Luận văn thạc sĩ nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển pid mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.96 MB, 101 trang )

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN BỘ ĐIỀU KHIỂN
PID MỜ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ XILANH
THỦY LỰC

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ sinh viên :
Lớp:

ThS. TRẦN NGỌC HẢI
ĐẶNG HỮU PHÁP
101150005
15CDTLT

Đà Nẵng, 2018

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

MỤC LỤC
Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án
Lời cảm ơn

i

Lời cam đoan
Mục lục

ii
iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ
Danh sách các cụm từ viết tắt

iv
v
Trang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ............. 1
1.1. Giới thiệu chung và lịch sử điều khiển tự động...................................................... 1
1.1.1. Giới thiệu chung ............................................................................................. 1
1.1.2. Lịch sử của điều khiển tự động. ..................................................................... 3
1.2. Các nguyên tắc hệ thống điều khiển tự động ......................................................... 4
1.3

Các phương pháp điều khiển sử dụng hiện nay ................................................... 6

1.3.1 Điều khiển PID................................................................................................ 6
1.3.2

Điều khiển PID Fuzzy ............................................................................... 12

1.3.3 Điều khiển tối ưu ........................................................................................... 23
1.3.5 Điều khiển Nơron .......................................................................................... 28
1.3.6 Điều khiển sinh học (Thuật toán bầy đàn) ..................................................... 37
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THỦY LỰC .............. 40
2.1 Lý thuyết về điều khiển tự động thủy lực ............................................................. 40
2.1.1. Phương pháp phân tích và tính tốn các thông số cơ bản trong mạch thủy lực
............................................................................................................................... 40
2.1.2. Phương pháp phân tích và tính tốn van trượt điều khiển ............................. 42
2.1.3. Độ đàn hồi của dầu, độ cứng thủy lực và tần số riêng ................................... 45
2.2 Các phương pháp điều khiển tự động thủy lực...................................................... 49
2.2.1 Điều khiển hở ................................................................................................ 49
2.2.2 Điều khiển kín ............................................................................................... 57
2.3 Các chức năng của hệ thống điều khiển tự động thủy lực ................................. 69
2.3.1 Điều khiển vị trí ............................................................................................ 69
2.3.2 Điều khiển tốc độ .......................................................................................... 73

SVTH: Đặng Hữu Pháp

iii

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

CHƯƠNG 3: NGUYÊN CỨU CẢI THIỆN BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ ĐỂ ĐIỀU
KHIỂN VỊ TRÍ XILANH THỦY LỰC.......................................................................... 78
3.1. Phân tích mơ hình điều khiển vị trí xilanh thủy lực ............................................. 78

3.2. Xây dựng mơ hình ngun cứu và mơ hình tốn ................................................. 79
3.3 Giới thiệu phần mềm Matlab
3.3.1. Giới thiệu .................................................................................................... 83
3.3.2. Thiết kế mơ hình và qui luật mờ của hệ thống điều khiển trong
Matlab/simulink ..................................................................................................... 84
3.3.2. Thiết kế giao diện khảo sát hệ thống trong Matlab/guide .............................. 87
3.4. Khảo sát thực nghiệm.......................................................................................... 87
3.4.1. Đặc tính kỹ thuật của một số bộ phận điều khiển .......................................... 87
3.4.2. Khảo sát đặc tính động lực học của hệ thống ................................................ 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 93

SVTH: Đặng Hữu Pháp

iv

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

1.1. Giới thiệu chung và lịch sử điều khiển tự động
1.1.1. Giới thiệu chung
1.1.1.1. Giới thiệu
Một hệ thống điều khiển (control system) là một liên kết của nhiều thành phần, tạo
nên một cấu hình hệ thống có khả năng đáp ứng một yêu cầu nhất định. Cơ sở để thực
hiện việc phân tích một hệ thống là kiến thức nền tảng cung cấp bởi lý thuyết hệ thống
tuyến tính, trong đó giả thiết mối quan hệ giữa các thành phần của hệ thống là mối quan
hệ nhân-quả. Một thành phần hay quá trình (process)cần được điều khiển có thể biểu diễn

bằng một khối có đầu vào và đầu ra. Quan hệ vào - ra thể hiện mối quan hệ nhân - quả
của quá trình, trong đó tín hiệu vào được xử lý nhằm tạo ra một tín hiệu ra, thường là với
cơng suất đã được khuyếch đại. Một hệ thống điều khiển kiểu vòng hở (open-loop) sử
dụng một bộ điều khiển nhằm điều khiển một quá trình đáp ứng một yêu cầu xác định
trước. Trái với các hệ thống điều khiển vòng hở, một hệ thống điều khiển kiểu vịng kín
(closed-loop) sử dụng thêm một giá trị đo của tín hiệu ra thực sự để so sánh với đáp ứng
đầu ra được mong muốn cho quá trình cần điều khiển. Giá trị đo này được gọi là tín hiệu
phản hồi (feedback signal).
Hệ thống điều khiển phản hồi là một hệ thống điều khiển có khuynh hướng duy trì
một mối quan hệ được định trước giữa các giá trị biến thiên của hệ thống bằng các phép
so sánh giữa các giá trị này, sử dụng sự sai khác như một phương thức điều khiển.
Hệ thống điều khiển vòng hở (open-loop) sử dụng một bộ điều khiển nhằm điều
khiển một quá trình đáp ứng một yêu cầu xác định trước.
Đáp ứng mong
muốn

Bộ điều
khiển

Quá trình

Ra

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển vòng hở

Hệ thống điều khiển kiểu vòng kín (closed-loop) sử dụng thêm một giá trị đo của tín
hiệu ra thực sự để so sánh với đáp ứng đầu ra được mong muốn cho quá trình cần điều
khiển. Giá trị đo này được gọi là tín hiệu phản hồi (feedback signal).

SVTH: Đặng Hữu Pháp

1

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Đáp ứng
mong muốn

Bộ điều
khiển

So
sánh

Quá trình

ra

Hệ đo

Hình 1.2 Hệ thống điều khiển phản hồi kiểu vịng kín

Hệ thống điều khiển đa biến là khi các hệ thống trở nên phức tạp, chúng ta cần xem
xét tới mối quan hệ giữa nhiều biến cần điều khiển của hệ thống. Những hệ thống như
vậy được gọi là hệ thống điều khiển đa biến (multi-variable control system ).

Đáp ứng

mong muốn

Bộ điều
khiển

So
sánh

Quá trình

Giá
trị ra

Hệ đo

Hình 1.3 Hệ thống điều khiển đa biến

1.1.1.2. Các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển
r(t)

u(t
)

e(t)
Bộ điều khiển
Cht
(t)

c(t)
Đối tượng

Cảm biến

Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

Trong đó:
-

r(t) (reference input): tín hiệu vào, tín hiệu chuẩn.

-

c(t) (controlled output): tín hiệu ra.

-

Cht(t): tín hiệu hồi tiếp.

-

e(t) (error): sai số.

-

u(t) : tín hiệu điều khiển.

SVTH: Đặng Hữu Pháp

2

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Để thực hiện được quá trình điều khiển như định nghĩa ở trên, một hệ thống điều
khiển bắt buộc gồm có ba thành phần cơ bản là thiết bị đo lường (cảm biến), bộ điều
khiển và đối tượng điều khiển. Thiết bị đo lường có chức năng thu thập thơng tin, bộ điều
khiển thực hiện chức năng xử lý thông tin, ra quyết định điều khiển và đối tượng điều
khiển chịu sự tác động của tín hiệu điều khiển.
1.1.1.3. Các bài tốn cơ bản trong lĩnh vực điều khiển tự động
- Phân tích hệ thống: Cho hệ thống tự động đã biết cấu trúc và thơng số. Bài tốn đặt
ra là trên cơ sở những thơng tin đã biết tìm đáp ứng của hệ thống và đánh giá chất lượng
của hệ. Bài toán này luôn giải được.
- Thiết kế hệ thống: Biết cấu trúc và thơng số của đối tượng điều khiển. Bài tốn đặt
ra là thiết kế bộ điều khiển để được hệ thống thỏa mãn các yêu cầu về chất lượng. Bài
toán nói chung là giải được.
- Nhận dạng hệ thống: Chưa biết cấu trúc và thông số của hệ thống. Vấn đề đặt ra là
xác định cấu trúc và thông số của hệ thống. Bài tốn này khơng phải lúc nào cũng giải
được.
1.1.2. Lịch sử của điều khiển tự động.
Hệ thống phản hồi đầu tiên được phát minh ở châu Âu là thiết bị khống chế nhiệt độ
của Cornelis Drebbel (1572 – 1633) ở Hà Lan. Dennis Papin (1647 – 1712) phát minh ra
thiết bị điều chỉnh áp suất cho nồi hơi vào năm 1681. Đây là một dạng thiết bị an toàn,
tương tự như van an toàn của nồi áp suất.
Thiết bị điều khiển phản hồi tự động đầu tiên được sử dụng trong một hệ thống công
nghiệp được ghi nhận là thiết bị điều tốc do James Watt phát triển vào năm 1769, dùng để
điều khiển tốc độ của động cơ hơi nước.
Theo người Nga thì hệ thống phản hồi đầu tiênlà một thiết bịđiều chỉnh mức
nước,doI. Polzunov phát minh vào năm 1765. Thiết bị này đo mức nước trong nồi hơi và

điều khiểnviệc đóng mở van cấp nước.
Năm 1868, J.C. Maxwell là người đã thiết lập một lý thuyết toán học liên quan tới lý
thuyết điều khiển, sử dụng mơ hình phương trình vi phân để giải thích các vấn đề về tính
thiếu ổn định mà thiết bị điều tốc của James Watt gặp phải. Nghiên cứu của Maxwell
quan tâm tới ảnh hưởng của các tham số của hệ thống tới hiệu suất của hệ thống.Cũng
trong khoảng thời gian đó, nhà khoa học Nga I.A. Vyshnegradskii đã thiết lập một lý
thuyết toán học về các thiết bị điều chỉnh.

SVTH: Đặng Hữu Pháp

3

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Từ giai đoạn trước chiến tranh thế giới thứ II, lý thuyết và kỹ thuật điều khiển phát
triển theo hai xu hướng khác nhau. Tại Mỹ và Tây Âu, một trong những động lực chính
thúc đẩy các ứng dụng của phản hồi là sự phát triển các hệ thống điện thoại và các bộ
khuyếch đại phản hồi điện tử, thực hiện bởi Bode, Nyquist và Black tại Bell Telephone
Laboratories (Bell Labs – thành lập bởi AT&T vào năm 1925, từ năm 1996 trở thành một
bộ phận của Lucent Technologies). Đặc trưng của xu hướng này là sử dụng các phương
pháp trong miền tần số, chủ yếu để mô tả hoạt động của các bộ khuyếch đại phản hồi
bằng các biến tần số như dải thông. Xu hướng thứ hai diễn ra ở Liên bang Xô viết, nơi mà
lý thuyết điều khiển là lĩnh vực thống lĩnh bởi nhiều nhà toán học và cơ học ứng dụng
danh tiếng. Vì vậy, lý thuyết điều khiển Xơ viết đi theo hướng dùng các mơ hình tốn học
trong miền thời gian, sử dụng các phương trình vi phân.
Các kỹ thuật trong miền tần số thống trị lĩnh vực điều khiển sau chiến tranh thế giới
thứ II

với ứng dụng ngày càng

phổ biến của phương pháp

biến đổi

Laplace và mặt phẳng tần số phức. Vào những năm 1950s, trọng tâm của lý thuyết điều
khiển là sự phát triển và ứng dụng của các phương pháp mặt phẳng và đặc biệt là phương
pháp quỹ tích nghiệm. Đến những năm 1980s, việc sử dụng máy tính số cho các bộ phận
điều khiển trở nên phổ biến. Những phần tử điều khiển sử dụng máy tính này có khả năng
tính tốn một cách nhanh chóng và chính xác, điều đó trước kia nằm ngồi khả năng của
các kỹ sư điều khiển. Ngày nay, máy tính là khơng thể thiếu trong các hệ điều khiển ở đó
rất nhiều biến của hệ thống cần được đo đạc và điều khiển cùng một lúc.
Với sự mở đầu kỷ nguyên không gian, một động lực nữa của kỹ thuật điều khiển
xuất hiện, đó là sự cần thiết phải thiết kế các hệ thống điều khiển vô cùng
phức tạp và có độ chính xác cao cho các hệ thống tên lửa và thăm dị khơng gian. Thêm
nữa, sự cần thiết phải giảm tới mức tối thiểu trọng lượng của các vệ tinh và điều khiển
chúng một cách chính xác đã khai sinh một lĩnh vực quan trọng: điều khiển tối ưu. Do
những yêu cầu đó, các phương pháp trong miền thời gian của Lyapunov, Minorsky và
một số nhà khoa học khác ngày càng được quan tâm. Ngoài ra, những lý thuyết về điều
khiển tối ưu được phát triển bởi L.S. Pontryagin (Nga) và R. Bellman (Mỹ) cũng là
những chủ đề được quan tâm.
1.2. Các nguyên tắc hệ thống điều khiển tự động
Nguyên tắc 1: Nguyên tắc thông tin phản hồi
Muốn quá trình điều khiển đạt chất lượng cao, trong hệ thống phải tồn tại hai dịng
thơng tin: Một từ bộ điều khiển đến đối lượngvà một từ đối tượng ngược về bộ điều khiển

SVTH: Đặng Hữu Pháp

4

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

(dịng thơng tin ngược gọi là hồi tiếp). Điều khiển không hồi tiếp (điều khiển vịng hở)
khơng thể đạt chất lượng cao, nhất là khi có nhiễu.
- Điều khiển bù nhiễu: là sơ đồ điều khiển theo nguyên tắc bù nhiễu để đạt đầu ra c(t)
mong muốn mà khơng cần quan sát tín hiệu ra c(t) . Về nguyên tắc, đối với hệ phức tạp
thì điều khiển bù nhiễu khơng thể cho chất lượng tốt.
n(t)
r(t)

u(t)

Bộ điều khiển

c(t)

Đối tượng

Hình 1.5 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển bù nhiễu

- Điều khiển san bằng sai lệch: Bộ điều khiển quan sát tín hiệu ra c(t) , so sánh với
tín hiệu vào mong muốn r(t) để tính tốn tín hiệu điều khiển u(t) . Ngun tắc điều khiển
này điều chỉnh linh hoạt, loại sai lệch, thử nghiệm và sửa sai. Đây là nguyên tắc cơ bản
trong điều khiển.
u(t

)

e(t)

r(t)

Bộ điều khiển
Cht
(t)

c(t)
Đối tượng

Cảm biến

Hình 1.6 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển san bằng sai lệch

- Điều khiển phối hợp: Các hệ thống điều khiển chất lượng cao thường phối hợp sơ
đồ điều khiển bù nhiễu và điều khiển san bằng sai lệch.

r(t)

e(t)
Bộ điều khiển
Cht
(t)

u(t
)

c(t)
Đối tượng

Cảm biến

Hình 1.7 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phối hợp
SVTH: Đặng Hữu Pháp

5

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Nguyên tắc 2: Nguyên tắc đa dạng tương xứng.
Muốn q trình điều khiển có chất lượng thì sự đa dạng của bộ điều khiển phải
tương xứng với sự đa dạng của đối tượng. Tính đa dạng của bộ điều khiển thể hiện ở khả
năng thu thập thông tin, lưu trữ thông tin, truyền tin, phân tích xử lý, chọn quyết định,...
Ý nghĩa của nguyên tắc này là cần thiết kế bộ điều khiển phù hợp với đối tượng.
Nguyên tắc 3: Nguyên tắc bổ sung ngồi
Một hệ thống ln tồn tại và hoạt động trong mơi trường cụ thể và có tác động qua
lại chặt chẽ với mơi trường đó. Ngun tắc bổ sung ngồi thừa nhận có một đối tượng
chưa biết (hộp đen) tác động vào hệ thống và ta phải điều khiển cả hệ thống lẫn hộp đen.
Ý nghĩa của nguyên tắc này là khi thiết kế hệ thống tự động, muốn hệ thống có chất
lượng cao thì khơng thể bỏ qua nhiễu của môi trường tác động vào hệ thống.
Nguyên tắc 4: Ngun tắc dự trữ
Vì ngun tắc 3 ln coi thơng tin chưa đầy đủ phải đề phòng các bất trắc xảy ra và
khơng được dùng tồn bộ lực lượng trong điều kiện bình thường. Vốn dự trữ khơng sử
dụng, nhưng cần để đảm bảo cho hệ thống vận hành an toàn.

Nguyên tắc 5: Nguyên tắc phân cấp
Đối với một hệ thống điều khiển phức tạp cần xây dựng nhiều lớp điều khiển bổ
sung cho trung tâm. Cấu trúc phân cấp thường sử dụng là cấu trúc hình cây, ví dụ như hệ
thống điều khiển giao thông đô thị hiện đại, hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất.
Nguyên tắc 6: Nguyên tắc cân bằng nội.
Mỗi hệ thống cần xây dựng cơ chế cân bằng nội để có khả năng tự giải quyết những
biến động xảy ra.
1.3 Các phương pháp điều khiển sử dụng hiện nay
1.3.1 Điều khiển PID
1.3.1.1 Khái niệm
Bộ điều khiển PID-(Proportional Integral Derivative) là một cơ chế phản hồi vịng
điều khiển. Bộ điều khiển PID sẽ tính tốn giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông
số biến đổi và giá trị đặt mong muốn. Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng
cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào.
1.3.1.2 Chức năng và cấu hình của bộ điều khiển PID
e(t)

SVTH: Đặng Hữu Pháp

Bộ điều chỉnh
6

u(t)

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Bộ hiệu chỉnh PID hoạt động theo quy luật điều chỉnh sau:

a. Quy luật tỷ lệ (P)
Tín hiệu điều khiển trong quy luật tỷ lệ được hình thành theo cơng thức:
u(t)= Kp.e(t)

(1.1)

Trong đó : Kp là hệ số khuếch đại
Theo tính chất của khâu tỷ lệ( khuếch đại) ta thấy tín hiệu ra ln trùng pha với tín
hiệu vào, nên khâu khuếch dại có ưu điểm là tốc độ tác động nhanh. Tuy nhiên, nhược
điểm cơ bản của khâu tỷ lệ là khi sử dụng với các đối tượng tĩnh, hệ thống điều khiển
luôn tồn tại sai lệch tĩnh. Để giảm sai lệch tĩnh tứ là tăng độ chính xác điều khiển thì
phải tăng hệ số khuếch đại, nhưng khi đó sẽ làm cho hệ tăng tuyến tính dao động và có
thể dẫn đến mất ổn định.

Hình 1.8 Quy luật tỷ lệ ( hệ số KP)

SVTH: Đặng Hữu Pháp

7

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

b. Quy luật tích phân
Tín hiệu điều khiển được xác định theo cơng thức:
1

u(t) = KI.∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡 = . ∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡

(1.2)

𝑇𝐼

Trong đó: TI = 1/KI là hằng số thời gian tích phân
Ta thấy rằng giá trị điều khiển u chỉ đạt dược giá trị xác lập khi e = 0. Như vậy ưu
điểm của quy luật tích phân là triệt tiêu sai lệch tĩnh.
Khâu tích phân có tín hiệu ra ln châm pha so với tín hiều vào một góc π/2 điều
này cho thấy quuy luật tích phân có tác động chậm. Do vậy trong công nghiệp, hệ thống
điều khiển tự động sử dụng quy luật tích phân kém ổn định, nên quy luật này hiện nay ít
sử dụng
c. Quy luật tỷ lệ- tích phân
Để hệ thống vừa có tác động nhanh vừa triệt tiêu được sai lệch tĩnh ta thường kết
hợp quy luật tỷ lệ với quy luật tích phân để tạo ra quy luật tỷ lệ- tích phân. Tín hiệu điều
khiển được xác định theo biểu thức:
1

u(t) = Kp .e(t) + KI.∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡 =KP [e(t) + . ∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡 ]
𝑇𝐼

(1.3)

Trong đó: Kp là hệ số khuếch đại
TI =KP / KI là hằng số thời gian tích phân
Ta nhận thấy rằng về tốc độ tác động quy luật PI chậm hơn quy luật tỷ lệ P nhưng
nhanh hơn quy luật tích phân I

Hình 1.9 Quy luật tỷ lệ

d. Quy luật tỷ lệ-vi phân
Tín hiệu điều khiển của quy luật PD được xác định theo biểu thức:

SVTH: Đặng Hữu Pháp

8

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

u(t) = KP .e(t) + KD.

𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡

= KP.[e(t) + TD.

𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡

]

(1.4)

Trong đó: KP là hệ số khuếch đại
TD =KD / KP là hằng số thời gian vi phân
Có thêm thành phần vi phân sẽ làm tăng tốc độ đáp ứng của hệ thống.
e. Quy luật tỷ lệ-vi-tích phân(PID)

Để tăng tốc độ tác động của quy luật PI ta ghép thêm thành phần tích phân và nhận
được quy luật điều khiển tỷ lệ vi tích phân:
u(t) = Kp .e(t) + KI.∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡 + KD.

𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡

1

𝑑𝑒(𝑡)

𝐼

𝑑𝑡

=KP [ e(t) + 𝑇 . ∫ 𝑒(𝑡). 𝑑𝑡 + TD.

]

(1.5)

Trong đó: KP là hệ số khuếch đại
TD =KD / KP là hằng số thời gian vi phân
TI =KP / KI là hằng số thời gian tích phân
1.3.1.3 Phương pháp xác định tham số PID
- Phương pháp Ziegler – Nichols
- Phương pháp Chien – Hrones – Reswick
- Phương pháp tổng T của Kuhn
- Phương pháp tối ưu độ lớn và phương pháp tối ưu đối xứng
a. Phương pháp Ziegler – Nichols

Ziegler và Nichols đã đưa ra hai trường hợp thực nghiêm để xác định tham số bộ
điều khiển PID. Trong khi phương pháp thứ nhất sử dụng dạng mơ hình xấp xỉ qn tính
bậc nhất có trễ của đối tượng điều khiển:
Ke-Ls

S(s) =

(1.6)

1+Ts

Thì trường hợp 2 nổi trội hơn ở chỗ hoàn toàn khơng cần đến mơ hình tốn học của
đối tượng. Tuy nhiên, nó có hạn chế chỉ áp dụng cho một lớp các đối tượng nhất định.
Trường hợp 1:
Phương pháp thực nghiệm này có nhiệm vụ xác định các tham số kp, TI, TD cho bộ
điều khiển PID trên cơ sở xấp xỉ hàm truyền đạt S(s) của đối tượng thành dạng (1.6), để
hệ kín nhanh chóng trở về chế độ xác lập và độ quá điều chỉnh Δh không vượt quá một
∆h

giới hạn cho phép, khoảng 40% so với h∞ =lim h(t ) , tức là có | |
t→∞

SVTH: Đặng Hữu Pháp

9

h

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Hình 1.10 Nhiệm vụ của bộ điều khiển PID

Ba tham số L (hằng số thời gian trễ), k (hệ số khuếch đại) và T (hằng số thời gian
qn tính) của mơ hình xấp xỉ (1.6) có thể được xác định gần đúng từ đồ thị hàm quá độ
h(t) của đối tượng. Nếu đối tượng có hàm q độ dạng như Hình1.10 thì từ đồ thị hàm
h(t) đó ta đọc ra được ngay:

Hình 1.11 Xác định tham số cho mơ hình xấp xỉ

L là khoản thời gian đầu ra h(t) chưa có phản ứng ngay với kích thích 1(t) tại
đầu vào.
k là giá trị giới hạn h∞ = lim ℎ(𝑡)
𝑡→∞

Gọi A là điểm kết thúc thời gian trễ, tức là điểm trên trục hồnh có hồnh độ
bằng L. Khi đó T là khoảnh thời gian cần thiết sau L để tiếp tuyến của h(t) tại A đạt
giá trị k.
Trường hợp hàm quá độ h(t) không có dạng lý tưởng như ở hình1.11, song có dạng
gần giống là hình chữ S của khâu qn tính bậc hai hoặc bậc n như ở hình1.11 mơ tả, thì
ba tham số k, L, T của mơ hình (1.6) được xác định xấp xỉ như sau:
k là giá trị giới hạn h∞ = lim h(t )
t→∞

Kẻ đường tiếp tuyến của h(t) tại điểm uốn của nó. Khi đó L sẽ là hoành độ
giao điểm của tiếp tuyến với trục hoành và T là khoảng thời gian cần thiết để đường
tiếp tuyến đi được từ giá trị 0 đến giá trị k.
SVTH: Đặng Hữu Pháp

10

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Như vậy ta có thể thấy, điều kiện để áp dụng được phương pháp xấp xỉ mơ hình bậc
nhất có trễ của đối tượng là đối tượng đã phải ổn định, khơng có giao động và ít nhất hàm
q độ của nó phải có dạng chữ S.
Sau khi đã có các tham số cho mơ hình xấp xỉ (1.6) của đối tượng Ziegler – Nichols
đã đề nghị sử dụng các tham số kp, TI, TD cho bộ điều khiển như sau:
Nếu chỉ sử dụng bộ điều khiển khuếch đại R(s) = kp, thì chọn kp =

T

kL

Nếu sử dụng bộ PID với R(s)=kp(1+

1

0.9T

) thì chọn kp=

TI s

Nếu sử dụng PID với R(s)=kp(1+

1

TI S

và TI =

kL

1.2T

+TD s) thì chọn kp=

kL

10
3

L

và TI = 2L, TD =

L
2

b. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai.
Phương pháp thực nghiệm thứ hai này có đặc điểm là khơng sử dụng mơ hình tốn
học của đối tượng, ngay cả mơ hình xấp xỉ gần đúng (1.6)
Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai có nội dung như sau:
Thay bộ điều khiển PID trong hệ kín hình1.12 bằng bộ khuếch đại. Sau đó tăng hệ

số khuếch đại tới giá trị tới hạn kth để hệ kín ở biên giới ổn định, tức là h(t) có dạng dao
động điều hồ xác định chu kỳ Tth của dao động...

Hình 1.12 Xác định hằng số khuếch đại tới hạn

Xác định tham số cho bộ điều khiển P, PI hay PID như sau:
1

Nếu sử dụng R(s) = kp thì chọn kp = kth
2

Nếu sử dụng R(s) = kp thì chọn kp= kp(1+

1

𝑇𝐼 𝑆

) thì chọn kp=0.45kthvà TI =0.85kth

Nếu sử dụng PID thì chọn kp = 0.6kth , TI = 0.5Tth , TD = 0.12Tth

SVTH: Đặng Hữu Pháp

11

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Phương pháp thực nghiệm thứ hai có một nhược điểm là chỉ áp dụng được cho
những đối tượng có được chế độ biên giới ổn định khi hiệu chỉnh hằng số khuếch đại
trong hệ kín.
Ví dụ:
Thiết kế bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt
độ của lị sấy, biết đặc tính của lị thu được từ
thực nghiệm có dạng như sau:
K=150
T1=8min =480sec
T2=24min = 1440sec
Kp = 1.2. T2 / T1.K = 1.2.1440/480.150=0.024
TI = 2.T1 = 2.480 =960sec
TD = 0.5T1 = 0.5.480 =240sec
=> GPID (s) = 0.024(1 + 1/960s + 240s)
1.3.2 Điều khiển PID Fuzzy
1.3.2.1 Khái niệm điều khiển mờ
Khái niệm về logic mờ được giáo sư L.A.Zadeh đưa ra lần đầu tiên vào năm 1965,
tại trường đại học Berkeley. Từ đó lý thuyết mờ đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi.
Logic mờ được phát triển từ lý thuyết tập mờ để thực hiện lập luận một cách xấp xỉ thay
vì lập luận chính xác theo logic vị từ cổ điển. Lơgic mờ có thể được coi là mặt ứng dụng
của lý thuyết tập mờ để xử lý các giá trị trong thế giới thực cho các bài toán phức tạp.
Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ

Hình 1.13 Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ

Một bộ điều khiển mờ gồm khối cơ bản:
- Khối mờ hóa (fuzzifiers).
- Khối hợp thành.
SVTH: Đặng Hữu Pháp

12

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

- Khối luật mờ.
- Khối giải mờ (defuzzifiers)
1.3.2.2 Khối mờ hóa
Khâu mờ hóa có nhiệm vụ chuyển một giá trị rõ hóa đầu vào x0 thành một vector
gồm các độ phụ thuộc của các giá trị rõ đó theo các giá trị mờ (tập mờ) đã định nghĩa cho
biến ngơn ngữ đầu vào.
Mờ hố được định nghĩa như sự ánh xạ từ tập các giá trị thực (giá trị rõ)
x*  U Rn thành lập các giá trị mờ ~A’ ở trong U. Hệ thống mờ như là một bộ xấp xỉ vạn
năng. Nguyên tắc chung của việc thực hiện mờ hóa là:
Từ tập giá trị thực x đầu vào sẽ tạo ra tập mờ ~A’ với hàm liên thuộc có giá trị đủ
rộng tại các điểm rõ x*.
Nếu có nhiễu ở đầu vào thì viêc mờ hố sẽ góp phần khử nhiễu.
Việc mờ hố phải tạo điều kiện đơn giản cho tính tốn sau này. Thơng thường có 3
phương pháp mờ hóa: Mờ hóa đơn trị, mờ hóa Gaus (Gaussian fuzzifier) và mờ hóa hình
tam giác (Triangular fuzzifier). Thường sử dụng mờ hóa Gaus hoặc mờ hóa hình tam giác
vì hai phương pháp này khơng những cho phép tính tốn tương đối đơn giản mà cịn đồng
thời có thể khử nhiễu đầu vào.
Mờ hóa hóa đơn vị( Singleton fuzzifier): mờ hóa đơn vị là các điểm gias trị thực
x* U lấy các giá trị của tập mờ ~A’, nghĩa là hàm liên tục thuộc dạng:
µA’(x) = {

1
nếu x=x*

0 nếu ở các chỗ khác

(1.7)

Mờ hóa Gaus (Gaussian Fuzzifier): mờ hóa Gaus là các điểm giá trị thực x* U lấy
các giá trị trong tập mờ ~A’ với hàm liên thuộc Gaus.
Mờ hóa hình tam giác( Triangular fuzzifier): mờ hóa hình tam giác la tư các điểm
giá trị thực x*U lấy các giá trị trong tập mờ ~A’ với hàm liên thuộc dạng hình tam giác,
hoặc hình thang.
Khâu hợp thành
Khâu thực hiện luật hợp thành gồm 2 khối đó là khối luật mờ và khối hợp thành.
Khối luật mờ (suy luận mờ) bao gồm tập các luật “Nếu … Thì” dựa vào các luật mờ
cơ sở được người thiết kế viết ra cho thích hợp với từng biến và giá trị của các biến ngôn
ngữ theo quan hệ mờ Vào/Ra.

SVTH: Đặng Hữu Pháp

13

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Khối hợp thành dùng để biến đổi các giá trị mờ hoá của biến ngôn ngữ đầu vào
thành các giá trị mờ của biến ngôn ngữ đầu ra theo các luật hợp thành nào đó.
Khâu thực hiện luật hợp thành, có tên gọi là thiết bị hợp thành, xử lý vector µ và cho
giá trị mờ B’ của tập biến đầu ra.
Cho hai biến ngôn ngữ  và . Nếu biến  nhận giá trị (mờ) A với hàm liên thuộc
µA(x) và  nhận giá trị (mờ) B với hàm liên thuộc µB(y) thì biểu thức: = A được gọi là

mệnh đề điều kiện và  = B được gọi là mệnh đề kết luận.
Nếu ký hiệu mệnh đề  = A là p và mệnh đề  = B là q thì mệnh đề hợp thành:
Pp => q ( từ p suy ra q)
Các luật hợp thành
Luật hợp thành max-PROD, nếu các hàm liên thuộc thành phần được xác định theo
quy tắc hợp thành PROD và phép hợp giữa các mệnh đề hợp thành được lấy theo luật
max.
Luật hợp thành max-MIN, nếu các hàm liên thuộc thành phần được xác định theo
quy tắc hợp thành MIN và phép hợp giữa các mệnh đề hợp thành được lấy theo luật max.
Luật hợp thành sum-MIN, nếu các hàm liên thuộc thành phần được xác định theo
quy tắc hợp thành MIN và phép hợp được lấy theo công thức Lukasiewicz.
Luật hợp thành sum-PROD, nếu các hàm liên thuộc thành phần được các định theo
quy tắc hợp thành PROD và phép hợp được lấy theo cơng thức:

Hình 1.14 Hàm liên thuộc của luật hợp thành :
SVTH: Đặng Hữu Pháp

14

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

(a) Hàm liên thuộc µA(x) và µB(y).(b) µA=>B(y) xác định theo quy tắc min.
(c) µA=>B(y) xác định theo quy tắc PROD.

Tổng quát, ta xét thuật tốn xây dựng luật hợp thành có nhiều mệnh đề hợp thành.
Xét luật hợp thành gồm p mệnh đề hợp thành:
R1 : Nếu  = A1 Thì  = B1 hoặc

R2: Nếu  = A2 Thì  = B2 hoặc
...
RP: Nếu  = AP, Thì  = B
Trong đó: các giá trị mờ A1, A2,..., AP có cùng tập nền X và B1, B2,..., BP có cùng
tập nền Y.
Gọi hàm liên thuộc của Ak và Bk là µAk(x) và µBk(y) với k = 1, 2 ,..., p.
Tổng quát lại, thuật toán triển khai R = R1  R2  ...  RP sẽ như sau:
Rời rạc hóa X tại n điểm x1, x2,..., xn và Y tại m điểm y1, y2,..., ym
Xác định các vector µAk(x) và µBk(y), k = 1, 2,..., p theo
µTAk = (µAk(x1), µAk(x21),..., µAk(xnl))
µTBk = (µBk(y1), µBk(y21),..., µBk(yml))
Xác định mơ hình cho luật điều khiển
Rk = µAk . µTBk = rijk với i = 1,..., n và j = 1,..., m
Trong đó phép nhân được thay bằng phép tính lấy cực tiểu min khi sử dụng quy tắc
hợp thành MIN.
Xác định luật hợp thành R = (max {rijk |k = 1,2,..., p})
Từng mệnh đề nên được mơ hình hố thống nhất theo một quy tắc chung, ví dụ hoặc
theo quy tắc max-MIN hoặc theo max-PROD. Khi đó các luật điều khiển Rk sẽ có một tên
chung là luật hợp thành max-MIN hoặc luật hợp thành max-PROD. Tên chung này cũng
sẽ là tên gọi của luật hợp thành R. Ngồi ra, khi cơng thức xác định luật hợp thành R ở
trên được thay bằng công thức:
𝑝

R = min {1, ∑𝑘=1 𝑅𝑘 }

(1.8)

Thì ta sẽ có luật hợp thành sum-MIN và sum-PROD tương ứng.
Luật hợp thành sum-MIN và sum-PROD có tính thống kê hơn so với luật hợp thành
max-MIN và max-PROD vì nó tính đến mọi giá trị đầu ra của mọi mệnh đề hợp thành Rk.

2.3.2.3 Khâu giải mờ
SVTH: Đặng Hữu Pháp

15

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Bộ điểu khiển mờ tổng hợp được như trên chưa thể áp dụng được trong điều khiển
đối tượng, vì đầu ra ln là một giá trị mờ B’. Một bộ điều khiển mờ hoàn chỉnh phải có
thêm khâu giải mờ. Khâu giải mờ, có nhiệm vụ chuyển đổi tập mờ B’ thành một giá trị rõ
y’ chấp nhận được cho đối tượng.
Giải mờ được định nghĩa như là sự ánh xạ (sự làm tương ứng) từ tập mờ B’ trong tập
cơ sở V (thuộc tập số thực R; V  R; đó là đầu ra của khối hợp thành và suy luận mờ)
thành giá trị rõ đầu ra y  V. Như vậy nhiệm vụ của giải mờ là tìm một điểm rõ y  V
làm đại diện tốt nhất cho tập mờ B’Có ba điều lưu ý sau đây lúc chọn phương pháp giải
mờ:
- Tính hợp lý của kết quả. Điểm rõ y*  V là điểm đại diện (cho "năng lượng") của
tập mờ B , điều này có thể cảm nhận trực giác tính hợp lý của kết quả khi đã có hàm liên
thuộc của tập mờ B’
- Việc tính tốn đơn giản. Đây là điều rất quan trọng để tính tốn nhanh, vì các bộ
điều khiển mờ thường làm việc ở thời gian thực.
- Tính liên tục. Một sự thay đổi nhỏ trong tập mờ B’ chỉ làm thay đổi nhỏ kết quả
giải mờ, nghĩa là không gây ra thay đổi đột biến giá trị giải mờ y  V . Như vậy giải mờ
là quá trình xác định một giá trị rõ ở đầu ra theo hàm liên thuộc hợp thành đã tìm được từ
các luật hợp thành và điều kiện đầu vào. Có ba phương pháp giải mờ thường dùng là
phương pháp cực đại, phương pháp trọng tâm và phương pháp trung bình tâm.
*Các phương pháp giải mờ:

- Giải mờ theo phương pháp cực đại
- Giải mờ theo phương pháp trọng tâm
- Giải mờ theo phương pháp trung bình tâm
Giải mờ theo phương pháp cực đại :gồm hai bước
Bước 1: Xác định miền chứa giá trị rõ đầu vào. Đó là miền G, mà gia trị rõ đầu ra y’ có
hàm liên thuộc đạt giá trị cực đại, nghĩa là
G = {y  Y |µB ( y) = max}
Bước 2: Xác định y’có thể chấp nhận được từ G. Lức này có 3 cách tính.

SVTH: Đặng Hữu Pháp

16

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Hình 1.15 Giải mờ bằng phương pháp cực đại

Trong Hình 1.15 thì G là khoảng [y1, y2] của miền giá trị của tập mờ đầu ra B2 của
luật điều khiển R2.
Ba cách tính đó là: Nguyên lý cận trái, cận phải và trung bình. Ký hiệu y1, y2 là điểm
cận trái và cận phải của G.
Nguyên lý trung bình: Theo nguyên lý trung bình, giá trị rõ y’ sẽ là:
y’=

y1 +y2

(1.9)

2

Hình 1.16 Giải mờ theo nguyên lý trung bình

Nguyên lý cận trái: Giá trị rõ y’ được lấy bằng cận trái y1 của G.

Hình 1.17 Giải mờ theo nguyên lý cận trái
SVTH: Đặng Hữu Pháp

17

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Nguyên lý cận phải: Giá trị rõ y’ được lấy bằng cận phải y2 của G.

Hình 1.18 Giải mờ theo nguyên lý cận phải

2.3.2.4 Thiết kế bộ điều khiển PID mờ
a. Đặt vấn đề
Do cấu trúc dơn giản và bền vững nên bộ điều khiển PID được dùng phổ biến trong
các hệ điều khiển công nghiệp và đáp ứng các yêu cầu đặt ra. Hàm truyền đạt của bộ điều
khiển PID là: G(s) = Kp + Ki/s +KDs
Trong đó KP, KI, KD là các hệ số tỷ lệ, tích phân, vi phân
Nếu viết theo hàm thời gian thì tín hiệu ra của bộ điều khiển PID là:
u(t) = KP [ e(t) +

1
TI

de(t)

. ∫ e(t). dt + TD.

dt

]

(1.10)

Chất lượng của hệ thống phụ thuộc vào các tham số KP, TI, TD của bộ điều khiển
PID. Nhưng khi tính tốn các tham số của đối tượng luôn xác định nên khi làm việc các
tham số của hệ thống thay đổi thì bộ điều khiển PID khơng cịn chính xác. Dẫn đến vấn
đề đặt ra các bộ điều khiển là khi các tham số của đối tượng thay đổi thì tham số của bộ
điều khiển cũng phải chỉnh định lại cho phù hơp để đảm bảo lượng ra theo yêu cầu. Để
thực hiên việc điều chỉnh tự động các tham số của PID có nhiều phương pháp. Ở đây em
dùng phương pháp sử dụng bộ điều khiển PID mờ. Cấu trúc cảu hệ điều khiển PID mờ

SVTH: Đặng Hữu Pháp

18

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Hình 1.19 Hệ điều khiển với bộ điều khiển PID mờ

Nhiệm vụ của bộ điều khiển mờ trong sơ đồ là tự động chỉnh định tham số K p, TI,
TD của bộ điều khiển PID cho phù hợp với sự thay đổi tham số hệ, đảm bảo chất lượng ra
luôn như mong muốn.
b.Thiết kế bộ điều khiển
Giả thiết hệ số tỷ lệ ch phép thay đổi trong khoảng [ KPmin, KPmax], hệ số đạo hàm
tha đổi trong khoảng [ KDmin, KDmax]
Để tiện lợi trong việc tính tốn ta biến đổi chúng về dơn vị tương đối.
KP’ =

KP -KPmin
KP -KPmax

, KD’ =

KD -KDmin
KD -KDmax

Hằng số thời gian tích phân : TI = TD .
Tương tự ta có KI =

KP

=

K2P

KD . KD .

Như vậy nhiệm vụ cụ thể của ta là thiết kế bộ điều khiển mờ để chỉnh định tự động
bộ 3 tham số KP’, KD’, .
Giả thiết tín hiều vào của bộ điều khiển mở là e(t), e’(t) = de/dt. Thì cấu truc cảu bộ
điều khiển mờ như sau:

SVTH: Đặng Hữu Pháp

19

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Hình 1.20 Cấu trúc bộ điều khiển PID mờ

Suy luận mờ được thực hiện theo các luật sau:
Nếu e(t) là A* và e’(t) là B* thì KP’ là C*, KD’ là D* ,  là E*
Trong đó :A*, B*, C*, D*, E* là các tập mờ và * = 1,2,3,...M
Giả thiết miền xác định của e(t) là [e1, e2] và e’(t) là [e’1, e’2]

Hình 1.21 Hàm liên thuộc của e(t) và de(t)/dt

Và mỗi loại dùng 7 tập mờ như hình (ở đây M=7, các tập mờ S3, S2, S1, Z0,
B 1 , B2 , B3 )
KP’, KD’ dùng hai tập mờ : nhỏ và lớn (S, B).

Hình 1.22 Hàm liên thuộc của biến KP’, KD’

SVTH: Đặng Hữu Pháp

20

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

 dùng 4 tập mờ : nhỏ (S), nhỏ vừa (MS), vừa (M) , lớn (B)

Hình 1.23 Hàm liên thuộc của biến 

Dựa vào đặc tính quá độ thường gặp của hệ thống điều khiển dùng PID như hình:

Hình 1.24 Đặc tính q độ thường gặp của hệ iều khiển dùng PID

Ta đi xác định các luật điều khiển tương ứng: khi bắt đầu khởi động, ở khoảng thơi
gian a1, lúc này cần tín hiệu điều khiển lớn để tín hiệu ra tăng nhanh, suy ra lúc này Kp’
lớn, Kd’ nhỏ và Ki lớn ( nhỏ) ta có luật:
Nếu e(t) lớn và e’(t) là Zẻo thì KP’ lớn, KD’ nhỏ và  nhỏ
Xung quanh khoảng thời gian b1 ta muốn tín hiệu điều khiển nhỏ để không quá điều
chỉnh, nghĩa là KP’nhỏ, KD’ lớn, KI nhỏ ta có luật:
Nếu e(t) là Zero và e’(t) là âm lớn thì KP’ nhỏ, KD’ nhỏ và  lớn
Các tác động điều khiển xung quanh khoảng thời gian c1 và d1 tương tự như xung
quanh a1 và b1.
Dùng luật hợp thành MAX – PROD, mờ hóa đơn vị, giải mờ theo trung bình tâm
lúc đó ta có cá hệ số KP’, KD’,  được ính tốn lúc điều khiển.
KP’

(t) =

(t) =

∑ni=1 yp µA (e(t)µB )(e' (t))
∑ni=1 µA e(t)µB e' (t)

,

KD’

(t) =

∑ni=1 yD µA (e(t)µB )(e' (t))
∑ni=1 µA e(t)µB e' (t)

∑ni=1 y µA (e(t)µB )(e' (t))

SVTH: Đặng Hữu Pháp

∑ni=1 µA e(t)µB e' (t)

21

GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải

Nghiên cứu cải thiện bộ điều khiển PID mờ để điều khiển vị trí xilanh thủy lực

Bảng 1: Luật điều khiển cho hệ số Kp’
Kp ’