tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu NÂNG CAO TÍNH bền VỮNG CHO hệ ĐKTN KHI điều KHIỂN hệ PHI TUYẾN có THAM số BIẾN THIÊN và CHỊU NHIỄU tác ĐỘNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

HOÀNG VĂN TÁ
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH BỀN VỮNG
CHO HỆ ĐKTN KHI ĐIỀU KHIỂN HỆ PHI
TUYẾN CÓ THAM SỐ BIẾN THIÊN VÀ
CHỊU NHIỄU TÁC ĐỘNG
Chuyên ngành: Tự động hóa
Mã số: 605260
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
1
2
THÁI NGUYÊN -2009
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
Người hướng dẫn khoa học:
TSKH. NGUYỄN VĂN VỴ
Phản biện 1:
PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH
Phản biện 2:
TSKH. BÙI CHÍNH MINH
Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn
họp tại: Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp, ĐHTN.
Ngày 21 tháng 11 năm 2009
Có thể tìm luận văn tại: Thư viện Trường Đại học Kỹ
thuật công nghiệp, ĐHTN
2
A.Tên luận văn:
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH BỀN
VỮNG CHO HỆ ĐKTN KHI ĐIỀU KHIỂN HỆ

PHI TUYẾN CÓ THAM SỐ BIẾN THIÊN VÀ
CHỊU NHIỄU TÁC ĐỘNG
Chuyên ngành: Tự động hóa
Mã số: 605260
Tác giả: Hoàng Văn Tá
Người hướng dẫn: TSKH. Nguyễn Văn Vỵ
B.Tóm tắt:
Ngày nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của công
nghệ thông tin, điện tử, kỹ thuật máy tính cho phép xử lý
được số lượng phép tính lớn, các thuật toán phức tạp… lý
thuyết về Điều khiển thích nghi đã được ứng dụng rất
rộng rãi và phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là cho các hệ
phi tuyến. (Phần tuyến tính coi như đã được nghiên cứu
hoàn chỉnh). Điều khiển thích nghi đang được ứng dụng
vào điều khiển các hệ thống lớn, các hệ có thông số biến
đổi và đòi hỏi cao về chất lượng điều khiển. Điều khiển
thích nghi đảm bảo khả năng xây dựng các bộ điều khiển
đáp ứng thời gian thực và nâng cao chất lượng điều khiển
cho các đối tượng phức tạp.
3
Trong quá trình mô tả người ta thường đưa ra các
giả thiết như bỏ qua khâu động khó mô hình hoặc coi
tham số không đổi theo thời gian. Tuy nhiên trong thực tế
các giả thiết đó không đáp ứng được, vì vậy hề ĐKTN là
không bền vững. Để ứng dụng ĐKTN điều khiển các hệ
thực trong thực tế, việc nâng cao tính bền vững cho hệ
điều khiển thích nghi là một yêu cầu rất cần thiết.
Mục tiêu của đề tài tập trung nghiên cứu việc thiết
kế các bộ điều khiển cho các hệ phi tuyến, thoả mãn tính
thích nghi đối với các tham số không biết trước thay đổi

theo thời gian và bền vững đối với nhiễu ảnh hưởng từ
môi trường. Trong đó có chứa phần tử phi tuyến không
thể hoặc khó mô hình hoá. Các hệ phi tuyến này có thể
mô tả bằng các hệ phương trình vi phân phi tuyến. Các
bộ điều khiển được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu
điểm của Điều khiển thích nghi và Điều khiển bền vững
nhưng tránh được các nhược điểm và khó khăn của các
phương pháp này. Cuối cùng tìm cách ứng dụng phương
pháp điều khiển đã thiết kế vào điều khiển hệ thực tế.
Các hệ thống cần được điều khiển trong thực tế
đều là các hệ phi tuyến có chứa các tham số không biết
trước và chứa các phần tử phi tuyến không thể hoặc rất
khó mô hình hoá trong việc xây dựng hệ thống phương
4
trình vi phân mô tả hệ. Ngoài ra trong quá trình làm việc
hệ còn bị nhiễu tác động từ môi trường. Các tham số
không biết trước có thể là hằng số hoặc biến thiên theo
thời gian - Có thể là biến thiên chậm hoặc nhanh theo
thời gian.
Điều khiển thích nghi bền vững là phương pháp
chiếm ưu thế để điều khiển các hệ tổng quát trong thực
tế. Điều này phù hợp với yêu cầu của nền sản xuất hiện
đại vì các hệ cần được điều khiển trong thực tế đều là các
hệ phi tuyến có chứa các tham số không biết trước và các
phần tử phi tuyến không thể hoặc rất khó mô hình hoá
trong việc xây dựng hệ thống phương trình vi phân mô tả
hệ. Ngoài ra trong quá trình làm việc hệ còn bị nhiễu tác
động từ môi trường. Các tham số không biết trước có thể
là hằng số hoặc biến thiên theo thời gian (Có thể là biến
thiên chậm hoặc nhanh theo thời gian).

Vì vậy việc nghiên cứu để nâng cao tính bền
vững của hệ điều khiển thích nghi là rất cần thiết và cần
tập trung nghiên cứu.
Nội dung của đề tài bao gồm các phần sau:
Chương 1: Tổng quan về lý thuyết ĐKTN.
5
Nội dung của chương này là tìm hiểu những đặc
điểm chung nhất của lý thuyết ĐKTN, những ưu điểm,
hạn chế của ĐKTN khi điều khiển hệ phi tuyến mạnh.
Chương 2: Tính bền vững của ĐKTN hệ phi
tuyến.
Nội dung tập trung nghiên cứu những đặc điểm
của hệ phi tuyến và phương pháp mô tả hệ phi tuyến.
Nghiên cứu về hệ điều khiển bền vững đối tượng
phi tuyến.
Xác định được các nguyên nhân làm cho ĐKTN
không bền vững khi điều khiển hệ phi tuyến.
Đề xuất được phương pháp khắc phục những tồn
tại trên của ĐKTN.
Chương 3 : Xây dựng hệ Điều khiển thích nghi
bền vững theo mô hình mẫu
Nội dung là từ các phương pháp điều khiển thích
nghi khác nhau lựa chọn phương pháp phù hợp để từ đó
xây dựng được các bộ điều khiển cho hệ truyền động một
chiều là hệ đang được sử dụng trong thực tế cho các đối
tượng đòi hỏi chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ cao.
Chương 4 : Bài toán ứng dụng
6
Nội dung chương 4 là áp dụng phương pháp trên
vào điều khiển thiết bị phi tuyến: hệ truyền động quấn

băng vật liệu sử dụng động cơ một chiều.
Sau khi Tổng hợp bộ điều khiển, tiến hành đánh
giá chất lượng điều khiển bằng mô phỏng nhờ phần mềm
MATLAB SIMULINK
Kết luận:
Trong quá trình nghiên cứu đã thu được một số
kết quả sau:
Đã nghiên cứu cấu trúc và các dạng cơ bản của
các hệ thống điều khiển thích nghi.
Đã tổng hợp được hệ điều khiển thích nghi theo
mô hình mẫu trực tiếp cho động cơ điện một chiều.
Đã tổng hợp sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển
thích nghi.
Đã mô phỏng được bộ điều khiển cho cơ cấu
quấn dây của dây chuyền sản xuất dây quấn máy biến thế
trong nhà máy chế tạo máy biến áp.
Qua kết quả khảo sát mô hình đối tượng, có thể
kết luận rằng:
Xây dựng được hệ điều khiển thích nghi bền vững
theo mô hình mẫu và ứng dụng luật thích nghi bền vững
vào sơ đồ MRAC. Kết quả được ứng dụng vào thiết kế
7
bộ điều khiển thích nghi bền vững cho cơ cấu quấn dây
của dây chuyền sản xuất dây quấn máy biến thế trong nhà
máy chế tạo máy biến áp. Qua kết quả kiểm nghiệm bằng
mô phỏng đã xác định được tính đúng đắn của đề xuất
trên và áp dụng vào điều khiển hệ thực phục vụ cho sản
xuất.
Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của
luận văn nhằm góp phần vận dụng lý thuyết ĐKTNBV

vào điều khiển nâng cao chất lượng hệ cho cơ cấu quấn
dây của dây chuyền sản xuất dây quấn máy biến thế trong
nhà máy chế tạo máy biến áp nói riêng và các hệ phi
tuyến nói chung.
C. Mục lục
Lời cam đoan 3
MỤC LỤC 4
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7
LỜI NÓI ĐẦU 9
CHƯƠNG MỞ ĐẦU 11
Chương I. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN
THÍCH NGHI
15
1.1 Lịch sử phát triển của hệ Điều khiển thích
nghi
16
1.2 Các sơ đồ Điều khiển thích nghi 18
1.2.1 ĐKTN điều chỉnh hệ số khuếch đại 20
1.2.2 Hệ ĐKTN theo mô hình mẫu 20
1.2.3 Hệ ĐKTN tự chỉnh 21
8
1.3. Hệ Điều khiển thích nghi theo mô hình
mẫu (MRAC)
24
1.3.1 Phương pháp MRAC trực tiếp 25
1.3.2 Phương pháp MRAC gián tiếp 26
1.4 Những khó khăn của ĐKTN khi đối tượng
là phi tuyến
28

1.5 Kết luận chương 1 30
Chương 2. TÍNH BỀN VỮNG CỦA HỆ ĐKTN 32
2.1 Độ bất định của mô hình hệ phi tuyến 33
2.1.1 Sai lệch có cấu trúc 34
2.1.2 Sai lệch không có cấu trúc 35
2.1.3 Mô hình tham số hoá 37
2.2 Điều khiển bền vững hệ phi tuyến 39
2.3 Khả năng mất ổn định của hệ ĐKTN khi
đối tượng phi tuyến
40
2.3.1 Hiện tượng trôi tham số 41
2.3.2 Mất ổn định do hệ số lớn 42
2.3.3 Mất ổn định do tốc độ thích nghi nhanh 42
2.4 Điều khiển thích nghi bền vững 43
2.5. Kết luận chương 2 46
CHƯƠNG III. TỔNG HỢP HỆ ĐKTN BỀN
VỮNG
48
3.1. Các luật Điều khiển thích nghi bền vững 50
3.1.1 Phương pháp chiếu 51
3.1.2. Phương pháp hiệu chỉnh “Khe hở” 51
3.1.3 Phương pháp “vùng chết” 52
3.2 Hệ MRAC bền vững với các luật thích nghi
chuẩn hoá
53
3.3 Kết luận của chương III. 61
CHƯƠNG IV. BÀI TOÁN ỨNG DỤNG 63
1.1. Chọn đối tượng điều khiển 64
4.2 Nhận dạng đối tượng điều khiển 68
9

4.3 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 72
4.4 Khảo sát kết quả bằng mô phỏng 76
4.5 Kết luận của chương 4. 88
KẾT LUẬN 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
D. Tài liệu tham khảo:
[1] Petros A. Ioannou."Robust Adaptive Control".
Prentice-Hall PTR 1996
[2] Astrom, K.J. and Wittenmark, B. ‘’Adaptive
Control’’. Addison-Wesley Publising Company 1995 .
[3] Bùi Quốc Khánh- Phạm Xuân Hải- Nguyễn Văn
Liễn - Dương Văn Nghi; "Điều chỉnh tự động truyền
động điện". Nhà xuất bản KHKT 1996.
[4] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh. ‘’ Điều
khiển tối ưu bền vững’’. Nhà xuất bản KHKT 1999
[5] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Văn Vỵ. "Bài toán ổn
định bền vững của hệ điều khiển thích nghi". Tuyển tập
Hội nghị tự động hoá toàn quốc VICA-4, 187-191, 2000
10
[6] Phạm Thượng Hàn - Nguyễn Trọng Quế - Nguyễn
Văn Hoà (1994), Điều khiển tối ưu Và bền vững, nhà
xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
[7] Phạm Công Ngô (1996), Lý thuyết điều khiển tự
động, nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[8] Nguyễn Thương Ngô, (1998), Lý thuyết điều
khiển tự động hiện đại, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ
thuật, Hà Nội.
11
12