Tài liệu luận văn nghiêng cứu hệ thống điều khiển mờ bằng MATLAB, chương 5 doc

Chương 5:
Các nguyên tắc điều khiển tự động
a. Nguyên tắc giữ ổn đònh:
* Nguyên tắc bù tác động bên ngoài:
Trong đó tín hiệu tác động bên ngoài lên đối tượng điều
khiển ĐKTĐ có thể kiểm tra và đo lường được.
Nếu đặc tính của đối tượng
G(p) được xác đònh trước thì tín
hiệu điều khiển U có thể được xác đònh theo tác động bên ngoài
N sao cho ngõ ra C = C
o
= C
te
, với C
o
là giá trò tín hiệu ra cần
giữ ổn đònh. (
 
1


c
oc
GG
CG
U
với G
c
là hàm truyền của thiết bò điều
khiển).
TBĐK ĐTĐK

CU
Loại hệ thống này cho phép giữ ngõ ra không đổi và không
phụ thuộc vào tác động bên ngoài
N.
* Nguyên tắc điều khiển sai lệch:
Khi tác động bên ngoài không kiểm tra và đo lường được
còn đặc tính của đối tượng không xác đònh một cách đầy đủ thì
nguyên tắc bù tác động bên ngoài không cho phép giữ ổn đònh
tín hiệu ra
C. Khi đó nguyên tắc điều khiển sai lệch được sử
dụng. Sơ đồ khối của nguyên tắc này như sau:
Trong đó tín hiệu ra
C được phản hồi về đầu vào và phối
hợp với tín hiệu vào
R để tạo ra sai lệch

= R – C (phản hồi
âm). Tín hiệu sai lệch này được đưa vào TBĐK để tạo ra tín
hiệu điều khiển
U đặt vào đối tượng điều khiển.
TBĐK ĐTĐK
CU
R
C (-)

* Nguyên tắc điều khiển hỗn hợp:
Nguyên tắc này cho phép giữ tín hiệu ra C không phụ thuộc
vào tác động bên ngoài
N.
b. Nguyên tắc điều khiển theo chương trình:

Nguyên tắc này thường dùng cho hệ thống điều khiển hở.
Nguyên tắc này giữ cho tín hiệu ra
C thay đổi theo một chương
trình đònh sẵn
C(t) = C
o
(t). Nguyên tắc giữ ổn đònh có thể xem là
trường hợp riêng của nguyên tắc điều khiển theo chương trình
khi
C
o
(t) = C
te
.
c. Nguyên tắc tự chỉnh đònh:
Đặc tính động học của hầu hết các hệ thống điều khiển đều
không phải là không đổi do nhiều nguyên nhân như ảnh hưởng
của thời gian, thay đổi các tham số và môi trường.
Dù ảnh hưởng của những thay đổi nhỏ của đặc tính động
học được điều chỉnh nhờ hệ điều khiển có phản hồi nhưng nếu
các thông số của hệ thống và môi trường thay đổi đáng kể thì
một hệ thống đạt yêu cầu cần phải có khả năng thích nghi.
(-)
TBĐK ĐTĐK
CU
R
C

(+)
N

Sự thích nghi bao gồm khả năng tự điều chỉnh hay tự cải
tiến để phù hợp với những thay đổi không thể dự đoán trước của
môi trường hay cấu trúc.
Hệ thống điều khiển thích nghi có khả năng phát hiện
những thay đổi các tham số và thực hiện việc điều chỉnh cần
thiết các tham số của bộ điều khiển để duy trì một tiêu chuẩn tối
ưu nào đó.
Trong hệ thống điều khiển thích nghi, đặc tính động phải
được nhận dạng ở mọi thời điểm để có thể điều chỉnh các tham
số bộ điều khiển nhằm mục tiêu duy trì chỉ tiêu tối ưu đề ra.
Như vậy hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống không
dừng và nó thích nghi với hệ thống chòu tác động của môi trường
thay đổi.
Ngoài vòng kín cơ bản gồm hai khối ĐTĐK và ĐTĐK
C
(thiết bò điều khiển cơ bản), hệ điều khiển thích nghi còn có một
khối thiết bò điều khiển thích nghi TBĐK
A
.
Khối này nhận các tín hiệu của hệ thống
R, U, N, C và dựa
trên các chỉ tiêu tối ưu yêu cầu của hệ thống mà đònh ra các tín
hiệu điều khiển làm thay đổi các tham số của thiết bò điều khiển
cơ bản TBĐK
C
.
TBĐK
A
TBĐK
C

ĐTĐK
CUR
N
TBĐK
A
như vậy vừa đảm nhận vai trò điều khiển vừa có
chức năng của một khối tính toán.
Hiện nay các thiết bò điều khiển thích nghi có thể là một
máy vi tính đảm nhận chức năng tính toán, ghi nhận dữ liệu và
điều khiển.