Nâng cao tính bền vững cho bộ điều khiển thích nghi phi tuyến khi tham số đối tượng thay đổi

i

..

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

---------------------------------------

ĐỖ XUÂN SINH

NÂNG CAO TÍNH BỀN VỮNG CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN
THÍCH NGHI PHI TUYẾN KHI THAM SỐ ĐỐI
TƢỢNG THAY ĐỔI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Thái Nguyên - 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

ii

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Đỗ Xuân Sinh
Sinh ngày: 29 tháng 10 năm 1979
Học viên lớp cao học khoá 14 - Tự động hoá - Trƣờng Đại học Kỹ Thuật Công
Nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại: Trƣờng Cao Đẳng nghề Lào Cai.

Tôi cam đoan tồn bộ nội dung trong luận văn do tơi làm theo định hƣớng của
giáo viên hƣớng dẫn, không sao chép của ngƣời khác.
Các phần trích lục các tài liệu tham khảo đã đƣợc chỉ ra trong luận văn.
Nếu có gì sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm.

Tác giả luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

iii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Khoa sau
đại học, Khoa Điện trƣờng đại học Kỹ thuật Công nghiệp cùng các thầy giáo, cô giáo,
các anh chị tại Trung tâm thí nghiệm đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quan trọng
cho tác giả để tác giả có thể hồn thành bản luận văn của mình.
Trong q trình thực hiện đề tài tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy, cơ giáo trong khoa Điện của trƣờng ĐH Kỹ thuật Công nghiệp thuộc ĐH Thái
Nguyên và các bạn đồng nghiệp. Đặc biệt là dƣới sự hƣớng dẫn và góp ý của thầy
PGS.TS Lại Khắc Lãi đã giúp cho đề tài hồn thành mang tính khoa học cao. Tôi xin
chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô.
Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đề
tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các
thầy, cơ giáo và các bạn đồng nghiệp để tôi tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện hơn nữa
trong q trình cơng tác sau này.
Học viên

Đỗ Xuân Sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

iv

MỤC LỤC
Lời cam đoan ................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ......................................................................................................................ii
Mục lục ......................................................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................vi
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI ............. 2
1.1. Lịch sử phát triển của hệ diều khiển thích nghi. ................................................ 2
1.2. Đặc điểm chung của hệ thống Điều khiển thích nghi. ....................................... 3
1.2.1. Định nghĩa. ................................................................................................... 3
1.2.2. Cấu trúc hệ điều khiển thích nghi. ............................................................... 3
1.2.3. Phân loại ....................................................................................................... 4
1.3. Hệ điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu (MRAC) ....................................... 7
1.3.1. Phƣơng pháp MRAC trực tiếp ..................................................................... 8
1.3.2. Phƣơng pháp MRAC gián tiếp ..................................................................... 9
1.4. Hệ điều khiển thích nghi áp đặt cực – APPC ................................................... 10
1.5. Tính bền vững của bộ điều khiển thích nghi .................................................... 11
1.5.1 Độ bất định của mơ hình hệ phi tuyến ........................................................ 12
1.5.2 Điều khiển bền vững hệ phi tuyến ............................................................. 17
1.5.3 Khả năng mất ổn định của hệ ĐKTN khi đối tƣợng phi tuyến ................... 19
1.6. Kết luận chƣơng 1. ........................................................................................... 24
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI VÀ THÍCH NGHI BỀN
VỮNG ........................................................................................................................... 27
2.1. Xây dựng hệ điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu tổng quát cho hệ SISO

................................................................................................................................. 27
2.2. Thiết kế hệ điều khiển thích nghi cho mơ hình có sai lệch .............................. 30
2.3. Xây dựng luật điều khiển thích nghi bền vững ................................................ 31
2.3.1 Phƣơng pháp SPR – Lyaponov với Leakage .............................................. 32
2.3.2 Phƣơng pháp Gradient với Leakage ............................................................ 38
2.4. Bộ điều khiển theo MRC với luật thích nghi bền vững ................................... 39
2.5. Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................ 45
CHƢƠNG 3: NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH
RĂNG ............................................................................................................................ 47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

v

3.1 Lựa chọn đối tƣợng điều khiển ......................................................................... 47
3.2 Đánh giá ảnh hƣởng của bánh răng đến hệ truyền động. ................................. 48
3.2.1 Sơ đồ tổng quát của hệ truyền động ............................................................ 48
3.2.2 Mô phỏng hoạt động của bánh răng ........................................................... 48
3.2.3 Đánh giá quan hệ giữa các Moment trong hệ bánh răng ............................ 49
3.3 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ truyền động qua bánh răng .............................. 51
3.3.1 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống ....................................................................... 51
3.3.2 Mơ hình tốn học của bộ chỉnh lƣu ............................................................ 52
3.3.3 Máy phát tốc ............................................................................................... 52
3.3.4 Biến dòng điện ........................................................................................... 52
3.3.5 Động cơ điện một chiều ............................................................................. 53
3.3.6 Thiết kế mạch vòng dòng điện .................................................................... 55
3.3.7 Thiết kế mạch vòng điều khiển tốc độ ....................................................... 56
3.4 Thiết kế bộ điều khiển tốc độ theo phƣơng pháp thích nghi bền vững ............ 58
3.5 Kết quả thí nghiệm

3.5.1 Giới thiệu về card DS1104 sử dụng trong hệ thống thí nghiệm
3.5.2 Cấu trúc phần cứng của DS1104 ............................................................... 68
3.5.2.1 Cấu trúc tổng quan ............................................................................... 68
3.5.2.3 Phần mềm dSPACE............................................................................. 71
3.5.2.4 Một số các tính năng cơ bản của Card DS1104 cho điều khiển chuyển
động ...................................................................................................................... 72
a. Điều khiển vị trí Encoder ................................................................................. 72
b. Điều khiển PWM (Pulse Width Modulation)................................................... 72
c. Tạo ứng dụng với Control Desk .......................................................................... 74
3.6 Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................ 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 80
1. Kết luận: .................................................................................................................... 80
2. Kiến nghị: .................................................................................................................. 80

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

vi

MỞ ĐẦU
1. Mục tiêu của đề tài.
Đề tài tập trung nghiên cứu - thiết kế các bộ điều khiển cho các hệ phi tuyến,
thoả mãn tính thích nghi đối với các tham số không biết trƣớc thay đổi theo thời gian
và bền vững đối với nhiễu ảnh hƣởng từ môi trƣờng. Trong đó, các phần tử phi tuyến
khơng thể hoặc khó mơ hình hố. Bộ điều khiển đƣợc thiết kế sao cho tận dụng đƣợc
các ƣu điểm của Điều khiển thích nghi và Điều khiển bền vững. Ứng dụng bộ điều
khiển đã thiết kế vào điều khiển hệ phi tuyến trong thực tế.
2. Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay các bộ điều khiển trong thực tế chủ yếu sử dụng bộ điều khiển PID.

Bộ điều khiển PID với các tham số đƣợc lựa chọn phù hợp nói chung đáp ứng đƣợc
các yêu cầu của đối tƣợng điều khiển là tuyến tính. Tuy nhiên các hệ thống cần đƣợc
điều khiển trong thực tế đều là các hệ phi tuyến, có chứa các tham số không biết trƣớc
hoặc chứa các phần tử phi tuyến khơng thể hoặc rất khó mơ hình hóa trong việc xây
dựng hệ thống phƣơng trình vi phân mơ tả hệ. Các tham số khơng biết trƣớc có thể là
hằng số hoặc biến thiên theo thời gian - Có thể là biến thiên chậm hoặc nhanh theo thời
gian. Ngồi ra trong q trình làm việc hệ cũng bị nhiễu tác động từ môi trƣờng.
Điều khiển các hệ phi tuyến nói trên các bộ điều khiển PID thơng thƣờng nói
chung khơng đáp ứng đƣợc.
Khi cần thiết kế các bộ điều khiển có khả năng điều khiển các hệ phi tuyến và
chịu ảnh hƣởng của nhiễu từ môi trƣờng, thƣờng đƣợc sử dụng lý thuyết điều khiển
hiện đại nhƣ : điều khiển tối ƣu, điều khiển bền vững (ĐKBV) và điều khiển thích
nghi (ĐKTN).
Hệ điều khiển bền vững thì bộ điều khiển là bộ điều khiển tĩnh (Tham số của bộ
điều khiển khơng biến thiên). Tín hiệu điều khiển là một hàm khơng chứa vi phân của
trạng thái. Đã có nhiều phƣơng pháp điều khiển bền vững ra đời. Các phƣơng pháp
này nói chung đều dựa vào điều kiện ổn định biên do vậy chúng không thể tổng quát
đƣợc mà chỉ phù hợp cho các hệ cụ thể.
Trong trƣờng hợp mà các tham số là thay đổi trong phạm vi nhỏ thì điều khiển
bền vững có thể áp dụng đƣợc. Ngƣợc lại khi các giới hạn này là không biết trƣớc thì
phƣơng pháp điều khiển bền vững là khơng mang lại hiệu quả
Hệ điều khiển thích nghi là hệ điều khiển tự động mà cấu trúc và tham số của bộ
điều khiển có thể thay đổi theo sự biến thiên thông số của hệ sao cho chất lƣợng ra
của hệ đảm bảo các chỉ tiêu đó định. ĐKTN là kỹ thuật tự chỉnh theo thời gian thực
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

vii

các bộ điều chỉnh nhằm duy trì đặc tính của đối tƣợng điều khiển nằm trong phạm
vi mong muốn trong khi thông số của đối tƣợng (Đã biết hoặc chƣa biết) biến thiên
theo thời gian.
Đặc điểm chung của phƣơng pháp này là luật điều khiển đƣợc thiết kế dựa trên
giả thiết là các tham số là biết trƣớc. Sau đó tham số này đƣợc thay thế bởi nhận
dạng của chúng. Đây chính là phƣơng pháp Điều khiển thích nghi cho các hệ tuyến
tính và đƣợc cải tiến để dùng cho các hệ phi tuyến.
Nhƣợc điểm cơ bản của phƣơng pháp ĐKTN là hệ không bền vững đối với
nhiễu và các phần tử phi tuyến khơng thể mơ hình hố đƣợc. Ngoài ra các phƣơng
pháp này đều cần giả thiết là các tham số thay đổi chậm theo thời gian. Hạn chế này
do quá trình xây dựng luật đánh giá các tham số gây ra. Nếu kết hợp ĐKBV và
ĐKTN ta sẽ có phƣơng pháp Điều khiển thích nghi bền vững (ĐKTNBV).
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.. Vì vậy tơi chọn hƣớng nghiên cứu là :
“Nâng cao tính bền vững cho bộ điều khiển thích nghi phi tuyến khi tham số
đối tượng thay đổi”
3. Nội dung của luận văn
Nội dung của luận văn bao gồm những phần sau :
Chương 1 : Tổng quan về lý thuyết điều khiển thích nghi .
Nội dung của phần này là tìm hiểu những vấn đề chung về điều khiển thích nghi
và xét tính bền vững trong điều khiển thích nghi
Chương 2 :Thiết kế bộ điều khiển thích nghi và thích nghi bên vững
Nội dung chƣơng 2 đƣa ra các phƣơng pháp tổng hợp hệ điều khiển thích nghi
bên vững và tập trung vào phƣơng pháp tổng hợp hệ điều khiển thích nghi bền
vững theo mơ hình mẫu
Chương 3: Nâng cao chất lƣợng của hệ truyền động bánh răng
Nội dung chƣơng 3 là áp dụng phƣơng pháp trên vào điều khiển thiết bị phi tuyến
trên thực tế mơ hình động cơ một chiều với tải bánh răng.
Tiến hành kiểm tra đánh giá chất lƣợng bộ điều khiển bằng mô phỏng nhờ phần
mềm MATLAB – SIMULINK và chạy thực nghiệm trên phần mềm Cotrol Desk

Từ các kết quả thực nghiệm nhận đƣợc ta tiến hành đánh giá nội dung của
phƣơng pháp và rút ra kết luận chung về đề tài.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

viii

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

1

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

2

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI
1.1. Lịch sử phát triển của hệ diều khiển thích nghi.
Điều khiển thích nghi (ĐKTN) ra đời năm 1958 để đáp ứng yêu cầu của thực tế
mà các hệ điều khiển tự động truyền thống không thoả mãn đƣợc. Trong các hệ điều

khiển tự động truyền thống, các xử lý điều khiển thƣờng ở dạng các mạch phản hồi là
chính. Vì vậy chất lƣợng ra của hệ bị thay đổi khi có nhiễu tác động hoặc tham số của
hệ bị thay đổi. Trong ĐKTN cấu trúc và tham số của bộ điều khiển có thể thay đổi, vì
vậy chất lƣợng ra của hệ đƣợc đảm bảo theo các chỉ tiêu đã định.
ĐKTN khởi đầu là do nhu cầu về hoàn thiện các hệ thống điều khiển máy bay.
Đặc điểm của quá trình điều khiển máy bay là có nhiều thơng số thay đổi và có nhiều
yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ổn định quỹ đạo bay, tốc độ bay. Ngay từ năm 1958
trên cơ sơ lý thuyết về truyển động của Boocman, lý thuyết điều khiển tối ƣu…Hệ
thống điều khiển hiện đại này đã ra đời. Ngay sau khi ra đời lý thuyết này đã đƣợc
hoàn thiện nhƣng chƣa đƣợc thực thi vì số lƣợng tính tốn q lớn mà chƣa có khả
năng giải quyết đƣợc. Ngày nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin,
điện tử, máy tính…cho phép giải đƣợc những bài tốn đó một cách thuận lợi nên hệ
thống ĐKTN đƣợc ứng dụng rất rộng rãi vào thực tế.
Hệ ĐKTN có mơ hình mẫu (MRAC) đã đƣợc Whitaker đề xuất khi giải quyết
vấn đề điều khiển lái tự động máy bay năm 1958. Phƣơng pháp độ nhạy và luật MIT
đã đƣợc dùng để thiết kế luật thích nghi với mục đích đánh giá các thông số không biết
trƣớc trong sơ đồ MRAC. Thời gian đó việc điều khiển các chuyến bay do cịn tồn tại
nhiều hạn chế nhƣ thiếu phƣơng tiện tính tốn, xử lý tín hiệu, và lý thuyết cũng chƣa
thật hồn thiện. Đồng thời những chuyến bay thí nghiệm bị tai nạn làm cho việc
nghiên cứu về lý thuyết điều khiển thích nghi bị lắng xuống vào cuối thập kỉ 50 và đầu
năm 1966. Thập kỉ 60 là thời gian quan trọng nhất trong việc phát triển các lý thuyết tự
động, đặc biệt là lý thuyết ĐKTN. Kỹ thuật không gian trạng thái và lý thuyết ổn định
dựa theo luật Lyapunov đã đƣợc phát triển. Một loạt các lý thuyết nhƣ điều khiển đối
ngẫu, điều khiển ngẫu nhiên, nhận dạng hệ thống, đánh giá thông số…ra đời cho phép
tiếp tục phát triển và hoàn thiện lý thuyết ĐKTN. Vào năm 1996 Park và các đồng
nghiệp đã tìm phƣong pháp mới để tính tốn lại luật thích nghi sử dụng luật MIT ứng
dụng vào các sơ đồ MRAC của những năm 50 bằng cách ứng dụng lý thuyết
Lyapunov. Tiến bộ của lý thuyết điều khiển những năm 50 cho phép nâng cao hiểu
biết về ĐKTN và đóng góp nhiều vào đổi mới lĩnh vực này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

3

Những năm 70 sự phát triển của kỹ thuật điện tử và máy tính đã tạo ra khả năng
ứng dụng lý thuyết này vào thực tế. Các hệ ĐKTN đã đƣợc ứng dụng vào điều khiển
của các hệ thống phức tạp. Tuy nhiên thành cơng của thập kỉ 70 cịn gây nhiều tranh
cãi trong ứng dụng điều khiển thích nghi. Đầu năm 1979 ngƣời ta chỉ ra rằng những sơ
đồ MRAC của thập kỉ 70 dễ mất ổn định do nhiễu tác động. Tính bền vững trong
ĐKTN trở thành mục tiêu tập chung nghiên cứu của các nhà khoa học năm 1980. Khi
đó ngƣời ta xuất bản nhiều tài liệu về độ không ổn định do các khâu động học khơng
mơ hình hố đƣợc hoặc do nhiễu tác động vào hệ thống.
Trong những năm 80 nhiều thiết kế đã đƣợc cải tiến, dẫn đến ra đời lý thuyết
ĐKTN bề vững. Một hệ thống ĐKTN đƣợc gọi là bền vững nếu nhƣ nó đảm bảo chất
lƣợng ra cho một số đối tƣợng trong đó có đối tƣợng đang cần xét và trong quá trình
làm việc hệ chịu nhiễu tác động.
Nội dung của bài toán trong ĐKTN là điều khiển những đối tƣợng có thơng số
biết trƣớc và biến đổi theo thời gian. Cuối thập kỉ 80 các cơng trình nghiên cứu về hệ
ĐKTN bền vững, đặc biệt là MRAC cho các đối tƣợng có thơng số biến thiên theo thời
gian tuyến tính. Các nghiên cứu của những năm 90 tập chung vào đánh giá kết quả của
các nghiên cứu năm 80 và nghiên cứu các lớp đối tƣợng phi tuyến có tham số bất định.
Những cố gắng này đã đƣợc đƣa ra một số lớp sơ đồ MRAC xuất phát từ hệ thống phi
tuyến.
1.2. Đặc điểm chung của hệ thống Điều khiển thích nghi.
1.2.1. Định nghĩa.
Hệ Điều khiển thích nghi là hệ điều khiển tự động mà cấu trúc của bộ điều khiển
có thể thay đổi theo sự biến thiên thơng số của hệ sao cho chất lƣợng ra của hệ đảm
bảo các chỉ tiêu đã định trƣớc.
1.2.2. Cấu trúc hệ điều khiển thích nghi.

Cấu trúc tổng quát của hệ ĐKTN đƣợc mơ tả trên hình 1.1

A

2

u
+

_

R

TT

I

S

y

1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

4

Hình 1.1. Cấu trúc chung của hệ thống Điều khiển thích nghi.
Hệ gồm hai khối sau:

*Khối 1: Phần cơ bản của hệ điều khiển bao gồm:
+ Đối tƣợng:

S

+ Thiết bị điều khiển: R
+ Mạch phản hồi cơ bản:
- Tín hiệu vào của hệ: u
- Tín hiệu ra của hệ:

y

* Khối 2: Phần điều khiển thích nghi bao gồm:
+ Khâu nhận dạng: I
+ Thiết bị tính tốn: T.T
+ Cơ cấu thích nghi: A
Khâu nhận dạng có nhiệm vụ đánh giá các biến đổi của hệ thống do tác dụng của
nhiễu và các yếu tố khác. Kết quả nhận dạng đƣợc đƣa vào thiết bị tính tốn. Kết quả
tính tốn đƣợc đƣa vào cơ cấu thích nghi để điều chỉnh các thơng số bộ điều khiển
nhằm đảm bảo chất lƣợng của hệ nhƣ mong muốn.
1.2.3. Phân loại
Các hệ ĐKTN đƣợc chia thành hai nhóm chính :
+Hệ ĐKTN trực tiếp (có mơ hình mẫu)
+Hệ ĐKTN gián tiếp (có mơ hình ẩn).
Trong hệ ĐKTN các thông số của bộ điều chỉnh sẽ đƣợc hiệu chỉnh trong thời
gian thực theo giá trị sai số giữa đặc tính mong muốn và đặc tính thực.
Trong hệ ĐKTN gián tiếp việc điều chỉnh thông số của bộ điều khiển đƣợc điều
khiển qua hai giai đoạn sau:
+ Giai đoạn 1: Đánh giá thơng số mơ hình đối tƣợng.
+ Giai đoạn 2: Trên cơ sở đánh giá các thông số của đối tƣợng ngƣời ta tiến hành

tính tốn các thơng số của bộ điều khiển.
Một đặc điểm chung cho cả ĐKTN trực tiếp và gián tiếp là đều dựa trên giả
thuyết tồn tại một bộ điều khiển đảm bảo có đầy đủ các đặc tính mong muốn đặt ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

5

Nhƣ vậy vai trò ĐKTN chỉ giới hạn ở chỗ là chọn giá trị thích hợp của bộ điều khiển
tƣơng ứng với các trạng thái làm việc của đối tƣợng.
Hệ ĐKTN có ba sơ đồ chính sau đây:
1.2.3.1. Hệ điều khiển thích nghi điều chỉnh hệ số khuyếch đại.
Đây là sơ đồ xây dựng theo nguyên tắc của mạch phản hồi

và bộ điều khiển

có thể thay đổi thơng số bằng bộ điều chỉnh hệ số khuyếch đại. Đặc điểm của nó có thể
làm giảm ảnh hƣởng của sự biến thiên thơng số (Hình 1.2)

ym

Bé ®i Ịu c h Øn h h ệ
số k h u y ếc h đạ i

u
Bộ đi ều k h i ển

y

Đối t Ư ợ ng

Hỡnh 1.2. Hệ ĐKTN điều chỉnh hệ số khuyếch đại.
1.2.3.2. Hệ Điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu (MRAC)
Mơ hình mẫu đƣợc chọn sao cho đặc tính của mơ hình mẫu là đặc tính mong
muốn (Hình 1.3). Mơ hình mẫu chọn càng sát đối tƣợng thì kết quả điều khiển càng
chính xác. Cơ cấu thích nghi có nhiệm vụ hiệu chỉnh sao cho sai số e(t) = ym – ys tiến
về 0 và hệ ổn định.
Tín hiệu vào của mạch vịng thích nghi là sai lệch giữa tín hiệu của mơ hình mẫu
và của đối tƣợng.
Tín hiệu điều khiển là sai số giữa tín hiệu ra của mơ hình mẫu với tín hiệu của
đối tƣợng. Luật thích nghi thƣờng đƣợc xác định bằng phƣơng pháp Gradien, lý thuyết
ổn định của Lyapunov hoặc lý thuyết ổn định tuyệt đối của Pôpôp và nguyên lý dƣơng
động để hệ hội tụ và sai s l nh nht.

ym

Mô h ìn h mẫu
+

u

e(t)

Bộ đi ều k h i ển

Đối t Ư ợ ng

Ys
c ơ c Êu t h Ýc h n g h i

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

6

Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTN theo mơ hình mẫu của MRAC.

1.2.3.3. Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh (STR).
Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh đƣợc phát biểu chủ yếu cho hệ gián đoạn STR
là hệ rất mềm dẻo. Tuỳ theo việc lựa chọn luật đánh giá và luật điều khiển mà ta có
nhiều STR khác nhau. Dựa vào thuật toán cập nhật tham số ngƣời ta chia STR thành 2
loại chính: STR trực tiếp (DSTR) và STR gián tiếp (ISTR).
*Hệ điều khiển thích nghi tự động gián tiếp:
ISTR là hệ tƣờng minh vì các tham số đƣợc đánh giá on-line trên mơ hình của
đối tƣợng và dùng để tính tốn lại các tham số của bộ điều khiển. Sơ đồ ISTR đƣợc chỉ
ra ở hình 1.4. Gọi

là véc tơ giá trị đánh giá của đối tƣợng.

C

là véc tơ đánh giá tham

số của bộ điều khiển, P( ) là mơ hình tham số hố của đối tƣợng.
Bộ đánh giá tham số on-line xác định tham số đánh giá tại mỗi thời điểm t là

(t)

dùng để tính tốn lại bộ điều khiển nhƣ là tham số thật của đối tƣợng thơng qua giải

phƣơng trình đại số:

C

(t) = F ( (t)) tại mỗi thời điểm t. Khi đó bộ điều khiển có luật

C ( C(t)) để điều khiển đối tƣợng nhƣ trƣờng hợp tham số của nó đã biết. Nhƣ vậy
tham số của nó đƣợc biết gián tiếp thơng qua việc giải phƣơng trình đại số nên đƣợc
gọi là ISTR.

TT t h « n g sè
0c (t) = F[ 0(t)]

đá n h g i á o n -l i n e
t h a m sè 0(t)

u

ys
Bé ®i Ịu k h i ển

Đối t Ư ợ ng

Hỡnh 1.4. H KTN tự điều chỉnh gián tiếp: ISTR.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

7

*Hệ điều khiển thích nghi tự chỉnh trực tiếp DSTR:
Trong hệ DSTR (Hình 1.5) các tham số của mơ hình P ( C) đƣợc biểu diễn theo
tham số của đối tƣợng sao cho thỏa mãn các yêu cầu chất lƣợng. Khi đó mơ hình đƣợc
tham số hố dạng PC ( C) và bộ đánh giá on-line đánh giá các giá trị của vec tơ tham số
C

là

C(t)

tại thời điểm và giá trị này đƣợc dùng để cập nhật lại tham số bộ điều khiển

theo thời gian thực.
Nhƣ vậy tham số của bộ điều khiển đƣợc tính tốn trực tiếp khơng phải qua giải
phƣơng trình. Vì vậy mà DSTR là kiểu đánh giá mơ hình đối tƣợng khơng qua tƣờng
minh.
*Hệ thích nghi tự chỉnh lại:
Kết hợp cả hai phƣơng pháp trên ta có hệ tự chỉnh thích nghi lại, tức là cùng lúc
ta đánh giá cả tham số bộ điều khiển và tham số đối tƣợng nhằm tránh giải phƣơng
trình đại số. Đây là hệ thích nghi tự chỉnh nhằm kết hợp u im ca c hai h trờn.
đá n h g i ¸ o n -l i n e
t h a m số 0(t)

u

ys
Đối t Ư ợ ng

Bộ đi ều k h i Ĩn

Hình 1.5. Hệ ĐKTN tự điều chỉnh trực tiếp: DSTR.
1.3. Hệ điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu (MRAC)
MRAC ( model reference adaptive control ) xuất phát từ phƣơng trình điều khiển
theo mơ hình mẫu (MRC). Trong phƣơng pháp điều khiển theo mơ hình mẫu nếu ta
khơng biết vec tơ tham số của đối tƣợng
của bộ điều khiển

*
C .

*

thì ta khơng thể tính đƣợc vec tơ tham số

Do đó phƣơng pháp điều khiển theo mơ hình mẫu chỉ áp dụng

đƣợc với đối tƣợng có thơng số và cấu trúc biết trƣớc.
Để giải quyết đƣợc bài toán điều khiển theo mơ hình mẫu với đối tƣợng có thơng
số thay đổi và cấu trúc khơng biết trƣớc thì phƣơng pháp điều khiển trên cần kết hợp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

8

với phƣơng pháp ĐKTN để thay thế
đánh giá

C.

*
C

trong luật điều khiển bằng vec tơ thơng số

Từ đó xuất hiện phƣơng pháp điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu

(MRAC).
Theo cách thu đƣợc vectơ

(t), MRAC có hai phƣơng pháp:

1.3.1. Phương pháp MRAC trực tiếp
Trong phƣơng pháp MRAC trực tiếp, thông số của bộ điều khiển

C(t)

cần xác

định theo yêu cầu về chất lƣợng của đối tƣợng điều khiển và biểu diễn dƣới dạng tham
số trong mơ hình đối tƣợng điều khiển :
GS (p,

*

)

GS (p,

*

C

)

Tại mỗi thời điểm bộ đánh giá sẽ tính trực tiếp
hiệu ra yS (t) của đối tƣợng điều khiển. Thơng số
các thơng số của bộ điều khiển

*
C

*
C

(t) từ tín hiệu vào uS (t) và tín

(t) sẽ đƣợc sử dụng để tính tốn

C(t).

Sơ đồ MRAC trực tiếp đƣợc chỉ ra trờn hỡnh 1.6

ym

Mô h ìn h mẫu
WM (s)

+

e(t)

_

u

Bộ đi ều k h i ển
C(0c )

Đối t Ư ợ ng
G s(P,0* ) => Gs(P,0* C)

y

Bộ x á c địn h t h a m
sè l µ m v i Ưc 0*c

Hình 1.6. Sơ đồ điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu trực tiếp.
Trong phƣơng pháp MRAC trực tiếp vec tơ

C

(t) đƣợc điều chỉnh trực tiếp mà

khơng phải qua q trình đánh giá thông số của đối tƣợng thực. Nhƣ vậy vấn đề cơ bản
của MRAC trực tiếp là chọn luật điều khiển C( C(t)) và thuật toán của bộ đánh giá
C(t)

sao cho thoả mãn yêu cầu chất lƣợng của hệ thống điều khiển.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

9

1.3.2. Phương pháp MRAC gián tiếp
Trong phƣơng pháp này mô hình đối tƣợng đƣợc xây dựng với vec tơ tham số

*

chƣa xác định nào đó. Tại mỗi thời điểm ứng với mỗi tín hiệu vào u(t) và tín hiệu ra yS
(t) bộ đánh giá thông số làm việc sẽ cho ra giá trị

(t) ứng với

*

và đƣợc coi là giá trị

đúng với đối tƣợng tại thời điểm đó và sử dụng giá trị đó để tính tốn các thơng số bộ
điều khiển

C

(t) nhờ giải phƣơng trình

C

(t) = F ( (t)) (Hình 1.7).

Trong MRAC gián tiếp các thông số của đối tƣợng đƣợc nhận biết trong quá
trình làm việc và đƣợc sử dụng để tính tốn thơng số của bộ điều khiển. Luật điều
khiển C (

C

(t)) đƣợc xây dựng ở mỗi thời điểm phải thoả mãn các chỉ tiêu của hệ ứng

với mơ hình đánh giá của đối tƣợng GS (p,
gián tiếp là chọn luật điều khiển C (

C

*

( t)). Nhƣ vậy vấn đề chính của MRAC

(t)) và bộ đánh giá các tham số

( C(t)) đáp ứng đƣợc các yêu cầu của mơ hình đối tƣợng GS(

*

) với

*

(t), sao cho C
chƣa xác nh.

ym

Mô h ìn h mẫu
WM (s)

+
_

u

Bộ đi ều k h i ển
C(0c )

Đối t Ư ợ ng

Bộ t ín h t o ¸ n
0c (t) = F[ 0(t)]

Bé x ¸ c địn h t h a m
số l à m v i Ưc 0*c

Ys

Hình 1.7. Sơ đồ điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu gián tiếp.
Hệ MRAC có thể nhƣ một hệ bán thích nghi, trong đó đặc tính mong muốn
đƣợc tạo ra từ mơ hình mẫu.
Mơ hình mẫu là một mơ hình tốn học đƣợc xây dựng trên cơ sở các tiêu
chuẩn đặt trƣớc. Trong trƣờng hợp này, việc so sánh giữa tín hiệu đặt trƣớc với tín
hiệu đầu ra của hệ, chính là so sánh giữa tín hiệu ra của mơ hình mẫu với tín hiệu ra
của q trình.

Mơ hình mẫu đƣợc mơ tả bởi phƣơng trình:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

10
.

X m = AmXm + BmU
Ym = AmXm + BmU

Hệ thống đƣợc mơ tả bởi phƣơng trình:
.

X s = As(t).Xs + Bs(t).U
Ys = C.Xs

Trong đó:
Xm, Xs : Là các vectơ trạng thái của mơ hình mẫu và q trình.
Am, Bm : Là các ma trận hằng của mơ hình mẫu.
As(t), Bs(t) : Là các ma trận biến thiên theo thời gian do tác động
của nhiễu bên ngoài hoặc bên trong hệ thống.
Ym, Ys : Là các vectơ tín hiệu ra của mơ hình và của hệ thống.
Sai lệch tín hiệu ra là:
= Ym – Ys = C.e (1.3)
Với C là ma trận hằng
e = Xm – Xs là sai số tổng quát.
Tiêu chuẩn tối ƣu ở đây có thể xem nhƣ một hàm:
IP = F( , C, t, aim, ais )
Trong đó: aim, ais là các thơng số của mơ hình và của quá trình.

Một mục tiêu của cơ cấu thích nghi ở đây là điều chỉnh thơng số nào đó sao cho
hệ thống mơ hình có sai lệch nhỏ nhất, tức là đạt đƣợc.
Lim e(t)

0 và hệ thống ổn định t

0

1.4. Hệ điều khiển thích nghi áp đặt cực – APPC
Điều khiển thích nghi áp đặt cực (adaptive pole placement control-APPC) xuất phát
từ hệ điều khiển áp đặt cực (PPC) áp dụng cho các đối tƣợng tuyến tính dừng có tham
số xác định.
Trong điều khiển PPC các yêu cầu chất lƣợng đƣợc chuyển hố thành các vị trí
mong muốn của các điểm cực của hệ kín. Luật điều khiển có phản hồi sẽ đƣợc tạo ra
Số hóa bởi Trung tõm Hc liu - HTN

u

/>
Đ ố i t Ư ợ n g ®i Ịu


11

để áp đặt các điểm cực của hệ kín vào vùng mong muốn. Cấu trúc của hệ PPC cho đối
tƣợng dạng SISO tuyến tính dừng đƣợc chỉ ra ở Hình 1.8.

Hình 1.8. Hệ điều khiển PPC.
Cấu trúc của hệ điều khiển C (

*
C

) và vectơ tham số (

*
C

) đƣợc chọn sao cho

các điểm cực của hàm truyền hệ kín ( từ r đến y ) phải bằng các giá trị mong muốn.
Vectơ (

*
C

) đƣợc xác định từ phƣơng trình đại số:
*
C

Trong đó vectơ
Nếu biết

*

*

*

*

)

là vectơ các hệ số của hàm truyền đối tƣợng G(s).

tính đƣợc thì

xác định đƣợc

= F(

*
C

theo (Hình 1.7) và đƣa vào luật điều khiển. Nếu khơng

thì cũng không xác định đƣợc

*
C

và sơ đồ PPC không thể thực hiện

đƣợc. Trong trƣờng hợp này ngƣời ta xử lý các tham số chƣa biết bằng cách thay vectơ
*
C

bằng giá trị đánh giá

(t) của nó. Đây chính là sơ đồ điều khiển thích nghi áp đặt

cực APPC. Tuỳ theo cách thu đƣợc đánh giá

C (t)

mà điều khiển thích nghi áp đặt cực

đƣợc chia thành APPC trực tiếp và APPC gián tiếp.
1.5. Tính bền vững của bộ điều khiển thích nghi
Bên cạnh những ƣu điểm trên thì ĐKTN cịn có nhƣợc điểm là số lƣợng tính tốn
lớn, đặc biệt là hệ khơng bền vững khi điều khiển hệ phi tuyến. Khi điều khiển các hệ
thực thì tính bền vững của hệ nhƣ phân tích ở trên là khơng đƣợc đảm bảo.
Các hệ thống cần điều khiển trong thực tế đều là các hệ phi tuyến có chứa các
tham số khơng biết trƣớc, biến thiên theo thời gian và chứa phần tử phi tuyến khơng
thể mơ hình hố đƣợc, đồng thời trong q trình làm việc hệ chịu ảnh hƣởng của nhiễu
đến hệ từ môi trƣờng. Khi ứng dụng ĐKTN điều khiển các hệ trên tính bền vững của
hệ khơng đƣợc đảm bảo. Vì vậy cần phải quan tâm tới nguyên nhân làm hệ khơng bền
vững từ đó tìm biện pháp khắc phục.
Để ĐKTN đƣợc ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả hơn nữa trong thực tế cần tập
trung nghiên cứu để nâng cao đƣợc tính bền vững cho hệ. Nghĩa là xây dựng đƣợc bộ
điều khiển thích nghi mà nó có thể ổn định không chỉ đối với một đối tƣợng chuẩn mà
nó có thể ổn định với một lớp đối tƣợng trong đó bao hàm cả đối tƣợng chuẩn nói trên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

12

Trong trƣờng hợp chung lớp đối tƣợng trên có thể có thơng số khơng biết trƣớc hoặc
có thành phần động học khơng mơ hình hố đƣợc

Để có thể nghiên cứu và nâng cao đƣợc tính bền vững của hệ khi thiết kế bộ
điều khiển ta cần phải phân loại và nghiên cứu các đặc tính khơng xác định của đối
tƣợng rồi tìm cách mơ tả chúng. Một khi các sai lệch của mơ hình đối tƣợng đƣợc mơ
tả bằng một vài dạng tốn học nào đó thì có thể sử dụng chúng để phân tích tính bền
vững của các bộ điều khiển thiết kế cho mơ hình đơn giản hố của đối tƣợng thực tế.
1.5.1 Độ bất định của mô hình hệ phi tuyến
Khi thiết kế hệ thống điều khiển nhiệm vụ đầu tiên là tìm mơ hình tốn học của
đối tƣợng. Trong thực tế đối tƣợng có thể rất phức tạp dẫn đến không thể biết đầy đủ
về động học của nó. Tìm đƣợc mơ hình tốn học mơ tả chính xác đƣợc các tác động
vật lý là một nhiệm vụ khó khăn. Thậm chí tìm đƣợc mơ hình thoả mãn yêu cầu trên
thì sẽ rất phức tạp, thƣờng là có bậc cao dẫn đến bộ điều khiển quá phức tạp không thể
thực hiện đƣợc.
Đặc điểm cơ bản của hệ phi tuyến là đặc tính của đối tƣợng khó xác định chính
xác và đặc tính này là khơng bền vững. Giữa mơ hình thay thế và đối tƣợng thực sẽ tồn
tại một sai lệch nhất định nào đó.
Sai lệch về cấu trúc của mơ hình đƣợc chia thành 2 dang sau :
Sai lệch có cấu trúc
Sai lệch khơng có cấu trúc
Xét một hệ đơn giản gồm các nhiễu tác động và có sai lệch giữa các mơ hình,
đối tƣợng nhƣ hình 2.1

Hình 1.9 Cấu trúc chung của hệ điều khiển
S: Gọi là đối tƣợng cần điều khiển
S0(p): Mơ hình đối tƣợng chuẩn
R(p): Bộ điều khiển xây dựng trên cơ sở hiểu biết về đối tƣợng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

13

∆S: Sai lệch giữa các đối tƣợng thật và mô hình (thành phần khơng thể mơ hình
đƣợc).
e(t),x(t), y(t): Các tín hiệu nội.
uC(t), n1(t) , n2(t), n3(t): Tín hiệu bên ngồi tác động.
1.5.1.1 Sai lệch có cấu trúc
Là sai lệch biểu diễn đƣợc thơng qua miền giá trị thích hợp cho tham số mơ
hình. Khi mơ hình hố các đối tƣợng các thành phần sai lệch ∆S đƣợc biểu diễn vào
cùng với mơ hình dƣới dạng tham số. Chẳng hạn, sai lệch của mơ hình với đối tƣợng
đƣợc thể hiện thơng qua tham số dạng:
X

A( v ) x B( v )u

(1.4)

y CT x

v là vecto tham số bất định

V, C vecto hằng.

1.5.1.2 Sai lệch khơng có cấu trúc
Là sai lệch khơng biểu diễn đƣợc qua tham số mơ hình mà phải nhờ đến
phƣơng pháp tổng quát hơn.
Các dạng sai lệch không có cấu trúc có thể có một trong 3 dạng quan hệ sau đối
với đối tƣợng:
a. Sai lệch cộng (additive Perturbations)
Gọi G và G0 là hàm truyền của đối tƣợng thật và mơ hình tƣơng ứng. Quan hệ
giữa chúng xác định theo:

G

G0

Ga

(1.5)

Hình 1.10 Mơ tả sai lệch cộng
Với:

G0 là hàm truyền chuẩn bao gồm những thành phần có thể mơ hình
đƣợc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

14

Ga là thành phần bất định của mơ hình (kể đến các thành phần khơng

mơ hình đƣợc hay là sai lệch mơ hình thật với mơ hình lý tƣởng).
Đối với nhiễu cộng thông thƣờng là không biết cấu trúc của nhiễu cộng nhƣng
ta giả thiết rằng nó bị chặn trên trong miền tần số, có nghĩa là :
Ga

Trong đó
Để tìm

a

a

a

( )

(1.6)

( ) là một hàm biết trƣớc

( ) ta có thể dùng thực nghiệm tìm đáp ứng tần số sau đó tìm

a

( )

Tập các mơ hình đối tƣợngđƣợc mơ tả bởi:
a

G G( j ) G0 ( j )

a

là có quan hệ sai lệch cộng đối với đối tƣợng Trong bài tốn ĐKTN, G0 có các
tham số chƣa biết và các điểm cực và khơng của nó khơng phải bao gồm trong

Ga

nhƣng đối với ĐKBV thì phải biết chính xác G0 và sự bất định của điểm cực và khơng
của nó bao gồm trong

Ga . Với bài tốn ĐKTN thì u cầu

Ga là ổn định (đa thức

Hurwit).
b. Sai lệch nhân (Multiplicative Perturbations)
Gọi G, G0 có quan hệ:
G

G0 (1

Gm )

(1.7)

Với Gm ổn định và ràng buộc trong miền tần số:
Gm ( j )

m

( )

(1.8)

Là sai lệch có mối quan hệ nhân đối với đối tƣợng

Hình 1.11 Biểu diễn sai lệch nhân

m

( ) đƣợc gọi là biên trên đƣợc xác định từ thực nghiệm theo đáp ứng tần số.

Tập các mơ hình đối tƣợng

m

đƣợc mơ tả bởi cơng thức:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

15

G

m

G ( j ) G0 ( j )
G0 ( j )

m

Là có mối quan hệ sai lệch nhân đối với đối tƣợng
Đối với nhiễu nhân thông thƣờng cũng không biết cấu trúc của nhiễu nhƣng ta
giả thiết rằng nó bị chặn trên trong miền tần số, có nghĩa là:
m

(j )

m

( )

c. Sai lệch hệ số (Factor Perturbations)
Gọi G, G đƣợc biểu diễn dạng phân thức:
G( s)

N0
M0

N
, G0
M

N0
M0

Hình 1.12 Biểu diễn sai lệch hệ số
Với: N0 và M0 bền, nguyên tố cùng nhau.
G0 là hàm hữu tỷ bền và hợp thức và
nhau.

N,

M bền và nguyên tố cùng

N , M gọi là thành phần sai lệch số của mơ hình.

Trong 3 dạng trên, dạng thứ 3 đƣợc dùng phổ biến vì có ƣu điểm là biểu diễn
đƣợc lớp các mơ hình rộng hơn và tham số hố mơ hình dễ dàng hơn.

1.5.1.3 Mơ hình tham số hố
Ở đây, ta quan tâm dạng sai lệch thứ 3 và mơ hình biểu diễn trong hệ gián đoạn
SISO trong miền thời gian:
(M 0

M ) y (t ) ( N 0

N )u (t ) d1 (t )

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

(1.9)
/>

16

với M0 và N0 là các đa thức Hurwit.
N0 (q 1 ) b0 b1q
M 0 (q 1 ) 1 a1q

1
1

... bm q

m

... am q

m

Với n > m (thông thƣờng trong điều khiển n = m + 1) và véc tơ tham số:
a1... an , b0 ...bm

T

là bất định hằng (hệ LTI)

Nhƣ vậy: G0 (q 1 ) M 0 1.N0 là mơ hình đối tƣợng chuẩn.
N , M là thành phần động học khó hay khơng thể mơ hình đƣợc.

d1(t) nhiễu tác động lên hệ thống.
Trong bài tốn ĐKTNBV, ta có các giả thiết sau:
A1.Các hệ số của đa thức N0(q-1) và M0(q-1) ứng với mơ hình G0(q-1) nằm trong
miền lỗi Ω cho trƣớc.
A2. N , M là ổn định tham số biến đổi (time-varying), bị chặn và thoả mãn:
N
M

D

với D cho trƣớc

A3. d1 (t ) 1 , , tức là d1(t) bị chặn thoả mãn:
D1 với D1 biết trƣớc.

| d1(t) |

Các giả thiết này dùng cho tổng hợp các bộ đánh giá tham số bền vững ở phần
sau:
Biểu diễn dạng tham số hố:
Từ (1.6) ta có: y t

1 M 0 y (t ) N 0u t

Nu t

My (t ) d1 (t )

Đặt:
T

N

d 2 (t )

M

u (t )
y (t )

N .u (t )

M . y (t )

d (t ) d1 (t ) d 2 (t )

T

t 1

y t 1 ,... y t n , u t 1 ,...u t n

T

Ta có mơ hình tham số khi xét nhiễu và thành phần khơng mơ hình đƣợc:
y (t )

T

t 1

d (t )

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

(1.10)

/>

17

Đây chính là mơ hình ARX quen thuộc. Nhƣ vậy, một đối tƣợng bất kỳ đƣợc
biểu diễn dạng sai lệch kiểu hệ số đều có thể đƣa về dạng mơ hình ARX, trong đó
nhiễu d(t) bao gồm nhiễu (noise) tác động lên đối tƣợng và thành phần động học
không thể mơ hình. Do đó, ngƣời ta gọi chung d(t) là sai lệch nhiễu (disturbances hay
perturbations).

1.5.2 Điều khiển bền vững hệ phi tuyến
Mục đích duy nhất của thiết bị điều khiển là đạt đƣợc các tính năng theo yêu
cầu. Để đạt mục đích đó bộ điều khiển phải thiết kế sao cho ít nhạy cảm có nghĩa là
phải bền vững đối với một lớp đặc tính khơng xác định (Nhiễu) mà chắc chắn sẽ gặp
trong thực tế. Nói cách khác là bộ điều khiển bền vững đảm bảo tính ổn định của hệ
kín và tính năng của nó khơng những đảm bảo với mơ hình chuẩn của đối tƣợng mà
cịn đảm bảo với một họ đối tƣợng (Một lớp các đối tƣợng) trong đó có đối tƣợng đang
khảo sát.
Xét hệ thống kín trên hình Hình 1.13
Trong đó C, F là thiết bị điều khiển đƣợc thiết kế để đảm bảo ổn định cho phần
chuẩn (Phần xác mơ hình đƣợc) của mơ hình đối tƣợng và phần này có hàm truyền là
G0(s) và xác định đƣợc.
G(s): Hàm truyền của đối tƣợng thực
d, du, dn, ym : Trị số biên của các tín hiệu đầu vào

Hình 1.13 Hệ thống kín tổng qt
G(s) là đại diện cho một họ đối tƣợng thực trong đó có mơ hình chuẩn có hàm
truyền danh định là G0(s) và có sai lệch mơ hình đƣợc mơ tả bằng biên chặn trên nào
đó trong miền tần số.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>