuyết
- Mô hình hóa thực nghiệm (nhận dạng)
Các phương pháp mô hình hóa
Mô hình hóa lý thuyết

Xây dựng dựa trên các định luật cân bằng vật
chất – năng lượng.
-
Ưu điểm:
+ Biết chính xác cấu trúc mô hình.

Mô hình hóa thực nghiệm

Đặt tín hiệu biết trước, ghi lại các tín hiệu ra. Sau
đó xử lí số liệu rồi thông qua các phương pháp
ước lượng thông số, nhận dạng để tìm mô hình.
-
Ưu điểm:
+ Xác định chính xác tham số nếu như biết trước cấu
trúc mô hình
+ Hỗ trợ bởi các phần mềm
-
Nhược điểm:
+ Độ chính xác phụ thuộc các yếu tố ngoại cảnh
+ Các giả thiết lý tưởng hóa
+ Khó xác định chính xác các tham số mô hình
-
Nhược điểm:
+ Khó xác định cấu trúc mô hình
+ Chất lượng mô hình phụ thuộc vào độ tin cậy của
phép đo.
Các phương pháp mô hình hóa
Mô hình hóa đối tượng

Ta thấy ưu điểm của phương pháp này là nhược điểm của phương pháp kia và ngược lại. Vậy để khắc phục
nhược điểm của 2 phương pháp trên, chúng ta sử dụng phương pháp kết hợp, trong đó:
-
Mô hình hóa lý thuyết cho phép tìm cấu trúc mô hình đối tượng
-
Mô hình hóa thực nghiệm dùng để xác định tham số mô hình


Sơ đồ hệ thống 1 bình mức:

Mô hình hàm truyền của mức nước
trong bình là 1 khâu tích phân:

Mô hình hàm truyền của van:

Mô hình hàm truyền của bình mức là:
Mô hình hóa lý thuyết
- Lấy số liệu trong Simulink
Sơ đồ khối của hệ
-
Kích thích đầu vào là khối Step.
-
Ta lấy số liệu ra WorkSpace bằng khối To WorkSpace.
Nhận dạng đối tượng
Nhận dạng đối tượng
- Đáp ứng đầu ra y(t):
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
t (second)


Lưu hai biến tout và Level vào file matlab.dat.

Trên màn hình Command Window ta gõ lệnh
Ident -> xuất hiện cửa sổ Identification toolbox GUI.

Nhập dữ liệu: Import data

Time domain data

Trong cửa sổ Import data, ta nhập các biến như hình dưới.
Nhận dạng đối tượng
Nhấn Import ta thu được đồ thị ở cửa sổ giao diện GUI.
Nhận dạng đối tượng
Nhận dạng đối tượng

Chọn Estimate  Process Models

Lựa chọn các đặc tính của đối tượng (điểm cực, trễ, thành phần tích phân)

Ấn Estimate, Toolbox sẽ tính toán và đưa ra bộ tham số mô hình phù hợp nhất
Nhận dạng đối tượng

Kết lun: Mô hình của đối tượng bình mức là:
1. Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình- Hoàng Minh Sơn
2. Nhận dạng hệ thống – Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh
3. Lý thuyết điều khiển tuyến tính – Nguyễn Doãn Phước
4. Internet
Tài liệu tham khảo
CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE!