Ban Thuyet Minh(Huong)Hoan Thien-2003[1].5!1!2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

Chữ kí của giáo viên hướng dẫn

Hưng Yên, ngày..... tháng..... năm 2009

1

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

Chữ kí của giáo viên phản biện

Hưng Yên, ngày..... tháng..... năm 2009

2

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp giáo dục của nước ta hiện nay, mục tiêu là giáo dục và đào tạo

ra những con người có đủ đức đủ tài, có văn hóa, có kỹ năng kỹ xảo nghề nghiệp và

có thái độ ứng xử tốt, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa - xây

dựng nước nhà. Để đạt được mục đích đó thì thế hệ trẻ, đặc biệt là sinh viên phải

luôn chủ động tìm hiểu nghiên cứu và ứng dụng những thành tựu khoa học mới,

cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà.

Là những sinh viên năm cuối, được làm đồ án tốt nghiệp là cơ hội cho chúng em

tìm hiểu thêm về kiến thức thực tế, củng cố những kiến thức đã học, nhóm chúng

em đã được nghiên cứu về đề tài: “ Nghiên cứu, khảo sát và so sánh các luật điều

khiển cho mô hình điều khiển nhiệt độ bằng Matlab và Simulink ”.

Đề tài của chúng em được chia ra thành 4 chương:

–– Chương 1: Giới thiệu chung về lò nhiệt.

–– Chương 2: Điều khiển ổn định nhiệt độ lò nhiệt bằng bộ điều khiển PID.

–– Chương 3: Điều khiển ổn định nhiệt độ lò nhiệt bằng luật điều khiển mờ.

–– Chương 4: Kết luận và kiến nghị.

Nhờ có sự hướng dẫn tận tình của cô giáo ThS. Nguyễn Thị Luyến, cùng các

thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện giúp đỡ để chúng em hoàn thành đồ án

này .Tuy nhiên, do trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót.

Chúng em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô và các bạn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................3

MỤC LỤC................................................................................................................4

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ NHIỆT..................................13

1.1. Cấu tạo lò nhiệt.............................................................................................13

1.1.1. Vỏ lò........................................................................................................13

1.1.2. Lớp lót....................................................................................................14

1.1.3. Dây nung................................................................................................15

1.2. Nguyên ly làm việc của lò nhiệt....................................................................16

1.2.1. Nguyên ly làm việc................................................................................16

1.2.2. Tổn thất nhiệt trong lò.............................................................................17

1.3. Các đặc điểm của lò nhiệt..............................................................................17

1.4. Các yêu cầu cơ bản về lò nhiệt.....................................................................17

1.5. Các phương pháp điều chỉnh lò nhiệt............................................................18

1.5.1. Phương pháp dùng máy biến áp..............................................................18

1.5.2. Phương pháp dùng rơle...........................................................................18

1.5.3. Phương pháp dùng rơle kết hợp với Thysistor........................................18

1.5.4. Phương pháp dùng hai Thysistor mắc song song ngược........................18

1.5.5. Phương pháp dùng triac..........................................................................19

1.6. Nhận dạng đối tượng......................................................................................19

1.6.1. Phương pháp ly thuyết............................................................................19

1.6.2. Phương pháp thực nghiệm chủ động......................................................19

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NHIỆT BẰNG BỘ ĐIỀU

KHIỂN PID...........................................................................................................24

2.1. Luật điều khiển PID.......................................................................................24

2.2. Các phương pháp tổng hợp tham số của bộ PID..........................................27

4

2.2.1. Phương pháp Ziegler – Nichols..............................................................29

2.2.1.1. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ nhất........................................29

2.2.1.2. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai..........................................31

2.2.2. Phương pháp Chien – Hrones – Reswick...............................................32

2.2.3. Phương pháp tổng T của Kuhn...............................................................34

2.2.4. Phương pháp tối ưu độ lớn......................................................................36

2.2.5. Phương pháp tối ưu đối xứng..................................................................41

2.2.6. Phương pháp Halman:............................................................................47

2.2.7. Phương pháp dự báo Smith:...................................................................47

2.2.8. Phương pháp tối ưu theo sai lệch bám....................................................48

2.3. Thiết kế bộ PID kinh điển điều khiển đối tượng lò nhiệt...............................50

2.3.1. Khảo sát đối tượng khi chưa có bộ điều khiển........................................50

2.3.2. Phương pháp Ziegler-Nichols thứ nhất...................................................51

2.3.3. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai..................................................52

2.3.4. Phương pháp Chien – Hrones – Reswick...............................................54

2.3.5. Phương pháp tổng T của Kuhn...............................................................55

2.3.6. Phương pháp Halman..............................................................................56

2.3.7. Phương pháp dự báo Smith.....................................................................57

CHƯƠNG 3. ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NHIỆT BẰNG LUẬT

ĐIỀU KHIỂN MỜ...............................................................................................63

A. TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ..........................................63

3.1. Mở đầu...........................................................................................................63

3.2. Khái niệm về tập mờ.....................................................................................64

3.2.1. Khái niệm cơ bản....................................................................................64

3.2.2. Định nghĩa tập mờ...................................................................................64

3.2.3. Độ cao, miền xác định và miền tin cậy của tập mờ................................65

3.2.4. Biến ngôn ngữ.........................................................................................65

5

3.2.5. Các phép toán trên tập mờ......................................................................67

3.3. Luật hợp thành...............................................................................................67

3.3.1. Mệnh đề hợp thành.................................................................................67

3.3.2 Luật hợp thành mờ..................................................................................68

3.3.3. Thuật toán thực hiện luật hợp thành cho hệ SISO..................................69

3.3.4. Thuật toán thực hiện luật hợp thành cho hệ MISO.................................70

3.3.5. Thuật toán xác định luật hợp thành kép max- Min, max- PROD...........71

3.3.6. Thuật toán xác định luật hợp thành sum - MIN và sum-PROD.............72

3.4. Các phương pháp giải mờ (rõ hoá)................................................................73

3.4.1. Phương pháp cực đại...............................................................................73

3.4.2. Phương pháp điểm trọng tâm..................................................................76

3.5. Các khâu điều khiển mờ.................................................................................77

3.6. Nguyên ly điều khiển và phương pháp tổng hợp bộ điều khiển mờ..............78

3.6.1. Nguyên ly và cấu trúc của một hệ thống điều khiển...............................78

3.6.2. Trình tự thiết kế bộ điều khiển mờ..........................................................80

3.7. Phân loại các bộ điều khiển mờ.....................................................................80

B. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ CHO ĐỐI TƯỢNG LÒ NHIỆT.......................................................................................................81

3.8. Cơ sở lí thuyết................................................................................................81

3.8.1. Sơ đồ điều khiển và mô hình toán học của bộ PID mờ...........................81

3.8.2. Luật chỉnh định PID................................................................................82

3.9. Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho đối tượng lò nhiệt.................................82

3.9.1. Miền giá trị vật lí của các biến ngôn ngữ................................................82

3.9.2. Các biến ngôn ngữ..................................................................................83

3.9.3. Luật hợp thành........................................................................................84

6

C. THIẾT KẾ BỘ PI MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG........................107

3.10. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ.....................................................................107

3.10.1. Xác định thông số của bộ điều khiển bằng phương pháp tối ưu độ lớn.........................................................................................................................107

3.10.2. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ với Kr = const, thay đổi Ti...................107

3.10.3. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ giữ nguyên Ti=const, thay đổi Kr........118

D. ƯU ĐIỂM CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ...........................................128

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................132

4.1. Các kết quả đã thực hiện được trong đề tài..................................................132

4.2. Hướng phát triển của đề tài..........................................................................132

4.3. Kiến nghị......................................................................................................133

7

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Mặt cắt ngang của lò nhiệt ...........................................................13

Hình 1.2. Nguyên ly hoạt động............................................................................

của lò nhiệt............................................................................................................16

Hình 1.3. Đường đặc tính gần đúng của đối tượng....................................20

Hình 1.4. Giao diện thu thập dữ liệu lò nhiệt .............................................22

Hình 2.1 Sơ đồ khối bộ điều khiển PID........................................................24

Hình 2.2 Sơ đồ khối bộ điều khiển P.............................................................25

Hình 2.3 Sơ đồ khối bộ điều khiển PD..........................................................25

Hình 2.4 Sơ đồ khối bộ điều khiển PI ...........................................................26

Hình 2.5 Sơ đồ khối bộ điều khiển PID........................................................26

Hình 2.6. Sơ đồ nguyên ly điều khiển với bộ điều khiển PID..............27

Hình 2.7 Nhiệm vụ của bộ điều khiển PID..................................................29

Hình 2.8. Xác định tham số của bộ PID theo Ziegler – Nichols thứ nhất

..................................................................................................................................30

Hình 2.9. Xác định hằng số tới hạn...............................................................31

Hình 2.10. Đáp ứng quá độ của đối tượng...................................................32

Hình 2.11. Quan hệ giữa diện tích và tổng hằng số thời gian ...............35

Hình 2.12. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển kín ..........................................36

Hình 2.13. Thiết kế bộ điều khiển PID theo phương pháp tối ưu đối

xứng.........................................................................................................................41

Hình 2.14.Giảm độ quá điều chỉnh bằng bộ tiền xử l y.............................46

Hình 2.15. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển PID theo phương pháp dự

báo Smith...............................................................................................................48

Hình 2.16. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển PID theo phương pháp sai

lệch bám.................................................................................................................48

Hình 2.17. Đáp ứng của đối tượng khi chưa có bộ điều khiển ...............50

Hình 2.18. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID theo Ziegler-Nichols thứ

nhất..........................................................................................................................51

Hình 2.19. Đáp ứng của hệ thống khi tại giá trị K t h................................52

Hình 2.20. Đáp ứng của hệ thống với bộ điều khiển PID.............................

theo Ziegler – Nichols thứ hai .........................................................................53

8

Hình 2.21. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID theo Chien – Hrones –

Reswick..................................................................................................................54

Hình 2.22. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID theo phương pháp tổng T

..................................................................................................................................55

Hình 2.23. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID theo Halman ....................56

Hình 2.24. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID theo dự báo Smith .........57


Reswick khi có nhiễu đầu tác động vào đầu vào........................................59


Reswick khi có nhiễu tác động vào đối tượng............................................60


Reswick khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển.....................................61

Hình 3.1. Miền xác định và miền tin cậy của một tập mờ .......................65

Hình 3.2. Ví dụ minh họa hàm thuộc...........................................................66

Hình 3.3.Bộ điều khiển mờ với quy tắc Max-Min .....................................69

Hình 3.4. Giá tri rõ y’ không phụ thuộc vào đáp ứng vào ...........................

của luật điều khiển quyết định........................................................................74

Hình 3.5. Giá tri rõ y’phụ thuộc vào đáp ứng vào .........................................


Hình 3.6. Giá tri rõ y’ phụ thuộc tuyến tính với đáp ứng vào ....................


Hình 3.7. Giá tri rõ y’ là hoành độ của điểm trọng tâm.........................76

Hình 3.8. Xác định giá trị rõ theo phương pháp điểm trọng tâm khi

miền giá trị của tập mờ không liên thông....................................................77

Hình 3.9. Cấu trúc bên trong của bộ điều khiển mờ.................................77

Hình 3.10. Mạch điều khiển với bộ điều khiển mờ..................................78

Hình 3.11. Sơ đồ điều khiển của bộ PID mờ...............................................81

Hình 3.12. Luật chỉnh định PID......................................................................82

Hình 3.13. Các biến ngôn ngữ vào ra ............................................................84

Hình 3.14. Thiết lập dải ET cho chỉnh định Kp.........................................85

Hình 3.15. Thiết lập dải DET cho chỉnh định Kp......................................86

Hình 3.16. Thiết lập dải Kp..............................................................................86

9

Hình 3.17. Bốn chín luật hợp thành chỉnh định Kp...................................89

Hình 3.18. Đường đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PID mờ ....................

chỉnh định Kp.......................................................................................................89

Hình 3.19. Đường đặc tuyến ra của bộ điều khiển PID mờ.........................

chỉnh định Kp.......................................................................................................90

Hình 3.20. Thiết lập dải ET cho chỉnh định K D..........................................90

Hình 3.21. Thiết lập dải DET cho chỉnh định K D......................................91

Hình 3.22. Thiết lập dải K D..............................................................................91

Hình 3.23. Bốn chín luật hợp thành cho chỉnh định K D...........................94

Hình 3.24. Đường đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PID mờ .................

chỉnh định KD.......................................................................................................94

Hình 3.25. Đường đặc tính đầu ra của bộ điều khiển mờ PID ....................

chỉnh định KD.......................................................................................................95

Hình 3.26. Thiết lập dải ET cho chỉnh định K I...........................................95

Hình 3.27. Thiết lập dải DET cho chỉnh định K I.......................................96

Hình 3.28. Thiết lập dải K I...............................................................................96

Hình 3.29. Bốn chín luật hợp thành cho chỉnh định K I............................99

Hình 3.30. Đặc tính ra của bộ điều khiển mờ PID.........................................

chỉnh định K I........................................................................................................99

Hình 3.31. Đặc tuyến ra của bộ điều khiển mờ PID......................................

chỉnh định K I......................................................................................................100

Hình 3.32. Đáp ứng của hệ thống với bộ điều khiển PID mờ .............101

Hình 3.33. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID Mờ..........................................

khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển....................................................102


khi có nhiễu tác động vào đối tượng..........................................................103


khi có nhiễu tác động vào đầu vào...............................................................104

Hình 3.36. Đáp ứng của hệ thống với bộ PID mờ...........................................

khi không xác định chính xác đối tượng....................................................106

Hình 3.37. Sơ đồ khối bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti ..................107

Hình 3.38. Thiết lập dải ET cho bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti .108

10

Hình 3.39. Thiết lập dải DET cho bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti

................................................................................................................................108

Hình 3.40. Thiết lập dải T i cho bộ điều khiển PI mờ chỉnh định T i. . .109

Hình 3.41. Bốn chín luật hợp thành chỉnh định Ti ..................................112

Hình 3.42. Đường đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PI mờ .......................

chỉnh định Ti......................................................................................................112

Hình 3.43. Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PI mờ..................................

chỉnh định Ti......................................................................................................113

Hình 3.44. Tín hiệu ra của hệ thống với bộ điều khiển ................................

PI mờ chỉnh định Ti.........................................................................................114

Hình 3.45. Đáp ứng của hệ thống với bộ PI mờ chỉnh định Ti ...................

khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển....................................................115

Hình 3.46. Đáp ứng của hệ thống với bộ PI mờ chỉnh định Ti ...................

khi có nhiễu tác động vào đối tượng...........................................................116

Hình3.47. Đáp ứng của hệ thống với bộ PI mờ chỉnh định Ti ....................

khi có nhiễu tác động vào đầu vào...............................................................117

Hình 3.48. Sơ đồ khối bộ mờ chỉnh định K R............................................118

Hình 3.49. Thiết lập dải ET cho chỉnh định K R.......................................118

Hình 3.50. Thiết lập dải DET cho chỉnh định K R....................................119

Hình 3.51. Thiết lập dải Kr cho bộ điều khiển PI mờ chỉnh định K R 119

Hình 3.52. Bốn chín luật hợp thành của bộ điều khiển PI mờ chỉnh

định KR.................................................................................................................122

Hình 3.53. Đường đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PI mờ .......................

chỉnh định KR.....................................................................................................123

Hình 3.54. Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PI mờ................................

chỉnh định KR.....................................................................................................123

Hình 3.55. Tín hiệu ra của hệ thống với bộ điều khiển PI mờ ..................

chỉnh định KR.....................................................................................................124

Hình 3.56. Tín hiệu ra của hệ thống với bộ điều khiển PI mờ .................

chỉnh định KR khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển.......................125

Hình 3.57. Tín hiệu ra của hệ thống với bộ điều khiển PI mờ ..................

chỉnh định KR khi có nhiễu tác động vào đầu vào...................................126

11

Hình 3.58. Tín hiệu ra của hệ thống với bộ điều khiển PI mờ chỉnh

định KR khi có nhiễu do đối tượng...............................................................127

12

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ NHIỆT

1.1. Câu tao lo nhiệt.

Thông thường lò nhiệt cấu tạo bởi ba phần chính là: Vỏ lò, lớp lót, dây nung.

Hình 1.1. Mặt cắt ngang của lò nhiệt

1: Lớp lót.

2: Vật nung (không thuộc cấu tạo lò ).

3: Dây nung.

4: Vỏ lò.

1.1.1. Vỏ lo

Vỏ lò là một khung cứng, vững, chủ yếu để chịu trọng tải trong quá trình làm

việc của lò. Mặt khác, cũng là để giữ lớp cách nhiệt và đảm bảo sự kín hoàn toàn

hay tương đối của lò sấy.

+ Đối với các lò nung làm việc với khí bảo vệ, sự cần thiết của vỏ lò là phải hoàn

toàn kín. Đối với lò bình thường, sự kín của vỏ lò là để giảm tổn thất nhiệt và tránh

được sự lùa của không khí vào lò.

+ Khung vỏ lò thường cứng, chắc, đủ để chịu được trọng tải của lớp lót, tải lò và

các chi tiết cơ khí gắn trên vỏ lò.

Vỏ lò sấy có hai dạng cơ bản: Dạng chữ nhật và dạng hình tròn.

+ Vỏ lò chữ nhật thường dùng trong các buồng lò băng tải, lò liên tục, lò đáy bước

và lò đáy rung...

13

Vỏ lò tròn được dùng trong các lò giếng và lò chụp. Vỏ lò tròn chịu được tác

dụng bên trong tốt hơn vỏ lò hình chữ nhật cùng một lượng thép làm vỏ lò. Khi làm

vỏ lò tròn người ta thường chọn độ dầy tương ứng của tấm thép so với đường kính

vỏ lò như sau:

Đường kính Độ dày tấm thép

1000-2000mm 3-6mm

2500-4000mm 8-12mm

4500-6500mm 14-20mm

+ Khi cần độ vững chắc cho vỏ lò, người ta thường dùng vòng đệm tăng cường. Với

vỏ lò chữ nhật thì vòng đệm là chữ U hay chữ L, còn vòng đệm tròn thì dùng đai.

+ Phương pháp gia công vỏ lò thường là hàn hay tán đinh …

1.1.2. Lớp lót

Lớp lót các lò sấy thường gồm hai phần: Phần vật liệu chịu lửa và phần cách

nhiệt:

Phần vật liệu chịu lửa có thể xây dựng trên gạch tiêu chuẩn, gạch hình và gạch

đặc biệt, tuỳ theo hình dạng và kích thước đã cho của buồng lò, cũng có khi người

ta dầm bằng các loại chịu lửa gọi là khối dầm. Khối dầm có thể tiến hành ngay

trong lò hay ngoài nhờ các khuôn. Phần vật liệu chịu lửa phải đạt các yêu cầu sau :

- Chịu được nhiệt độ cực đại của lò nhiệt.

- Có độ bền nhiệt đủ lớn khi làm việc.

- Có độ bền cơ học khi xếp vật nung và đặt thiết bị vận chuyển trong các điều kiện

làm việc đặc biệt.

- Đảm bảo khả năng gắn dây cung bền và chắc chắn.

- Có đủ độ bền hoá học; khi làm việc chịu được tác dụng của khí quyển và vật

nung.

- Đảm bảo khả năng tổn thất nhiệt cực tiểu. Điều này đặc biệt quan trọng trong lò

làm việc có chu kì.

14

Phần cách nhiệt thường nằm giữa vỏ lò và vật liệu chịu lửa. Nhiệm vụ chủ yếu

của phần này là giảm tổn thất nhiệt. Riêng phần cách nhiệt ở đáy còn yêu cầu độ

bền cơ học nhất định. Các yêu cầu cơ bản đối với phần cách nhiệt là :

Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu.

Khả năng tích nhiệt cực tiểu.

Ổn định về tính chất vật lí trong điều kiện làm việc xác định.

Phần cách nhiệt có thể xây bằng gạch chịu lửa hay điền đầy bằng xỉ, bông, bột

amiang ....

1.1.3. Dây nung

Theo đặc tính của lò sấy mà chia thành hai loại dây nung là kim loại và phi kim

loại. Dây nung có thể có hình tròn và hình băng.

Dây nung là bộ phận phát nhiệt của lò, làm việc ở điều kiện khắc nghiệt, đòi hỏi

phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Chịu được nhiệt độ cao (ít bị oxi hoá ở điều kiện nhiệt độ cao).

- Sức bền cơ học cao (không bị biến dạng ở nhiệt độ cao).

- Điện trở suất lớn.

- Hệ số nhiệt điện trở phải nhỏ để khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở của dây vẫn ổn

định.

- Các tính chất dẫn điện phải ổn định hay ít thay đổi.

- Các kích thước phải ít thay đổi khi sử dụng.

- Dễ gia công, dễ hàn, ép khuôn.

- Dây nung kim loại là hợp kim Crôm - nhôm hay Crôm - Niken. Thường chế tạo

loại tròn hoặc loại băng.

- Dây nung phi kim loại: Phổ biến là cácbon – silic (SiC) hay disilic-molipden

(MoSi2), graphit và than …

- Dây nung có thể bố trí trên nóc và dưới đáy lò sấy, trên thực tế có thể có nhiều

cách bố trí dây nung khác nhau, tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật của từng loại lò sấy.

15

1.2. Nguyên ly làm việc cua lo nhiệt

1.2.1. Nguyên ly làm việc

Là dựa trên cơ sở khi có dòng điện

đi qua một dây dẫn hoặc vật dẫn, thì ở

đó sẽ toả ra một lượng nhiệt theo định

luật Junlenxơ:

Q=I2.R.t

Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động

của lò nhiệt

Trong đó : Q: Nhiệt lượng tính bằng Jun (J)

I : Cường độ dòng điện Ampe (A)

R : Điện trở ôm ( )

t : Thời gian giây (s)

Như vậy R có thể đóng các vai trò sau:

Vật nung: Trường hợp này gọi là nung trực tiếp, ít gặp trong công nghiệp, thường

chỉ dùng khi mà vật nung công suất dạng đơn giản như thiết diện chữ nhật hoặc

tròn.

Dây nung: Khi dây nung được đốt nóng, nó sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức

xạ, đối lưu dẫn nhiệt hay phức tạp hơn, gọi là nung gián tiếp. Trường hợp này

thường gặp nhiều trong thực tế công nghiệp cho nên nói tới lò nhiệt không thể

không đề cập tới vật liệu làm dây nung, bộ phận phát nhiệt của lò.

16

1.2.2. Tổn thât nhiệt trong lo

Tổn hao nhiệt trong lò là do các nguyên nhân sau đây :

- Do trao đổi nhiệt đối lưu của không khí trong và ngoài lò khi lò không kín.

- Do trao đổi nhiệt bức xạ của vỏ lò với môi trường xung quanh.

- Do tổn hao nhiệt khi mở cửa lò sấy, khi thay đổi vật nung trong lò.

Chính các sự tổn hao này làm cho nhiệt độ trong lò không được ổn định, việc ổn

định nhiệt độ lò về bản chất chính là điều chỉnh công suất cung cấp nhiệt cho lò. Lò

sấy của đồ án này hoạt động ở nhiệt độ 0 - 1000C tức là ở nhiệt độ trung bình, do đó

trao đổi nhiệt trong lò chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu.

1.3. Các đặc điểm cua lo nhiệt.

- Tạo được nhiệt độ cao.

- Đảm bảo tốc độ nung lớn.

- Nhiệt độ ổn định, dễ điều chỉnh tốc độ và nhiệt độ.

- Kết cấu kín.

- Có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.

- Vệ sinh, gọn nhẹ.

- Thích hợp khi sử dụng trong nhiều yêu cầu khác nhau.

1.4. Các yêu cầu cơ bản về lo nhiệt.

- Hợp lí về mặt công nghệ: Cấu tạo của lò nhiệt không những phù hợp với quá

trình công nghệ yêu cầu mà còn phải tính đến khả năng sử dụng nó với các quy

trình công nghệ khác nếu không làm tăng độ phức tạp trong thiết kế và giá cả không

quá cao hơn.

- Hiệu quả về kĩ thuật: Là hiệu suất cực đại của kết cấu khi nó có các thông số

khác xác định như kích thước, công suất, trọng lượng.

- Chắc chắn, tin cậy khi làm việc.

- Tiện lợi khi sử dụng.

- Rẻ và đơn giản khi chế tạo.

- Hình dáng nhỏ gọn, đẹp.

17

1.5. Các phương pháp điều chinh lo nhiệt

1.5.1. Phương pháp dùng máy biến áp

Đây là phương pháp điều chỉnh điện áp theo cấp, nó đòi hỏi biến áp phải có

công suất lớn. Phương pháp dùng máy biến áp để thay đổi mức điện áp cung cấp

cho lò. Đây là phương pháp thô sơ, ít dùng trong hệ thống điều khiển tự động.

1.5.2. Phương pháp dùng rơle

Phương pháp này có đặc điểm là khống chế mức nhiệt độ, mức điện áp khác

nhau. Nhưng do rơle chỉ có tác dụng điều khiển ở một số thời điểm nhất định nên

điều chỉnh mang tính chất không liên tục. Mặt khác, quá trình điều khiển luôn bị

dao động, phụ thuộc vào các thời điểm đặt khác nhau, vì thế độ chính xác điều

chỉnh không cao, rơle phải đóng ngắt nhiều lần nên độ tin cậy kém. Tuy nhiên

phương pháp này có ưu điểm: Đơn giản, dễ nối, phù hợp với yêu cầu công nghệ, đòi

hỏi độ chính xác không cao.

1.5.3. Phương pháp dùng rơle kết hợp với Thysistor

Khi sử dụng phương pháp này thì khả năng điều chỉnh với các phạm vi khác

nhau là tương đối tốt. Tuy nhiên phương pháp này không thực hiện được bởi vì khi

tiếp điểm của rơle đóng, ta luôn có cả chu kỳ cung cấp cho tải nhưng khi mở nguồn

thì cung cấp phía Thysistor bị ngắt, do đó việc cung cấp cho lò chỉ hoàn toàn do

Thysistor và như vậy công suất đưa vào cho lò sấy chỉ điều khiển được 1/2 chu kỳ.

1.5.4. Phương pháp dùng hai Thysistor mắc song song ngược

Khi có xung điều khiển thì hai Thysistor sẽ lần lượt mở cho dòng đi qua. Ta có

thể điều khiển cho Thysistor liên tục chuyển từ đóng sang mở tương ứng với công

suất của lò thay đổi từ giá trị Min - Max.

Phương pháp này cho phép điều chỉnh trong pham vi rộng, đáp ứng yêu cầu điều

khiển, độ chính xác điều khiển tương đối cao, độ nhạy và điều chỉnh tương đối lớn,

có khả năng điều chỉnh tương đối liên tục và đều đặn.

18

1.5.5. Phương pháp dùng triac

Triac có chức năng giống hai Thysistor mắc song song ngược chiều, vì vậy để

đơn giản mạch điều khiển công suất ta có thể dùng Triac thay cho hai Thysistor

mắc song song ngược.

Qua các phương pháp điều khiển lò nhiệt ta thấy phương pháp sử dụng Triac là

phù hợp nhất với đề tài đã được giao vì Triac có thể điều khiển liên tục, mạch điều

khiển đơn giản hơn.

1.6. Nhận dang đối tượng

1.6.1. Phương pháp ly thuyết

Phương pháp ly thuyết là phương pháp thiết lập mô hình dựa trên các định

luật có săn về quan hệ vật ly bên trong và quan hệ giao tiếp với môi trường bên

ngoài của đối tượng, các quy luật này được miêu tả theo quy luật ly – hóa, quy luật

cân bằng… dưới dạng những phương trình toán học.

Trong thực tế, người thiết kế thường nhận dạng đối tượng bằng phương pháp

thực nghiệm. Đối với lò sấy thì có thể dùng hai phương pháp để nhận dạng đối

tượng này là phương pháp thực nghiệm và phương pháp ly thuyết. Nhưng khi sử

dụng phương pháp ly thuyết để xác định hàm truyền của đối tượng thì gặp rất nhiều

khó khăn trong việc tổng hợp các khâu động học, và hàm truyền của đối tượng

thường không chính xác do hệ thống thường gồm rất nhiều khâu. Vì vậy, ta sử dụng

phương pháp thực nghiệm sẽ khắc phục được những khó khăn này.

1.6.2. Phương pháp thưc nghiệm chu động

Mô hình thực nghiệm của lò sấy.

Lò sấy khi có tín hiệu điện áp vào là U, thì sẽ có tín hiệu ra là nhiệt độ. Khi

ta đặt giá trị điện áp vào là 100% công suất của lò thì tại thời điểm đó thì nhiệt độ

19

của lò chưa thay đổi ngay, nó phải mất một khoảng thời gian nhất định để biến đổi

năng lượng nhiệt thành năng lượng điện và truyền, thời gian này được gọi là thời

gian trễ và thời gian này tạo nên khâu trễ của lò.

Nhiệt độ trong lò sẽ tăng dần cho đến khi tỉ lệ với điện áp đặt vào thì lúc này

sẽ kết thúc quá trình quá độ. Trong quá trình xác lập thì lượng ra là nhiệt độ, luôn tỉ

lệ với điện áp đặt vào.

Hình 1.3. Đương đặc tinh gân đung của đôi tương

* Tín hiệu vào u(t) = 1(t) là hàm bậc thang đơn vị và theo biến đổi Laplace thì

Tín hiệu ra của quá trình được mô tả bằng phương trình:

Trong đó là thời gian trễ.

Chuyển phương trình sang dạng toán tử Laplace:

Trong trong đó là hàm quá độ của nhiệt độ, được xác định

dựa vào đặc tính gần đúng của đổi tượng. Từ đó có ảnh Laplace.

20

* Vậy tín hiệu ra:

Theo định nghĩa ta có hàm truyền đạt của đối tương:

Vậy đối tượng là khâu quán tính bậc nhất có trễ.

* Cách xác định tham sô cho mô hình

Trong đồ án này chúng em lấy đối tượng là mô hình lò nhiệt mà nhóm hai

bạn Nguyễn Thị Hồng và Trịnh Đình Huy (lớp ĐK3K) đã làm trong đồ án tôt

nghiệp vào tháng 8 năm 2009.

Sau đây chúng em xin trình bày lại cách xác định tham số cho mô hình mà

hai bạn đã làm sử dụng phần mềm LabVIEW.

Ta có - là thời gian trễ của đối tượng.

Dựa trên (hình 1.3) ta có cách xác định tham số mô hình gần đúng như sau:

1. Kẻ đường tiệm cận với y tại t để có y( ), sau đó suy ra k = .

2. Xác định điểm có tung độ bằng (0,632* y( )) của y .

3. Hoành độ của điểm vừa xác định đó chính là tham số T cần tìm.

Bằng phần mềm LabVIEW giao tiếp với máy tính qua card PCI 1710, ta có giao

diện thu thập dữ liệu nhiệt độ từ lò như sau:

21

Hình 1.4. Giao diện thu thập dữ liệu lò nhiệt

Ta có sơ đồ khối thu thập dữ liệu từ lò nhiệt như sau:

Hình 1.5. Sơ đồ khôi thu thập dữ liệu lò nhiệt

Từ đặc tính quá độ của đối tượng thu được ở trên, ta thấy đây là khâu quán

tính bậc nhất có trễ. Từ đây ta đi xác định hàm truyền với mô hình có dạng:

e

Để xác định được hàm truyền của đối tượng khi biết đường đặc tính trên ta

sử dụng phương pháp Ziegler – Nichols thứ nhất:

22

Ta có là khoảng thời gian đầu ra mà h(t) chưa có phản ứng ngay với kích

thích 1(t) tại đầu vào và có giá trị là = 50(s).

K là giá trị giới hạn K = = 90 – 34 = 56.

T là khoảng thời gian cần thiết sau để tiếp tuyến của h(t) tại điểm = 50(s)

đạt được giá trị K. Khi đó T = 410 (s).

Vậy đối tượng lò nhiệt có hàm truyền là:

e

23

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NHIỆT BẰNG BỘ ĐIỀU

KHIỂN PID

Tên gọi PID là chữ viết tắt của ba thành phần cơ bản có trong bộ điều khiển gồm:

Khâu khuếch đại (P), khâu tích phân (I) và khâu vi phân (D). PID là một bộ điều

khiển hoàn hảo gồm ba tính chất sau:

- Phục tùng và thực hiện chính xác nhiệm vụ được giao (khâu tỉ lệ).

- Làm việc có tích lũy kinh nghiệm để thực hiện tốt nhiệm vụ (khâu tích phân).

- Luôn có sáng kiến và phản ứng nhanh nhậy với sự thay đổi tình huống trong quá

trình thực hiện nhiệm vụ (khâu vi phân).

2.1. Luật điều khiển PID

Bộ điều khiển PID gồm ba quy luật điều khiển

Hình 2.1 Sơ đồ khôi bộ điều khiển PID

- Quy luật điều khiển tỷ lệ.

- Quy luật điều khiển tích phân.

- Quy luật điều khiển vi phân.

Từ các quy luật trên thì ta sẽ có các bộ điều khiển sau: Bộ điều khiển P, I, PI,

PD, PID.

24

Quy luật tỷ lệ P

Tín hiệu tác động u(t) tỷ lệ với sai lệch e(t). Hàm truyền: W(s) = K

Hình 2.2 Sơ đồ khôi bộ điều khiển P

Điều khiển kiểu tỷ lệ cho phép nhanh chóng đạt giá trị yêu cầu nhưng thường có

sai lệch. Để giảm sai lệch người ta tăng độ lợi K. Nhưng K tăng dẫn đến độ quá

điều chỉnh max tăng và hệ có thể mất ổn định. Trong thực tế, việc dung hợp exl và

max% nhiều khi khó thỏa mãn, người ta phải lựa chọn kiểu điều khiển khác.

Quy luật điều khiển tỷ lệ - vi phân (PD)

Trong một hệ thống mà độ quá điều chỉnh quá lớn thì người ta thường thêm

khâu điều khiển vi phân. Hệ thống điều khiển PD có sơ đồ như sau:

Hình 2.3 Sơ đồ khôi bộ điều khiển PD

Trong đó tín hiệu tác động: u(t) = Ke(t) +Td .

Hàm truyền: W(s) = K(1+Td.s)

Nếu độ quá điều chỉnh tăng thì e(t) giảm, <0 nên u(t) giảm nhiều không

cho max tăng quá lớn. Vì vậy điều khiển PD làm cho độ giảm chấn của hệ thống

tăng lên, tức là giảm độ quá điều chỉnh nhưng thời gian trễ lại tăng.

25

Quy luật điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI)

Để nâng cao độ chính xác của hệ thống, người ta thêm khâu điều khiển tích phân

Hình 2.4 Sơ đồ khôi bộ điều khiển PI

Trong đó tín hiệu tác động: u(t) = Ke(t) + KI .

Hàm truyền: W(s) = K(1+ )

Khi nào còn sai lệch, thì tín hiệu tác động còn duy trì để làm giảm sai lệch này.

Điều khiển PI làm cho hệ hữu sai thành vô sai. Loại của hệ thống tăng lên nghĩa là

bậc của nó cũng tăng lên do đó độ ổn định của hệ kém đi.

Quy luật điều khiển PID

Luật điều khiển PID là thuật tính toán tín hiệu điều khiển từ sai số giữa tín hiệu

mong muốn và tín hiệu đo được. Tín hiệu là tổng của ba thành phần P (tỷ lệ với sai

số), I (tích phân của sai số) và D (vi phân của sai số):

Hình 2.5 Sơ đồ khôi bộ điều khiển PID

26

Trong đó tín hiệu tác động: u(t) = Ke(t) + Td + Ki .

Hàm truyền: W(s) = Kp(1+Td.S + )

Quy luật PID là quy luật hoàn hảo nhất, độ tác động nhanh hơn cả quy luật P,

nó đáp ứng được hầu hết các yều cầu về chất lượng của các quá trình công nghệ.

2.2. Các phương pháp tổng hợp tham số cua bộ PID

Bộ điều khiển PID được dử dụng khá rộng rãi để điều khiển đối tượng SISO

theo nguyên ly hồi tiếp.

Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý điều khiển với bộ điều khiển PID

Ly do bộ điều khiển PID được sử dụng rộng rãi là tính đơn giản của nó về cả cấu

trúc lẫn nguyên ly làm việc. Bộ PID có nhiệm vụ đưa sai lệch tĩnh e(t) của hệ thống

về không, sao cho quá trình quá độ thỏa mãn yêu cầu cơ bản về chất lượng:

- Nếu sai lệch e(t) càng lớn thì thông qua thành phần up(t), tín hiêu u(t) càng lớn

(vai trò khuếch đại kp)

- Nếu sai lệch e(t) chưa bằng không thì thông qua thành phần u I(t), PID vẫn còn

tạo tín hiệu điều chỉnh (vai trò của tích phân TI)

- Nếu sự thay đổi của sai lêch e(t) càng lớn thì thông qua thành phần uD(t), phản

ứng thích hợp của u(t) sẽ càng nhanh (vai trò của thành phần TD)

27

Bộ điều khiển PID được mô tả bằng mô hình vào- ra:

Trong đó e(t) là tín hiệu đầu vào, u(t) là tín hiệu đầu ra, kp được gọi là hệ số

khuếch đại, TI là hằng số tích phân, TD là hằng số vi phân.

Từ mô hình vào- ra trên ta có hàm truyền đạt của bộ điều khiển PID:

Chất lượng hệ thống phụ thuộc vào các tham số kp ,TI, TD. Muốn cho hệ thống

có chất lượng như mong muốn thì phải phân tích đối tượng, rồi trên cơ sở đó chọn

các tham số cho phù hợp. Hiện có nhiều phương pháp xác định tham số kp ,TI, TD

cho bộ điều khiển PID, song tiện ích hơn cả trong ứng dụng đó vẫn là:

- 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.

- Phương pháp tối ưu theo sai lệch bám.

- Phương pháp Hamal.

- Phương pháp dự báo Smith.

28

2.2.1. Phương pháp Ziegler – Nichols

2.2.1.1. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ nhất

Trong phương pháp thứ nhất, sử dụng mô hình xấp xỉ quán tính bậc nhất có

trễ của đối tượng điều khiển

(2.1)

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 (2.1), để hệ kín nhanh chóng trở về chế dộ xác lập và độ quá điều chỉnh

không vượt quá giới hạn cho phép (khoảng 40% so với ), tức là có

Hình 2.7 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 quán tính) của mô hình xấp xỉ (2.1) có thể xác định gần đúng từ đồ thị hàm quá

độ h(t) của đối tượng. Nếu đối tượng có hàm quá độ như dạng (hình a) mô tả thì

hàm h(t) đó ta đọc được ngay:

1. L là khoảng thời gian đầu ra chưa có phản hồi ngay với kích thích 1(t) tại đầu vào

2. K là giá trị giới hạn

3. Gọi A là khoảng thời gian trễ tức là điểm trên trục hoành có hoành độ bằng L, khi

đó T là khoảng thời gian cần thiết để tiếp tuyến của h(t) tại A đạt được giá trị k.

Trường hợp hàm quá độ không có dạng ly tưởng, có dạng (hình b) thì ba tham

số K, T, L của mô hình toán học (2.1) được xác định như sau:

29

K là giá trị giới hạn

Kẻ tiếp tuyến của h(t) tại điểm uốn của nó. Khi đó L 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 tới giá trị k.

Hình a Hình b

Hình 2.8. Xác định tham sô của bộ PID theo Ziegler – Nichols thứ nhất

Như vậy ta có thể thấy là điều kiện để áp dụng được phương pháp xấp xỉ mô

hình bậc nhất có trễ của đối tượng là phải ổn định, không có dao động và ít nhất

hàm quá độ của nó phải có dạng hình chữ S.

Sau khi đã có các tham số cho mô hình toán học (xấp xỉ (2.1)) của đối tượng,

Ziegler – Nichols đã đề nghị sử dụng các tham số kP, TI, TD cho bộ điều khiển như

sau:

* Nếu sử dụng cho bộ điều khiển khuếch đại thì chọn:

* Nếu sử dụng bộ PI với thì chọn: và

* Nếu sử dụng bộ PID với thì chọn: , ,

30

2.2.1.2. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai

Phương pháp này có đặc điểm là không sử dụng mô hình toán học, ngay cả mô

hình xấp xỉ gần đúng (2.1)

Hình 2.9. Xác định hằng sô tới hạn

Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai này có nội dung như sau:

1. Thay đổi bộ điều khiển PID trong hệ kín (hình vẽ) bằng bộ khuếch đại, sau đó

tăng hệ số khuếch đại lên tới giá trị k th để hệ kín ở chế độ biên giới ổn định, tức là

h(t) có dạng dao động điều hòa. Xác định chu kì Tth của dao động.

2. Xác định tham số của bộ điều khiển như sau:

a) Nếu sử dụng thì chọn:

b) Nếu sử dụng thì chọn: và

c) Nếu sử dụng bộ PID với thì chọn:

và

Phương pháp này có nhược điểm là chỉ có thể áp dụng cho những đối tượng

có chế độ biên giới ổn định khi hiệu chỉnh hằng số khuếch đại trong hệ kín.

31

2.2.2. Phương pháp Chien – Hrones – Reswick

Về nguyên ly, phương pháp này gần giống phương pháp Ziegler – Nichols, song

nó không sử dụng mô hình tham số (2.1) gần đúng dạng quán tính bậc nhất có trễ

cho đối tượng, mà thay vào đó là trực tiếp dạng hàm quá độ của nó.

Phương pháp này cũng có giả thiết rằng đối tượng là ổn định, hàm quá độ h(t)

không dao động và có dạng hình chữ S như hình b, tức là luôn có đạo hàm không

âm:

Hình 2.10. Đáp ứng quá độ của đôi tương

Tuy nhiên, phương pháp này thích ứng với những đối tượng bậc cao như quán

tính bậc n: và có đáp ứng quá độ thỏa mãn

Trong đó, a là hoành độ giao điểm của h(t) tại điểm uốn U với trục thời gian và

b là khoảng thời gian cần thiết để tiếp tuyến đó đi từ 0 đến giá trị xác lập

Từ dạng của đồ thị h(t) đối với các tham số a, b thỏa mãn, Chien – Hrones –

Reswick đã đưa ra bốn cách để xác đinh các tham số của bộ điều khiển cho bốn yêu

cầu chất lượng:

32

1. Yêu cầu tôi ưu theo nhiễu (giảm ảnh hưởng nhiễu) và hệ kín không có độ quá

điều chỉnh:

a) Bộ điều khiển P: Chọn

b) Bộ điều khiển PI: Chọn và TI = 4a

c) Bộ điều khiển PID: Chọn , ,

2. Yêu cầu tôi ưu theo nhiễu (giảm ảnh hưởng nhiễu) và hệ kín có độ quá điều

chỉnh không vượt quá 20% so với


b) Bộ điều khiển PI: Chọn và


3. Yêu cầu tôi ưu theo tín hiệu đặt trước (giảm sai lệch bám) và hệ thông không

có độ quá điều chỉnh :




33

4. Yêu cầu tôi ưu theo tín hiệu đặt trước (giảm sai lệch bám) và hệ thông có độ

quá điều chỉnh không vượt quá 20% so với :




2.2.3. Phương pháp tổng T cua Kuhn

Trước khi nghiên cứu phương pháp tổng T của Kuhn ta xét định ly về điều

kiện tồn tại độ quá điều chỉnh:

Định ly 2.1: Xét hệ pha ổn định SISO có hàm truyền đạt (2.1) và k > 0. Nếu tất cả

các điểm không qk (k = 1,…,m) và điểm cực pi (i = 1,…,n) đều là những số thực âm

thì không mất tính tổng quát, ta có thể có giả thiết:

và (2.2)

Khi đó ta có:

a) Nếu đồng thời tất cả m bất đẳng thức sau được thỏa mãn:

(2.3)

Thì hàm quá độ h(t) của hệ đơn điệu tăng, nói cách khác, hệ không có độ quá

điều chỉnh.

b) Nếu có 1 bất đẳng thức trong số m bất đẳng thức (2.3) không được thỏa mãn thì

hàm quá độ của hệ sẽ có đúng 1 điểm cực trị và do đó hệ có độ quá điều chỉnh.

Phương pháp tổng T của Kuhn cho đối tượng có hàm truyền đạt:

(m<n) (2.4)

Giả thiết hàm quá độ h(t) của nó có dạng hình chữ S, vậy thì (2.4) thỏa mãn định

ly 2.1, tức là các hằng số thời gian ở tử số phải được giả thiết là nó nhỏ hơn hằng

34

số thời gian tương ứng với nó ở mẫu số . Nói cách khác, nếu như đã có sự sắp

xếp: và

Thì cũng phải có: , …..,

Hình 2.11. Quan hệ giữa diện tich và tổng hằng sô thơi gian

Gọi A là diện tích bao bởi đường cong h(t) và

Định ly 2.2: Giữa diện tích A và các hằng số thời gian , ,T có mối quan hệ:

Định ly 2.2 chỉ ra rằng có thể dễ dàng được xác định từ hàm quá độ h(t) dạng

hình chữ S và đi từ 0 của đối tượng là ổn định, không dao động, bằng cách ước

lượng diện tích A, rồi tính:

và (2.5)

Trên cơ sở hai giá trị k, đã có của đối tượng, Kuhn đề ra phương pháp tổng T

xác định các tham số của bộ điều khiển PID sao cho hồi tiếp có quá trình quá độ

ngắn hơn và độ quá độ điều chỉnh không vượt quá 25%.

35

Phương pháp này gồm 2 bước như sau:

1) Xác định k, , có thể từ hàm truyền đạt S(s) cho (2.4) nhờ đinh ly 2.2 và công

thức 2.5, hoặc bằng thực nghiệm từ hàm quá độ h(t) đi từ 0 và có dạng hình chữ

S của đối tượng theo (2.5)

2) Xác định tham số:

* Nếu sử dụng bộ điều khiển PI: Chọn và

* Nếu sử dụng bộ điều khiển PID: Chọn , và

2.2.4. Phương pháp tối ưu độ lớn

Một trong những yêu cầu về chất lượng đối với hệ thống điều khiển kín mô tả

bởi hàm truyền đạt G(s):

Hình 2.12. Sơ đồ khôi hệ thông điều khiển kin

Là hệ thống luôn có được đáp ứng y(t) giống như tín hiệu nhận được ở đầu vào

tại mọi tần số, hoặc ít ra thời gian quá độ để y(t) bám được vào càng gần

càng tốt. Nói cách khác, bộ điều khiển ly tưởng R(s) cần phải mang đến cho hệ

thống khả năng:

với mọi (2.6)

Nhưng trong thực tế, vì nhiều ly do mà yêu cầu thỏa mãn 2.6 khó được đáp

ứng. Chẳng hạn như vì hệ thống thực tế luôn chứa trong nó bản chất quán tính, tính

cưỡng lại lệnh tác động từ bên ngoài. Song “tính xấu” đó của hệ thống lại được

giảm bớt một cách tự nhiên ở chế độ làm việc có tần số lớn, nên người ta thường đã

36

thỏa mãn với bộ điều khiển R(s) khi nó mang lại cho hệ thống tính chất (2.6) trong

một dải tần số rộng thuộc lân cận 0.

Bộ điều khiển R(s) thỏa mãn: trong dải tần số thấp, có độ rộng lớn

được gọi là bộ điều khiển tối ưu độ lớn.

Phương pháp tối ưu độ lớn được xây dựng chủ yếu chỉ phục vụ việc chọn tham

số bộ diều khiển PID để điều khiển các đối tượng S(s) có hàm truyền đạt dạng:

+ Quán tính bậc nhất:

+ Quán tính bậc hai:

+ Quán tính bậc ba:

Tuy nhiên, với những đối tượng có hàm truyền đạt phức tạp hơn, chẳng hạn như

(2.4) ta vẫn có thể sử dụng được các tham số PID theo tối ưu độ lớn bằng cách xấp

xỉ chúng về một trong ba dạng cơ bản trên nhờ phương pháp tổng T của Kuhn hoặc

phương pháp tổng các hằng số thời gian nhỏ sẽ được trình bày dưới đây.

1) Điều khiển đôi tượng quán tính bậc nhất:

Bộ điều khiển là khâu tích phân: (2.8)

Đối tượng là khâu quán tính bậc nhất: (2.9)

Như vậy sẽ có:

* Hàm truyền đạt hệ kín: với

* Hàm truyền đạt hệ hở: (2.10)

Suy ra

37

Và để điều kiện (2.7) được thỏa mãn trong một dải tần số thấp có độ rộng lớn,

tất nhiên người ta có thể chọn TR sao cho:

Khi đó, hệ kín có hàm truyền đạt:

với

Định ly 2.3: Nếu đối tượng điều khiển là khâu quán tính bậc nhất (2.9) thì bộ điều

khiển tích phân (2.8) với tham số sẽ là bộ điều khiển tối ưu độ lớn

Tiếp theo ta bàn về trường hợp đối tượng S(s) có dạng:

(2.11)

Ta chuyển mô hình này về dạng xấp xỉ quán tính bậc nhất (2.9)

Phương pháp sau đây là phương pháp tổng các hằng số thời gian nhỏ. Nó được

sử dụng chủ yếu cho các hàm truyền S(s) kiểu (2.11) có T1,…,Tn rất nhỏ

Sử dụng công thức khai triển Vieta cho đa thức mẫu số trong (2.11) được:

Do đó, ở những điểm tần số thấp tức là khi s nhỏ ta có thể bỏ qua những thành

phần bậc cao của s và thu được công thức xấp xỉ (2.9) có:

Định ly 2.4: Nếu đối tượng điều khiển (2.11) có các hằng số thời gian có T1,…,Tn

rất nhỏ thì bộ điều khiển tích phân (2.8) với tham số sẽ là bộ điều

khiển tối ưu độ lớn.

38

2) Điều khiển đôi tượng quán tính bậc hai:

Xét bài toán chọn tham số bộ điều khiển PID cho đối tượng quán tính bậc hai:

(2.12)

Khi đó để hàm truyền đạt hệ hở Gh(s) lại có dạng (2.12) và do đó sẽ sử dụng định

ly 2.2. Ta chọn bộ điều khiển PI thay vì bộ điều khiển I như đã làm với đối tượng

quán tính bậc nhất:

(2.13) với

Với cách chọn tham số TI này, hàm truyền đạt của hệ hở (2.12) trở thành:

Và nó hoàn toàn giống như (2.10) tức là lại có được tham số TR theo định ly 2.2

Định ly 2.5: Nếu đối tượng điều khiển là khâu quấn tính bậc hai (2.12) thì bộ điều

khiển PI với các tham số TI = T1, sẽ là bộ điều khiển tối ưu độ lớn.

Mở rộng ra, nếu đối tượng không phải là khâu quán tính bâc hai mà lại là hàm có

dạng (2.11) với các hằng số thời gian T2, …,Tn là rất nhỏ so với T1 thì nó có thể xấp

xỉ bằng:

trong đó

Nhờ phương pháp tổng các hằng số thời gian nhỏ ta còn có:

39

Định ly 2.6: Nếu đối tượng điều khiển (2.11) có một hằng số thời gian T1 lớn vượt

trội và các hằng số thời gian còn lại T2, …,Tn là rất nhỏ, thì bộ điều khiển PI (2.13)

có các tham số TI = T1, sẽ là bộ điều khiển tối ưu độ lớn.

3) Điều khiển đôi tượng quán tính bậc ba

Tương tự như đã làn với đối tượng là khâu quán tính bậc hai, nếu đối tượng là

khâu quán tính bậc ba có hàm truyền đạt:

Ta sẽ sử dụng bộ điều khiển PID

với

Với và

Khi đó hàm truyền đạt hệ hở sẽ trở về dạng (2.10), nếu ta chọn:

và và

Suy ra:

Định ly 2.7: Nếu đối tượng điều khiển là khâu quán tính bậc ba (2.14) thì bộ điều

khiển PID với các tham số , , sẽ là bộ điều khiển

tối ưu độ lớn.

Trong trường hợp đối tượng lại có hàm truyền đạt (2.11) nhưng các hằng số thời

gian T3, …,Tn là rất nhỏ so với hai hằng số còn lại T1, T2 khi sử dụng phương pháp

tổng các hằng số thời gian nhỏ, để xấp xỉ nó về dạng quán tính bậc ba:

trong đó

40

Ta sẽ áp dụng định ly 2.7 với:

, ,

2.2.5. Phương pháp tối ưu đối xứng

Phương pháp chọn các tham số PID theo nguyên tắc tối ưu đối xứng được xem là

một sự bù đắp cho khuyết điểm của phương pháp tối ưu độ lớn (đối tượng S(s) phải

ổn định, hàm quá độ của nó phải đi từ 0 và có dạng chữ S).

Trước tiên ta xét hệ kín như hình vẽ:

Hình 2.13. Thiết kế bộ điều khiển PID theo phương pháp tôi ưu đôi xứng

Gọi là hàm truyền đạt của hệ hở. Khi đó hàm truyền đạt của hệ

kín là:

Để có trong giải tần số thấp thì phải có trong dải tần

nhỏ (2.15)

Biểu đồ Bode mong muốn của hàm Gh(s) gồm . Trong dải tần số

trong biểu đồ Bode được chia làm ba vùng:

+ Vùng I là vùng tần số thấp. Điều kiện 2.15 được thể hiện rõ nét ở vùng này là hàm

đặc tính của hệ hở có biên độ rất lớn hay .

+ Vùng II là vùng có tần số trung bình và cao. Vùng này được đặc trưng bởi tần số

cắt hay . Mong muốn rằng hệ kín không có cấu trúc phức tạp

nên hàm cũng được giả thiết chỉ có một tần số cắt.

41

+ Vùng III là vùng có tần số rất cao. Vùng này mang tính ít, có thể bỏ qua được,

nhưng mang thông tin về chất lượng của hệ thống. Để hệ thống không bị ảnh hưởng

bởi nhiễu tần số rất cao G(s) cần có biên độ rất nhỏ, thì trong vùng này hàm

nên có giá trị tiến đến không.

Có thể thấy ngay được rằng, nếu kí hiệu

, ,

Thì G(s) mong muốn với biểu đồ Bode phải là:

(2.16)

1. Điều khiển đôi tượng tích phân - quán tính bậc nhất

Từ (2.16) ta thấy được, khi đối tượng S(s) có hàm truyền đạt dạng khâu tích phân

quán tính bậc nhất:

thì bộ điều khiển PI

Hệ hở có hàm truyền đạt: (2.17)

Rõ ràng trong vùng I hàm G(s) (2.17) thỏa mãn (2.15). Để ở vùng II thỏa mãn,

biểu đồ Bode của Gh(s) có độ nghiêng -20dB/dec xung quanh điểm tần số cắt thì

phải có:

(2.18)

Và: (2.19 )

Từ mô hình (2.18) của hệ hở ta có góc pha:

(2.20)

42

Nhằm nâng cao độ dự trữ ổn định cho hệ kín, các tham số của bộ điều khiển cần

phải được chọn sao cho tại tần số cắt , góc pha là lớn nhất. Điều này dẫn

đến:

(2.21)

Kết quả (2.21) này nói rằng trong biểu đồ Bode, điểm tần số cắt cần phải nằm

giữa hai điểm và . Đó là ly do tại sao phương pháp này có tên là đối xứng.

Gọi khoảng cách giữa và đo trong trục tọa độ biểu đồ Bode là a, ta có:

Lga = lg - lg a = (2.22)

Vậy sẽ có (2.19 ) nếu a>1

Thay cho trong (2.21) vào (2.19), ta có

(2.23)

Nói cách khác nếu có a>1 và (2.23) thì có (2.20)

Trong vùng II hàm Gh(s) có thể thay gần đúng bằng:

Khi đó hàm truyền đạt của hệ kín:

Với và nếu 4>a>1

Vậy trong vùng II, hàm quá độ hệ kín có dạng dao động tắt dần khi 4>a>1. Theo

đó, độ quá điều chỉnh của hệ kín sẽ là:

(2.24)

43

Công thức (2.24) xác nhận điều khẳng định nghịch biến với a. Ngoài ra,

cũng nói lên rằng chỉ phụ thuộc vào a, do đó được sử dụng để xác định a từ yêu

cầu chất lượng hệ kín .

Tóm lại, nếu đối tượng điều khiển là tích phân quán tính bậc nhất thì bộ điều

khiển tối ưu đối xứng sẽ là bộ PI với các tham số như sau:

+ Xác định a từ độ quá điều chỉnh cần có của hệ kín theo (2.24), hoặc tự chọn

a>1 từ yêu cầu chất lượng đề ra. Giá trị a được chọn càng lớn, độ quá điều chỉnh

càng nhỏ. Nếu a <1 thì hệ kín không ổn định.

+ Tính TI theo (2.22) tức TI = aT1

+ Tính kp theo (2.23) tức là

2. Điều khiển đôi tượng tích phân quán tính bậc hai:

Để điều khiển đối tượng là khâu tích phân quá tính bậc hai:

(2.25)

Ta sử dụng bộ điều khiển PID:

(2.26)

Có các tham số: và , (2.27)

Vì với nó, hệ hở cũng có hàm truyền đạt dạng (2.17) và (2.18)

với (2.28)

Ta có các tham số tối ưu đối xứng của bộ điều khiển PID (2.26)

và

44

Suy ra các tham số của bộ điều khiển PID được chọn như sau:

+ Chọn TA = T1

+ Xác định 4>a>1 từ độ quá điều chỉnh cần có của hệ kín, hoặc chọn a>1 từ yêu

cầu chất lượng đề ra. Giá trị a được chọn càng lớn độ quá điều chỉnh càng nhỏ. Để

hệ kín không có dao động thì chọn . Hệ kín sẽ không ổn định nếu

+ Tính rồi suy ra

3. Giảm độ quá điều chỉnh bằng bộ điều khiển tiền xử lý

Quy tụ chung lại ở phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID tối ưu đối xứng là từ

hàm truyền đạt S(s) của đối tượng, bộ điều khiển R(s) phải được chọn sao cho cùng

với nó, hệ hở của hệ thống có hàm truyền đạt.

+ Nếu đối tượng là khâu tích phân – quán tính bậc nhất thì

p= kp, T = TI, với kp, TI là hai tham số của bộ điều khiển PI

+ Nếu đối tượng là khâu tích phân quán tính bậc hai (2.12) thì: và T = TB

Ở cả hai trường hợp này các tham số của bộ điều khiển tối ưu đối xứng luôn

được chọn để hàm truyền đạt của hệ hở trở thành:

Tham số a được chọn từ yêu cầu chất lượng cần có của hệ kín. Cụ thể là:

+ Hệ kín có dao động khi 4>a>1. Nếu , hệ kín sẽ không có dao động.

+ Hệ kín không ổn định khi

+ Độ quá điều chỉnh của hệ kín và a tỷ lệ nghịch với nhau theo (2.24)

45

+ Khi a được chọn càng lớn, vùng I càng hẹp làm cho miền tấn số mà tại đó chất

lượng của hệ thống được đánh giá theo hàm biên độ, hàm đặc tính tần số của hệ kín.

Ta có hàm truyền đạt hệ kín:

Rõ ràng nguyên nhân làm tăng độ quá điều chỉnh là thành phần vi phân có trong

đa thức tử số của G(s). Nhận xét này đưa đến suy nghĩ là để giảm độ quá điều chỉnh

này, ta nên nối hệ kín với khâu tiền xử ly để loại bỏ thành phần vi

phân này ra khỏi đa thức tử số

Hình 2.14.Giảm độ quá điều chỉnh bằng bộ tiền xử lý

Vấn đề còn lại là xác định a để hệ mới với hàm truyền đạt G(s)=M(s)G(s) có dải

tần số thấp thỏa mãn là rộng nhất, giống như ở phương pháp tối ưu độ

lớn. Để thực hiện điều đó ta đi từ và thấy, để có trong miền tần

số có độ dao động lớn nhất thì a = 4

Cuôi cùng ta đi đến kết luận:

* Nếu đối tượng là khâu tích phân quán tính bậc nhất thì

a) Chọn bộ điều khiển PI với ; T1 = TI

b) Chọn bộ tiền xử ly:

* Nếu đối tượng là khâu tích phân – quán tính bậc hai thì

a) Chọn bộ điều khiển PID với ; ;

b) Chọn bộ tiền xử ly:

46

2.2.6. Phương pháp Halman:

- Với đối tượng điều khiển là khâu quán tính bậc nhất có trễ có dạng:

Thì theo Halman ta sử dụng bộ điều khiển PI có các thông số được tính như sau:

- Với đối tượng là khâu quán tính bậc hai có trễ có dạng:

Thì theo Halman ta sử dụng bộ điều khiển PID có các thông số được tính như

sau:

2.2.7. Phương pháp dư báo Smith:

Trong khi các phương pháp sử dụng bộ PID trực tiếp như trên giới thiệu, hay

thiết kế theo phương pháp tối ưu độ lớn, ta có thể xấp xỉ thành phần trễ bằng khâu

quán tính bậc cao. Thì các phương pháp tối ưu đối xứng hoặc cân bằng mô hình là

không thể được. Nó thường đưa hàm truyền đạt đối tượng có bậc quá cao làm cho

mô hình xấp xỉ có sai lệch góc pha lớn hoặc dẫn đến trường hợp không thích hợp

được bộ điều khiển do vi phạm tính nhân quả.

Để vẫn sử dụng được các phương pháp đã giới thiệu cho những đối tượng có

thành phần trễ , Smith đã đưa ra nguyên tắc dự báo (Smith - predictor) khá đơn

giản song lại có y nghĩa ứng dụng lớn.

Công việc thiết kế bộ điều khiển dự báo Smith cho đối tượng có trễ gồm các

bước như sau:

47

Thiết kế bộ điều khiển R(s) cho riêng phần S(s) của đối tượng theo các phương

pháp đã biết .

Hình 2.15. Sơ đồ khôi hệ thông điều khiển PID theo phương pháp dự báo Smith

Xây dựng bộ điều khiển với cấu trúc như hình vẽ:

2.2.8. Phương pháp tối ưu theo sai lệch bám

Xét hệ SISO làm việc theo nguyên ly hồi tiếp, gồm đối tượng S(s) và bộ điều

khiển PID hoặc PI như hình vẽ.

Bài toán có nhiệm vụ xác định tham số của bộ điều khiển PI gồm kp, TI hoặc kp,

TI, TD sao cho tín hiệu đầu ra y(t) “bám” được vào tín hiệu lệnh một cách tốt

nhất theo nghĩa:

Hình 2.16. Sơ đồ khôi hệ thông điều khiển PID theo phương pháp sai lệch bám

48

Gọi E(s) là ảnh Laplace của e(t), tức là:

Khi đó rõ ràng các tham số bi, ak, (i = 0,1,2…,m; k = 0,1,2,…,n) của E(s) phụ

thuộc vào bộ tham số kp, TI, TD cần xác định của bộ điều khiển.

Sử dụng phương pháp tìm Q theo Krasowaki hoặc theo bảng tra ta đến được

Q2 dưới dạng hàm tường minh:

trong đó

Và bài toán thiết kế bộ điều khiển PID tối ưu trở thành: (*)

Các phương pháp để tìm số nghiệm của (*) chẳng hạn như phương pháp

Gradient, phương pháp Gauss-Sidel, phương pháp Newton-Raphon…

49

2.3. Thiết kế bộ PID kinh điển điều khiển đối tượng lo nhiệt

2.3.1. Khảo sát đối tượng khi chưa có bộ điều khiển

* Hàm truyền đối tượng: G(s) =

* Đáp ứng quá độ của đối tượng khi chưa có bộ điểu khiển:

+ Thiết lập sơ đồ khối trên Simulink:

+ Đáp ứng quá độ của đối tượng khi chưa có bộ điều khiển:

Hình 2.17. Đáp ứng của đôi tương khi chưa có bộ điều khiển

Nhận xét: Hệ thống có: ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 0

● Thời gian quá độ: tqđ =1250s

● Sai lệch tĩnh nhỏ và số lần dao động =0

50

2.3.2. Phương pháp Ziegler-Nichols thứ nhât

* Bộ điều khiển có hàm truyền:

= 0,176 (1+ + 25s)

* Thiết lập sơ đồ khối hệ thống trên Simulink:

* Đáp ứng quá độ của hệ thống khi có bộ điều khiển:

Hình 2.18. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID theo Ziegler-Nichols thứ nhất

Nhận xét: Hệ thống có: ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 17%

● Thời gian quá độ: tqđ = 485s

● Sai lệch tĩnh =0 và số lần dao động =1

51

2.3.3. Phương pháp Ziegler – Nichols thứ hai

* Tăng hệ số K để đáp ứng của đối tượng có dạng dao động điều hòa:

Khi Kth = 0.3212, ta có đáp ứng đầu ra của hệ thống có dạng dao động điều hòa

như sau:

Hình 2.19. Đáp ứng của hệ thông khi tại giá trị Kth

Khi đó : Tth = 200s


= 0.1 (1 + + 24s)

52



Hình 2.20. Đáp ứng của hệ thông với bộ điều khiển PID

theo Ziegler – Nichols thứ hai

Nhận xét: Hệ thống có: ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 32,6%



53

2.3.4. Phương pháp Chien – Hrones – Reswick


= 0.25 (1 + + 21s)



Hình 2.21. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID theo Chien – Hrones – Reswick

Nhận xét: Hệ thống có: ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 14 %



54

2.3.5. Phương pháp tổng T cua Kuhn


= 0.018 (1 + + 77s)



Hình 2.22. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID theo phương pháp tổng T




55

2.3.6. Phương pháp Halman

* Bộ điều khiển có hàn truyền:

R(s)= 0.098 (1+ )


* Đáp ứng quá độ của hệ thống sau khi có bộ điều khiển:

Hình 2.23. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID theo Halman




56

2.3.7. Phương pháp dư báo Smith

* Bộ điều khiển được chọn riêng cho phần S(s) của đối tượng:

R(s)=



Hình 2.24. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID theo dự báo Smith




57

2.3.8. Kết luận

Như vậy sau khi thiết kế, mô phỏng và so sánh các bộ điều khiển PID kinh

điển, chúng em nhận thấy với đối tượng lò nhiệt, bộ điều khiển PID thiết kế theo

Phương pháp Chien – Hrones – Reswick cho chất lượng hệ thống tốt hơn cả. Do

đó, chúng em lựa chọn bộ điều khiển này cho đối tượng.

* Bộ điều khiển được chọn:

= 0.25 (1 + + 21s)

* Đáp ứng quá độ cua hệ thống khi chưa có nhiễu tác động:

Khi đó, hệ thống có: ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 14 %



58

* Khi có nhiễu tác động vào đầu vào: (Công suât nhiễu 0,15)

+ Thiết lập sơ đồ khối hệ thống trên Simulink:

+ Đáp ứng quá độ của hệ thống khi đó:


khi có nhiễu đâu tác động vào đâu vào

Nhận xét: Khi có nhiễu tác động vào đầu vào, thì hệ thống không còn ổn định. Hay

nói cách khác, khi đó, bộ điều khiển này không điều khiển được hệ thống.

59

* Khi có nhiễu tác động vào đối tượng: (Công suât nhiễu 0,021)




khi có nhiễu tác động vào đôi tương

Nhận xét: Khi có nhiễu tác động vào đối tượng thì hệ thống dao động mạnh

xung quanh giá trị ổn định. Hay nói cách khác, bộ điều khiển không còn điều

khiển được hệ thống.

60

* Khi có nhiễu tác động vào bộ điểu khiển: (Công suât nhiễu 0,002)




khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển

* Nhận xét: Khi có nhiễu tác động vào các vị trí khác nhau của hệ thống thì bộ điều

khiển PID kinh điển không điều khiển được hệ thống.

61

► KẾT LUẬN CHƯƠNG 2:

Như vậy trong chương 2, chúng em đã thiết kế được các bộ điều khiển PID

kinh điển theo các phương pháp khác nhau và mô phỏng được đáp ứng quá độ của

hệ thống khi có bộ điều khiển.

Lựa chọn bộ PID kinh điển tốt nhất cho đối tượng: Đó là bộ điều khiển PID

thiết kế theo phương pháp Chien – Hrones – Reswick.

Mô phỏng được đáp ứng quá độ của hệ thống trong trường hợp có nhiễu tác

động vào 3 vị trí: Nhiễu tác động vào đầu vào, nhiễu tác động vào bộ điều khiển, và

nhiễu tác động vào đối tượng. Và chúng em nhận thấy rằng khi có nhiễu tác động

thì các bộ PID kinh điển này không thể điều khiển được đối tượng nữa.

62

CHƯƠNG 3. ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ NHIỆT BẰNG LUẬT

ĐIỀU KHIỂN MỜ

A. TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

3.1. Mở đầu

Điều khiển mờ chiếm một vị trí quan trọng trong điều khiển học kỹ thuật

hiện đại, đến nay điều khiển mờ đã là một phương pháp điều khiển nổi bật bởi tính

linh hoạt và đã thu được những kết quả khả quan trong nghiên cứu, ứng dụng ly

thuyết tập mờ, logic mờ và suy luận mờ. Những y tưởng cơ bản trong hệ điều khiển

logic mờ là tích hợp kiến thức của các chuyên gia trong thao tác vào các bộ điều

khiển, quan hệ giữa các đầu vào và đầu ra của hệ điều khiển logic mờ được thiết lập

thông qua việc lựa chọn các luật điều khiển mờ (như luậtt if- then) trên các biến

ngôn ngữ. Luật điều khiển if- then là cấu trúc dạng điều kiện nếu- thì trong đó có

một số từ được đặc trưng bởi các hàm liên thuộc liên tục. Các luật mờ và các thiết

bị suy luận mờ là những công cụ gắn với việc sử dụng kinh nghiệm chuyên gia

trong việc thiết kế các bộ điều khiển.

So với các giải pháp kỹ thuật từ trước đến nay được áp dụng để tổng hợp các

hệ điều khiển, phương pháp tổng hợp bộ điều khiển bằng điều khiển mờ có những

ưu điểm rõ rệt sau:

- Khối lượng công việc thiết kế giảm đi nhiều do không cần sử dụng mô hình đối

tượng trong việc tổng hợp hệ thống.

- Bộ điều khiển mờ dễ hiểu hơn các bộ điều khiển khác và dễ dàng thay đổi.

- Đối với các bài toán thiết kế có độ phức tạp cao, giải pháp dùng bộ điều khiển mờ

cho phép giảm khối lượng tính toán và giá thành sản phẩm.

- Trong nhiều trường hợp bộ điều khiển mờ làm việc ổn định hơn, bền vững hơn

khả năng chống nhiễu cao hơn.

63

3.2. Khái niệm về tập mờ

3.2.1. Khái niệm cơ bản

Để hiểu rõ khái niệm “MỜ” là gì ta hãy thực hiện phép so sánh sau:

Trong toán học phổ thông ta đã học khá nhiều về tập hợp, ví dụ như các tập số

thực R, tập số nguyên tố P = 2,3,5,...... Những tập hợp như vậy được gọi là tập

hợp kinh điển hay tập rõ, tính “RÕ” ở đây được hiểu là với một tập xác định S chứa

n phần tử thì ứng với phần tử x ta xác định được một giá trị y = S(x).

Giờ ta xét phát biểu thông thường về tốc độ một chiếc xe môtô: Chậm, trung

bình, hơi nhanh, rất nhanh. Phát biểu “CHẬM” ở đây không được chỉ rõ là bao

nhiêu km/h, như vậy từ “CHẬM” có miền giá trị là một khoảng nào đó, ví dụ 5 km/

h – 20km/h chẳng hạn. Tập L = chậm, trung bình, hơi nhanh, rất nhanh như vậy

được gọi là một tập các biến ngôn ngữ. Với mỗi thành phần ngôn ngữ xk của phát

biểu trên nếu nó nhận được một khả năng μ(xk) thì tập F gồm các cặp (x, μ(xk))

được gọi là tập mờ.

3.2.2. Định nghĩa tập mờ

Tập mờ F xác định trên tập kinh điển X là một tập mà mỗi phần tử của nó là một

cặp các giá trị (x, F(x)) trong đó xX và F là ánh xạ:

F:X0;1 (3.4)

Ánh xạ F được gọi là hàm thuộc (hoặc hàm phụ thuộc) của tập mờ F. Tập kinh

điển X được gọi là nền của tập mờ F.

Sử dụng các hàm phụ thuộc để tính độ phụ thuộc của một phần tử x nào đó có

hai cách:

- Tính trực tiếp (nếu F(x) cho trước dưới dạng công thức tường minh )

- Tra bảng (nếu F(x) cho dưới dạng bảng).

64

3.2.3. Độ cao, miền xác định và miền tin cậy cua tập mờ

* Độ cao của một tập mờ F (định nghĩa trên cơ sở X) là giá trị :

h =supF(x) (3.5)

xX

Một tập mờ có ít nhất một phần tử có độ phụ thuộc bằng 1 được gọi là tập mờ

chính tắc tức là h =1, ngược lại một tập mờ F với h<1 được gọi là tập mờ không

chính tắc .

* Miền xác định của tập mờ F (được định nghĩa trên nền X), được ky hiệu bởi S là

tập con của M thoả mãn:

S = supp F(x) = xX F(x) >0 (3.6)

* Miền tin cậy của tập mờ F (định nghĩa trên cơ sở X), được ky hiệu bởi T, là tập

con của M thoả mãn:

T= xXF(x) =1 (3.7)

Hình 3.1 là một ví dụ về miền xác định và miền tin cậy của tập mờ

Hình 3.1. Miền xác định và miền tin cậy của một tập mơ

3.2.4. Biến ngôn ngữ

Biến ngôn ngữ là phần tử chủ đạo trong các hệ thống dùng logic mờ. Ở đây

các thành phần ngôn ngữ của cùng một ngữ cần được kết hợp lại với nhau.

Để minh họa về hàm thuộc và biến ngôn ngữ ta xét ví dụ sau: Xét tốc độ của

một chiếc xe môtô ta có thể phát biểu xe đang chạy:

Rất chậm (VR)

65

x0Miền tin cậy

Miền xác định

Chậm (S)

Trung bình (M)

Nhanh (F)

Rất nhanh (VF)

Những phát biểu như vậy gọi là biến ngôn ngữ của tập mờ. Gọi x là giá trị

của biến tốc độ, ví dụ: x = 10 km/h, x = 60km/h ... Hàm thuộc tương ứng của các

biến ngôn ngữ trên được ky hiệu là

μVS(x), μS(x), μM(x), μF(x), μVF(x)

Hình 3.2. Vi dụ minh họa hàm thuộc

Như vậy biến tốc độ có hai miền giá trị:

Miền giá trị ngôn ngữ:

N = rất chậm, chậm, trung bình, nhanh, rất nhanh

Miền các giá trị vật ly:

N = xB/x 0

Biến tốc độ được xác định trên miền ngôn ngữ N được gọi là biến ngôn ngữ.

Với mỗi xB ta có hàm thuộc:

x μ(x) = μVS(x), μS(x), μM(x), μF(x), μVF(x)

Ví dụ hàm thuộc tại giá trị rõ x = 65km/h là:

μx(65) = 0;0;0.75;0.25;0

3.2.5. Các phép toán trên tập mờ

66

Cho A, B là hai tập mờ trên không gian nền X có các hàm thuộc tương ứng

là μA, μB, khi đó:

Phép hợp hai tập mờ: A B

Theo luật Max: (x) = Max (x), (x)

Theo luật Sum: (x) = Min1, (x) + (x)

Tổng trực tiếp: (x) = (x) + (x) - (x). (x)

Phép giao hai tập mờ:

Theo luật Min: (x) = Min (x), (x)

Theo luật Lukasiewicz: (x) = Max0, (x) + (x) - 1

Theo luật Prod: (x) = (x). (x)

Phép bù tập mờ: (x) = 1 - (x)

3.3. Luật hợp thành

3.3.1. Mệnh đề hợp thành

Cho hai biến ngôn ngữ và . Nếu nhận giá trị (mờ) A có hàm liên thuộc

A(x) và nhận giá trị (mờ) B có hàm liên thuộc B(y) thì hai biểu thức:

=A,( ky hiệu là p) được gọi là mệnh đề điều kiện

Và = B , (ky hiệu là q)được gọi là mệnh đề kết luận

Mệnh đề hơp thành: pq (từ p suy ra q)

Hoàn toàn tương đương với luật điều khiển (mệnh đề hơp thành 1 điều kiện)

Nếu =A Thì =B (3.8)

AB ( từ A suy ra B)

Là một giá trị mờ biểu diễn giá trị mờ đó là một tập C thì mệnh đề hợp

thành mờ (3.8) chính là ánh xạ : A(x0) C(y)

Định ly Mamdani: “Độ phụ thuộc của kết luận không đươc lớn hơn độ phụ thuộc

của điều kiện ”

67

Từ nguyên tắc Mandani ta thiết lập được các công thức (còn gọi là các quy

tắc) xác định hàm liên thuộc cho mệnh đề hợp thành AB là:

1. AB(x,y) = Min A(x),B(y) công thức MAX-MIN

2. AB(x,y) = A(x).B(y) công thức MAX-PROD

Hai công thức này cho mệnh đề hợp thành AB gọi là 2 quy tắc hợp thành

theo Mandani.

3.3.2 Luật hợp thành mờ

Luật hợp thành là tên gọi chung của mô hình biểu diễn một hay nhiều hàm

thuộc cho một hay nhiều mệnh đề hợp thành.

Xét một ví dụ về luật hợp thành R biểu diễn mô hình lái ôtô gồm 3 mệnh đề

hợp thành R1, R2, R3 cho biến tốc độ χ và biến ga γ như sau:

R1: Nếu χ = chậm thì γ = tăng hoặc

R2: Nếu χ = trung bình γ = giữ nguyên hoặc

R3: Nếu χ = nhanh thì γ = giảm

Với mỗi giá trị vật ly x0 của biến tốc độ vào thì thông qua phép suy, ta có ba

tập mờ , , từ ba mệnh đề hợp thành R1, R2, R3 của luật hợp thành R. Lần lượt

ta gọi các hàm thuộc của 3 tập mờ kết quả đó là , và . Giá trị

của luật hợp thành R ứng với x0 được hiểu là tập R’ thu được qua phép hợp 3 tập

mờ , : R’ =

Các luật hợp thành cơ bản:

Luật Max – Min

Luật Max – Prod

Luật Sum – Min

Luật Sum – Prod

68

Các bước để xác định hàm thuộc của giá trị đầu ra R’ của một luật hợp

thành có n mệnh đề R1, R2, R3, ... Rn như sau:

Xác định độ thỏa mãn của các mệnh đề điều kiện: H1, H2, H3, ..., Hn,

Tính các hàm thuộc của các tập mờ kết quả: , , , ..., .

Xác định hàm thuộc của giá trị đầu ra:

Nếu xem luật hợp thành R chỉ có một mệnh đề hợp thành

R1: Nếu χ = A thì γ = B như là luật điều khiển của bộ điều khiển mờ một vào

một ra (SISO) thì đầu ra sẽ là một giá trị mờ có hàm thuộc (y)

Hình 3.3.Bộ điều khiển mơ với quy tắc Max-Min

Trong trường hợp tín hiệu vào đầu vào A’ là một giá trị mờ với hàm liên thuộc

A’(x) đầu ra B’ cũng là một giá trị mờ có hàm liên thuộc B’(y) là phần dưới của

hàm B(y) bị chặn trên bởi độ thoả mãn: H= MaxMinA’(x) , A(x)

3.3.3. Thuật toán thưc hiện luật hợp thành cho hệ SISO

Luật mờ cho hệ SISO có dạng “If A then B”

Chia hàm thuộc A(x) thành n điểm xi, i= 1,2,...,n

Chia hàm thuộc B(x) thành m điểm yj, j= 1,2,...,m

69

Xây dựng ma trận quan hệ mờ R

R = =

Hàm thuộc B’(y) đầu ra tương ứng với giá trị rõ đầu vào xk có giá trị:

B’(y) = aT.R , với aT = 0,0,0,...,0,1,0,...0,0. Số 1 ứng với giá trị thứ k.

Trong trường hợp đầu vào là giá trị mờ A’ thì B’(y) là:

B’(y) = l1,l2,l3,...,lmvới lk = maxmin ai,rik.

3.3.4. Thuật toán thưc hiện luật hợp thành cho hệ MISO

Luật mờ cho hệ MISO có dạng:

“If cd1 = A1 and cd2 = A2 and... then rs = B”

Các bước xây dựng luật hợp thành R:

Rời rạc hóa các hàm thuộc: (x1), (x2), (xn), (y)

Xác định độ thỏa mãn H cho từng véctơ giá trị rõ đầu vào x = c1,c2,...,cntrong

đó ci là một trong các điểm mẫu của (x1). Từ đó suy ra:

H = min (c1), (c2), (cn)

Lập ma trận R gồm các hàm thuộc giá trị mờ đầu ra cho từng véctơ giá trị đầu

vào:

B’(y) = min H, (y) hoặc B’(y). (y)

70

3.3.5. Thuật toán xác định luật hợp thành kép max- Min, max- PROD

Tổng quát hoá phương pháp mô hình hoá trên cho p mệnh đề hợp thành gồm :

R1: Nếu = A1 Thì = B1 hoặc (3.16a)

R2: Nếu = A2 Thì = B2 hoặc (3.16b)

.

.

Rp: Nếu = A Thì = B hoặc (3.16c)

Trong đó các giá trị mờ A1, A2, . . . , Ap có cùng cơ sở X và

B1, B2, . . . , Bp có cùng cơ sở Y

Gọi hàm liên thuộc của Ak và Bk là Ak(x) và Bk(y) với k = 1,2, . . . , p.

Thuật toán triển khai R = R1R2 . . . Rp sẽ như sau :

1. Rời rạc hoá X tại n điểm x1,x2, . . . ,xn và Y tại mệnh điểm y1,y2, . . . , ym,

2. Xác định các véctơ Ak và Bk , k = 1,2, . . . , p theo

= (A (x1), A (x2) , . . . , A (xn))

= (B (y1), B (y2) , . . . , B (Ym))

Tức là Fuzzy hoá các điểm rời rạc của X và Y.

3. Xác định mô hình cho luật điều khiển.

a. Rk = A . = (rkiị) , i = 1,2, . . . , n

Và j = 1,2, . . . , n

b. Trong đó phép nhân được thay bằng phép tính lấy cực tiểu khi sử dụng phương

pháp MAX-MIN.

4. Xác định luật hợp thành R: R = (max rkijk = 1,2, . . . , p) (3.17)

3.3.6. Thuật toán xác định luật hợp thành sum - MIN và sum-PROD.

71

Nếu như thuật toán xác định luật hợp thành kép max- Min, max- PROD luật

hợp thành R được xây dựng bằng toán tử “hoặc” thì trong thuật toán xác định luật

hợp thành sum - MIN và sum-PROD, luật hợp thành R được xây dựng theo liên kết

tổng (SUM).

Thuật toán xác định luật hợp thành sum - MIN và sum-PROD có ưu điểm

hơn so với thuật toán xác định luật hợp thành kép max- Min, max- PROD ở chỗ là

nó có tính thống kê hơn. Chẳng hạn như khi đa số các mệnh đề hợp thành R k (k=

1,2,...,p) có cùng một giá trị đầu ra nhưng vì không phải là giá trị lớn nhất nên theo

“Thuật toán xác định luật hợp thành sum - MIN và sum-PROD” chúng sẽ không

được để y đến và bị mất trong kết quả chung. Thuật toán xác định luật hợp thành

sum - MIN và sum-PROD sẽ khắc phục được nhược điểm này.

Tổng quát hoá phương pháp mô hình hoá trên cho p mệnh đề hợp thành gồm :

R1: Nếu = A1 Thì = B1 hoặc (3.16a)

R2: Nếu = A2 Thì = B2 hoặc (3.16b)

.

.

Rp: Nếu = A Thì = B hoặc (3.16c)

Trong đó các giá trị mờ A1, A2, . . . , Ap có cùng cơ sở X và

B1, B2, . . . , Bp có cùng cơ sở Y

Gọi hàm liên thuộc của Ak và Bk là Ak(x) và Bk(y) với k = 1,2, . . . , p.

72

Thuật toán triển khai R = R1R2 . . . Rp sẽ như sau :

1- Rời rạc hoá X tại n điểm x1,x2, . . . ,xn và Y tại mệnh điểm y1,y2, . . . , ym,

2- Xác định các véctơ Ak và Bk , k = 1,2, . . . , p theo

= (A (x1), A (x2) , . . . , A (xn))

= (B (y1), B (y2) , . . . , B (Ym))

Tức là Fuzzy hoá các điểm rời rạc của X và Y.

3- Xác định mô hình cho luật điều khiển.

a. Rk = A . = (rkiị) , i = 1,2, . . . , n

Và j = 1,2, . . . , n

b. Trong đó phép nhân được thay bằng phép tính lấy cực tiểu khi sử dụng phương

pháp MAX-MIN

4- Xác định luật hợp thành R

R = min1,

3.4. Các phương pháp giải mờ (rõ hoá)

Giải mờ là quá trình xác định một giá trị rõ y’ nào đó có thể chấp nhận được từ

hàm liên thuộc B’(y) của giá trị mờ B’(tập mờ). Có hai phương pháp giải

mờ :phương pháp cực đại và phương pháp điểm trọng tâm sẽ được trình bày dưới

đây trong đó tập nền của tập mờ B’ được ky hiệu thống nhất là Y.

3.4.1. Phương pháp cưc đai

Giải mờ theo phương pháp cực đại bao gồm 2 bước :

Bước 1: Xác định miền giá tri rõ y’. Giá trị rõ y’ là giá trị mà tại đó hàm liên thuộc

đạt giá trị cực đại (độ cao H của tập mờ B’), tức là miền

G = yYB’(y) = H.

73

Bước 2: Xác định y’ có thể chấp nhận từ G.

Để thực hiện bước này có 3 nguyên ly sau:

- Nguyên ly trung bình

- Nguyên ly cận trái và

- Nguyên ly cận phải

Nếu ky hiệu: y1 = và y2 = supGy (y) ( 3.19)

thì y1 chính là điểm cận trái và y2 là cận phải của G.

a. Nguyên lý trung bình

Theo nguyên ly trung bình, giá trị rõ y’sẽ là:

(3.20)

Nguyên ly này thường được dùng khi G là một miền liên thông và như vậy y’

cũng sẽ là giá trị có độ phụ thuộc lớn nhất. Trong trường hợp B’ gồm các hàm liên

thuộc dạng đều thì giá trị rõ y’ (3.20) không phụ thuộc vào độ thoả mãn của luật

điều khiển quyết định. Ví dụ được minh hoạ như sau :

B’

H

y’ y

Hình 3.4. Giá trị rõ y’ không phụ thuộc vào đáp ứng vào

của luật điều khiển quyết định

74

b. Nguyên lý cận trái

Giá trị rõ y’được lấy bằng cận trái y của G theo (3.20). Giá trị rõ y’ theo nguyên

ly cận trái sẽ phụ thuộc tuyến tính vào độ thoả mãn của luật điều khiển quyết định.

B’

B1 B2

H

y’ y

Hình 3.5. Giá trị rõ y’phụ thuộc vào đáp ứng vào


c. Nguyên lý cận phải

Giá trị y’ được lấy bằng cận phải y theo G theo (3.20). Cũng giống như nguyên

ly cận phải, giá trị rõ y’ở đây phụ thuộc tuyến tính vào đáp ứng vào của luật điều

khiển quyết định.

B’

B1 B2

H

y’ y

Hình 3.6. Giá trị rõ y’ phụ thuộc tuyến tinh với đáp ứng vào


Tóm lại: Sai lệch của ba giá trị rõ, xác định theo trung bình, cận trái hay cận phải

sẽ càng lớn nếu độ thoả mãn H càng nhỏ.

75

3.4.2. Phương pháp điểm trọng tâm

Phương pháp điểm trọng tâm sẽ cho ra kết quả y’ là hoành độ của điểm trọng

tâm miền được bao bởi trục hoành và đường B’(y), hình 3.8 sẽ minh hoạ cho ta

thấy:

B’

y’

Hình 3.7. Giá trị rõ y’ là hoành độ của điểm trọng tâm

Công thức xác định y’ theo phương pháp điểm trọng tâm như sau:

Trong đó S là miền xác định của tập mờ B’

Công thức (3.21) cho phép xác định giá trị y’ với sự tham gia của tất cả các tập

mờ đầu ra của mọi luật điều khiển một cách bình đẳng và chính xác. Tuy nhiên lại

không để y được tới độ thoả mãn của luật điều khiển quyết định và thời gian tính

lâu. Ngoài ra, một trong những nhược điểm cơ bản của phương pháp điểm trọng

tâm là có thể giá trị y’ xác định được lại có độ phụ thuộc nhỏ nhất, thậm chí bằng

không (được minh hoạ trên hình 3.8). Để tránh những trường hợp như vậy, khi định

nghĩa hàm liên thuộc cho từng giá trị mờ của 1 biến ngôn ngữ nên để y sao cho

miền xác định của các giá trị mờ đầu ra là một miền liên thông.

76

S

ΜB’

tăng giữnguyên giảm

y

y’

Hình 3.8. Xác định giá trị rõ theo phương pháp điểm trọng tâm khi miền giá trị

của tập mơ không liên thông

3.5. Các khâu điều khiển mờ

Hình 3.9. Cấu truc bên trong của bộ điều khiển mơ

- Bộ điều khiển mờ bao gồm các khâu cơ bản sau:

+ Khâu fuzzy hoá có nhiệm vụ chuyển đổi một giá trị rõ đầu vào x0 thành một

vecto gồm các độ phụ thuộc của giá trị rõ đó theo các giá trị mờ (tập mờ).

+ Khâu thực hiện luật hợp thành có tên gọi là thiết bị hợp thành, xử ly vectơ và

cho ra giá trị mờ B’ của ngôn ngữ đầu ra.

+ Khâu giải mờ có nhiệm vụ chuyển đổi tập mờ B’ thành một giá trị rõ Y’ chấp

nhận được cho đối tượng (tín hiệu điều chỉnh).

77

3.6. Nguyên ly điều khiển và phương pháp tổng hợp bộ điều khiển mờ

3.6.1. Nguyên ly và câu trúc cua một hệ thống điều khiển

e B’ u

x e u y

-

Hình 3.10. Mạch điều khiển với bộ điều khiển mơ

Hệ thống điều khiển mờ đối tượng cũng có thể coi như là một hệ thống neuron

(thần kinh), hay đúng hơn là một hệ thống điều khiển được thiết kế mà không cần

biết trước mô hình đối tượng.

- Hệ thống điều khiển mờ được thiết kế trên:

+ Giao diện đầu vào bao gồm các khâu Fuzzy hoá và các khâu phụ trợ thêm để

thực hiện bài toán động như khâu I, D . . .

+ Thiết bị hợp thành mà bản chất của nó là sự triển khai luật hợp thành R được

xây dựng trên cơ sở luật điều khiển hay còn gọi là luật quyết định.

+ Khâu giao diện đầu ra (khâu chấp hành) gồm khâu giải mờ và các khâu giao

diện trực tiếp với đối tượng.

78

luậtđiềukhiển

Thiết bị thực

hiện luật hợp

thành

Bộđiều

khiểnmờ

Đối tượng

Thiết bị đo

Giao diện

đầu vào

Giao diện

đầu ra

- Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ hoàn toàn dựa vào những phương pháp

toán học trên cơ sở định nghĩa các biến ngôn ngữ vào/ra và sự lựa chọn những luật

điều khiển .

Các tín hiệu ra y của đối tượng được đo bằng bộ cảm biến và được xử ly sơ bộ

trước khi đưa vào bộ điều khiển

- Trái tim của bộ điều khiển mờ chính là các luật điều khiển mờ cơ bản có dạng là

tập các mệnh đề hợp thành cùng cấu trúc “nếu . . . thì” và nguyên tắc triển khai các

mệnh đề hợp thành đó có tên là nguyên tắc MAX - MIN hay SUM - MIN . . . Mô

hình R của luật điều khiển được xây dựng theo một nguyên tắc triển khai đã chọn

trước và có tên gọi là luật hợp thành .

- Đối với các hệ thống điều khiển gián đoạn có bộ điều khiển mờ, khi nó còn làm

việc trên cơ sở tín hiệu số, có thể thiết kế các bộ điều chỉnh theo luật P, I, D như

sau:

+ Luật điều khiển P : yk = K.xk K: Là hệ số khuyếch đại

+ Luật điều khiển I : TI: Là hằng số tích phân

+ Luật điều khiển D :

TD: Là hằng số vi phân

Ta là chu kỳ gián đoạn (chu kỳ lấy mẫu tín hiệu)

Nếu như chỉ dùng một thiết bị hợp thành thể hiện luật điều khiển thì luật đó sẽ

phải có dạng chung:

Nếu 1 = Ak1 và 2 = Ak

2 và 3 = Ak3 . . . thì 1 = Bk

1 và 2 = Bk2 .

79

3.6.2. Trình tư thiết kế bộ điều khiển mờ

Bước1: Định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào/ ra.

Bước 2: Xác định các tập mờ cho từng biến vào/ ra (mờ hóa):

Miền giá trị vật ly của các biến ngôn ngữ.

Số lượng tập mờ.

Xác định hàm thuộc.

Rời rạc hóa tập mờ.

Bước 3: Xây dựng luật hợp thành.

Bước4: Chọn thiết bị hợp thành.

Bước 5: Giải mờ và tối ưu hóa.

Những lưu y khi thiết kế bộ điều khiển mờ:

Không bao giờ dùng điều khiển mờ để giải quyết bài toán mà có thể dễ dàng

thực hiện bằng bộ điều khiển kinh điển.

Không nên dùng bộ điều khiển mờ cho hệ thống cần độ an toàn cao.

Thiết kế bộ điều khiển mờ phải được thực hiện qua thực nghiệm.

3.7. Phân loai các bộ điều khiển mờ

Điều khiển Mamdani

Điều khiển mờ trượt

Điều khiển tra bảng

Điều khiển Tagaki/Sugeno

80

B. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ CHO ĐỐI TƯỢNG LÒ NHIỆT

3.8. Cơ sở lí thuyết

Có thể nói trong lĩnh vực điều khiển, bộ PID được xem như một giải pháp đa

năng cho các ứng dụng điều khiển Analog cũng như Digital. Việc thiết kế bộ PID

kinh điển thường dựa trên các phương pháp Ziegler – Nichols, Chien – Hrones –

Reswick, tổng T của Kuhn,… Ngày nay người ta thường sử dụng phương pháp hiệu

chỉnh PID mềm (thiết kế trên phần mềm), đây chính là cơ sở của việc thiết kế bộ

điều khiển PID mờ.

3.8.1. Sơ đồ điều khiển và mô hình toán học cua bộ PID mờ

* Sơ đồ điều khiển:

Hình 3.11. Sơ đồ điều khiển của bộ PID mơ

* Mô hình toán học cua bộ PID mờ:

Một bộ điều chỉnh PID đầu vào e(t), đầu ra u(t) có mô hình toán học như sau :

U(t) =Kp

Hoặc

Trong đó : và

Các tham số KP, TI, TD hay KP, KI, KD của bộ điều khiển PID được chỉnh

định theo từng bộ điều khiển mờ riêng dựa trên sai lệch e(t) và đạo hàm de/dt của

81

sai lệch. Có nhiều phương pháp chỉnh định các tham số của bộ PID như chỉnh định

qua phiếm hàm mục tiêu, chỉnh định trực tiếp, nhưng phương pháp đơn giản và dễ

áp dụng hơn là phương pháp chỉnh định mờ Zhao, Tomizki và Isaca. Sau đó dựa

vào đáp ứng để thay đổi dần và tìm ra hướng chỉnh định thích hợp.

3.8.2. Luật chinh định PID

Hình 3.12. Luật chỉnh định PID

+ Tại lân cận a1 ta cần luật điều khiển mạnh để rút ngắn thời gian, do đó ta chọn:

KP lớn, KD nhỏ, và KI nhỏ.

+ Tại lân cận b1 ta cần giảm độ vọt lố, do đó ta chọn: KP nhỏ, KD lớn, và KI nhỏ.

+ Tại lân cận c1 và d1 ta chọn giống như a1 và b1.

3.9. Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho đối tượng lo nhiệt:

* Hàm truyền đối tượng: G(s) =

3.9.1. Miền giá trị vật lí cua các biến ngôn ngữ

+ Sai lệch nhiệt độ ET được chọn trong miền giá trị từ -120C đến 120C.

+ Tốc độ biến đổi DET của sai lệch có giá trị biến đổi từ -0,60C đến 0,60C

82

3.9.2. Các biến ngôn ngữ

* Đầu vào: Gồm 2 biến:

+ Sai lệch ET = Giá trị nhiệt độ đo- Giá trị nhiệt độ đặt.

+ Tốc độ biến đổi của sai lệch DET = với T là chu kì lấy mẫu.

* Đầu ra: Gồm 3 biến:

+ KP : Hệ số tỷ lệ.

+ KI : Hệ số tích phân.

+ KD : Hệ số vi phân.

* Số lượng biến ngôn ngữ:

ET = {âm nhiều, âm vừa, âm ít, zêrô, dương ít, dương vừa, dương nhiều}

ET = {N3, N2, N1, ZE, P1, P2, P3}

DET = {âm nhiều, âm vừa, âm ít, zêrô, dương ít, dương vừa, dương nhiều}

ET = {N31, N21, N11, ZE1, P11, P21, P31}

KP/KD = {zêrô, nhỏ, trung bình, lớn, rất lớn} ={Z, S, M, L, U}

KI = {mức 1, mức 2, mức 3, mức 4, mức 5} ={L1, L2, L3, L4, L5}

83

Hình 3.13. Các biến ngôn ngữ vào /ra

3.9.3. Luật hợp thành

* Luật chỉnh định KP:

84

* Luật chỉnh định KD:

* Luật chỉnh định KI:

► CHỈNH ĐỊNH KP:

* Thiết lập dải ET:

Hình 3.14. Thiết lập dải ET cho chỉnh định Kp

85

* Thiết lập dải DET:

Hình 3.15. Thiết lập dải DET cho chỉnh định Kp

* Thiết lập dải Kp:

Hình 3.16. Thiết lập dải Kp

86

* Khai báo luật hợp thành:

87

Hình 3.17. Bôn chin luật hơp thành chỉnh định Kp

* Đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định Kp:

Hình 3.18. Đương đặc tinh đâu ra của bộ điều khiển PID mơ

chỉnh định Kp

89

* Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định Kp:

Hình 3.19. Đương đặc tuyến ra của bộ điều khiển PID mơ

chỉnh định Kp

► CHỈNH ĐỊNH KD


Hình 3.20. Thiết lập dải ET cho chỉnh định KD

90


Hình 3.21. Thiết lập dải DET cho chỉnh định KD

* Thiết lập dải KD:

Hình 3.22. Thiết lập dải KD

91

* Đặt luật chỉnh định KD:

92

Hình 3.23. Bôn chin luật hơp thành cho chỉnh định KD

* Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định KD:

Hình 3.24. Đương đặc tuyến đâu ra của bộ điều khiển PID mơ

chỉnh định KD

94

* Đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định KD:

Hình 3.25. Đương đặc tinh đâu ra của bộ điều khiển mơ PID

chỉnh định KD

CHỈNH ĐỊNH KI:


Hình 3.26. Thiết lập dải ET cho chỉnh định KI

95


Hình 3.27. Thiết lập dải DET cho chỉnh định KI

* Thiết lập dải KI:

Hình 3.28. Thiết lập dải KI

96

* Đặt luật cho chỉnh định KI:

97

Hình 3.29. Bôn chin luật hơp thành cho chỉnh định KI

* Đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định KI:

Hình 3.30. Đặc tinh ra của bộ điều khiển PID mơ

chỉnh định KI

99

* Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PID mờ chỉnh định KI:

Hình 3.31. Đặc tuyến ra của bộ điều khiển PID mơ

chỉnh định KI

100

* Sơ đồ khối hệ thống thiết lập trên Simulink:

* Đáp ứng quá độ cua hệ thống với bộ điều khiển PID mờ khi không có nhiễu

Hình 3.32. Đáp ứng của hệ thông với bộ điều khiển PID mơ




101

* Khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển: (Công suât nhiễu =0.002)

Hình 3.33. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID mơ


Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải [0,002- 0,005] thì bộ điều khiển còn

điều chỉnh được hệ thống. Tuy nhiên, sai lệch tĩnh tăng, số lần dao động tăng và

thời gian quá độ cũng tăng.

102

* Khi có nhiễu tác động vào đối tượng điều khiển: (Công suât nhiễu =0.021)



Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải[ 0.021-0,65], bộ điều khiển còn điều

chỉnh được hệ thống.Tuy nhiên, độ quá điều chỉnh tăng, sai lệch tĩnh tăng và thời

gian quá độ cũng tăng.

103

* Khi có nhiễu tác động vào đầu vào: (Công suât nhiễu=0,15)

Hình 3.35. Đáp ứng của hệ thông với bộ PID Mơ

khi có nhiễu tác động vào đâu vào

Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải[ 0,15- 0,35], bộ điều khiển còn điều

chỉnh được hệ thống. Tuy nhiên, độ quá điều chỉnh tăng, sai lệch tĩnh tăng và thời

gian quá độ cũng tăng.

104

►Khảo sát bộ PID mờ khi có sư thay đổi đối tượng

Hàm truyền đối tượng: : G(s) =

Tuyến tính hóa đối tượng ta có :

G(s) =

Khi có sự thay đổi của đối tượng:

Đáp ứng đầu ra khi đó:

105


khi không xác định chinh xác đôi tương

Nhận xét: Khi có sư thay đổi đối tượng trong pham vi nhỏ thì bộ điều khiển

PID mờ vẫn điều chinh hệ thống khá tốt. Đây chính là một ưu điểm nổi bật cua

bộ điều khiển PID mờ so với bộ điều khiển PID kinh điển.

106

C. THIẾT KẾ BỘ PI MỜ ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG

3.10. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ

3.10.1. Xác định thông số cua bộ điều khiển bằng phương pháp tối ưu độ lớn

Ta lấy xấp xỉ khâu giữ trễ theo công thức :

trong đó .

Chọn n =1 ta có G(s) = .

Hàm truyền của đối tượng sau khi xấp xỉ :

Ta sử dụng bộ PI với thông số :TI = T1 = 410, Kp =

3.10.2. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ với Kr = const, thay đổi Ti

Hình 3.37. Sơ đồ khôi bộ điều khiển PI mơ chỉnh định Ti

107

* Biến đầu vào ET có dải như sau:

Hình 3.38. Thiết lập dải ET cho bộ điều khiển PI mơ chỉnh định Ti

* Biến đầu vào DET có dải như sau:

Hình 3.39. Thiết lập dải DET cho bộ điều khiển PI mơ chỉnh định Ti

108

* Biến đầu ra TI có dải như sau:

Hình 3.40. Thiết lập dải Ti cho bộ điều khiển PI mơ chỉnh định Ti

* Luật hợp thành Ti:

CHỈNH

ĐỊNH TI

DET

N31 N21 N11 ZE1 P11 P21 P31

ET

N3 S S S S S S S

N2 B B S S S B B

N1 B B B S B B B

ZE B B B B B B B

P1 B B B S B B B

P2 B B S S S B B

P3 S S S S S S S

109

* Luật hợp thành của bộ điều khiển mờ chỉnh định T I thiết lập trên phần mền

MatLab:

110

Hình 3.41. Bôn chin luật hơp thành chỉnh định Ti

* Đường đặc tính của bộ điều khiển PI mờ chỉnh định TI :

Hình 3.42. Đương đặc tinh đâu ra của bộ điều khiển PI mơ

chỉnh định Ti

112

* Đặc tuyến của bộ điều khiển PI mờ chỉnh định TI:

Hình 3.43. Đặc tuyến đâu ra của bộ điều khiển PI mơ

chỉnh định Ti

113

* Sơ đồ khối của hệ thống thiết lập trên Simulink:

Chọn k =4 không đổi, thay đổi thông số Ti của bộ điều khiển PI .

* Đáp ứng quá độ cua hệ thống với bộ điều khiển PI mờ chinh định TI khi

không có nhiễu:

Hình 3.44. Tin hiệu ra của hệ thông với bộ điều khiển

PI mơ chỉnh định Ti

Nhận xét : Hệ thống có: • Thời gian quá độ: tqd =175s

• Độ quá điều chỉnh: % = 100% = 3%

• Không có sai lệch tĩnh.

114


Hình 3.45. Đáp ứng của hệ thông với bộ PI mơ chỉnh định Ti


Nhận xét: Khi nhiễu tác động vào bộ điều khiển với công suất nhiễu khá nhỏ

(=0,01) thì đáp ứng quá độ của hệ thống gần như không đổi. Hay nói cách khác,

bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti đã thiết kế xử lí rất tốt loại nhiễu này để hệ

thống luôn ổn định.

115

+ Khi có nhiễu tác động vào đối tượng: (Công suât nhiễu =0.001)

Hình 3.46. Đáp ứng của hệ thông với bộ PI mơ chỉnh định Ti


Nhận xét: Khi nhiễu tác động vào đối tượng điều khiển với công suất nhiễu khá

nhỏ (=0,001) thì đáp ứng quá độ của hệ thống gần như không đổi: Độ quá điều

chỉnh nhỏ, thời gian quá độ không tăng lên đáng kể, sai lệch tĩnh tăng nhưng rất

nhỏ. Như vậy, bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti xử lí khá tốt loại nhiễu này và vẫn

giữ được sự ổn định cho hệ thống.

116

+ Khi có nhiễu tác động vào đầu vào: (Công suât nhiễu =0.003)

Hình3.47. Đáp ứng của hệ thông với bộ PI mơ chỉnh định Ti

khi có nhiễu tác động vào đâu vào

Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải [0,003- 0,01] thì bộ điều khiển điều

chỉnh khá tốt hệ thống: Độ quá điều chỉnh nhỏ, thời gian quá độ không tăng lên

đáng kể, sai lệch tĩnh rất nhỏ. Như vậy, bộ điều khiển PI mờ chỉnh định Ti xử lí khá

tốt loại nhiễu này và vẫn giữ được sự ổn định cho hệ thống.

117

3.10.3. Thiết kế bộ điều khiển PI mờ giữ nguyên Ti=const, thay đổi Kr

Hình 3.48. Sơ đồ khôi bộ mơ chỉnh định KR

* Biến đầu vào ET có dải như sau :

Hình 3.49. Thiết lập dải ET cho chỉnh định KR

118

* Biến đầu vào DET có dải như sau :

Hình 3.50. Thiết lập dải DET cho chỉnh định KR

* Biến đầu ra KR có dải như sau :

Hình 3.51. Thiết lập dải Kr cho bộ điều khiển PI mơ chỉnh định KR

119

* Luật hợp thành của bộ điều khiển PI mờ chỉnh định KR:

CHỈNH

ĐỊNH Kr

DET

N31 N21 N11 ZE1 P11 P21 P31

ET

N3 B B B B B B B

N2 S B B B B B S

N1 S S B B B S S

ZE S S S B S S S

P1 S S B B B S S

P2 S B B B B B S

P3 B B B B B B B

* Khai báo luật hợp thành của bộ điều khiển PI mờ chỉnh định KR:

120

Hình 3.52. Bôn chin luật hơp thành của bộ điều khiển PI mơ chỉnh định KR

122

* Đường đặc tính đầu ra của bộ điều khiển PI mờ chỉnh đinh KR:.

Hình 3.53. Đương đặc tinh đâu ra của bộ điều khiển PI mơ

chỉnh định KR

* Đặc tuyến đầu ra của bộ điều khiển PI mờ chỉnh định KR:

Hình 3.54. Đặc tuyến đâu ra của bộ điều khiển PI mơ

chỉnh định KR

123

* Đáp ứng quá độ cua hệ thống với bộ điều khiển PI mờ chinh định KR khi

chưa có nhiễu:

Hình 3.55. Tin hiệu ra của hệ thông với bộ điều khiển PI mơ

chỉnh định KR

Nhận xét: Hệ thống có : • Thời gian quá độ: tqd =330(s)

• Độ quá điều chỉnh: % = 100% = 0.

• Không có sai lệch tĩnh.

124



chỉnh định KR khi có nhiễu tác động vào bộ điều khiển

Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải [0,02- 0,04] thì bộ điều khiển còn điều

chỉnh được khá tốt hệ thống: Không có độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ không

tăng lên đáng kể, không có sai lệch tĩnh. Như vậy bộ điều khiển PI mờ chỉnh định

KR xử lí rất tốt loại nhiễu này và vẫn giữ được sự ổn định cho hệ thống.

125

* Khi có nhiễu tác động vào đầu vào: (Công suât nhiễu =0.0003)


chỉnh định KR khi có nhiễu tác động vào đâu vào

Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải [0,0003- 0,05] thì bộ điều khiển điều

chỉnh tốt hệ thống: Độ quá điều chỉnh =0, thời gian quá độ gần như không đổi, sai

lệch tĩnh rất nhỏ. Như vậy bộ điều khiển PI mờ chỉnh định KR xử lí tốt loại nhiễu

này và vẫn giữ được sự ổn định cho hệ thống.

126

+ Khi có nhiễu tác động vào đối tượng: (Công suât nhiễu 0.00002)

Hình 3.58. Tin hiệu ra của hệ thông với bộ điều khiển PI mơ chỉnh định KR


Nhận xét: Khi nhiễu có công suất trong dải [0,00002- 0,04] thì bộ điều khiển

điều chỉnh tốt hệ thống: Không có độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ không tăng

lên đáng kể, sai lệch tĩnh rất nhỏ. Như vậy bộ điều khiển PI mờ chỉnh định KR xử lí

rất tốt loại nhiễu này và vẫn giữ được sự ổn định cho hệ thống.

127

►Kết luận:

- Như vậy với bộ điều khiển PID mờ, không những chất lượng cùa hệ thống tốt hơn

so với bộ PID kinh điển, mà còn điều khiển được hệ thống ngay cả khi có nhiễu.

- Với bộ điều khiển PI mờ không những chất lượng của hệ thống tốt mà còn có thể

thay đổi được khoảng đầu ra cho bộ điều khiển mờ (Thay đổi Ti hoặc Kr) .Do đó

khi không xác định được chính xác đối tượng thì ta vẫn có thể điều khiển nó trong

một phạm vi cho phép và do đó có thể điều khiển với rất nhiều đối tượng. Đặc biệt

bộ điều khiển này điều khiển rất tốt ngay cả khi có nhiễu trong một phạm vi nhất

định.

D. ƯU ĐIỂM CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

Chúng ta hãy so sánh đáp ứng quá độ của hệ thống với các bộ điều khiển khác nhau:

► Khi không có nhiễu tác động:

Bộ PID kinh điển Bộ PID mơ

● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 14 % ● Lượng quá điều chỉnh: ∂max = 7,3%

● Thời gian quá độ: tqđ = 385s ● Thời gian quá độ: tqđ = 250s

● Sai lệch tĩnh=0 và số lần dao động=1 ● Sai lệch tĩnh=0 và số lần dao động=1

128

Bộ PI mờ chinh định TI Bộ PI mờ chinh định KR

• Thời gian quá độ: tqd =175s • Thời gian quá độ: tqd =330(s)

• Độ quá điều chỉnh = 3% • Độ quá điều chỉnh = 0

• Không có sai lệch tĩnh. • Không có sai lệch tĩnh.

Nhân xét: Rõ ràng với các bộ điều khiển mờ, đáp ứng quá độ của hệ thống tốt hơn

nhiều so với bộ điều khiển PID kinh điển:

+ Độ quá điều chỉnh rất nhỏ, thậm chí =0.

+ Thời gian quá độ giảm đi nhiều.

129

► Khi có nhiễu tác động:

Bộ PID kinh điển Bộ PID mờ

Bộ PI mờ chinh định TI Bộ PI mờ chinh định KR

Nhận xét: Rõ ràng khi có cùng một loại nhiễu tác động vào hệ thống ở một phạm vi

nhất định thì bộ điều khiển mờ điều khiển hệ thống tốt hơn nhiều so với bộ PID

kinh điển.

130

► KẾT LUẬN CHƯƠNG 3:

Như vậy trong chương 3, chúng em đã thiết kế và mô phỏng được các bộ

điều khiển mờ: (Bộ điều khiển PID mờ và bộ điều khiển PI mờ cho đối tượng lò

nhiệt) và nhận thấy rằng:

- Các bộ điều khiển mờ có nhiều ưu điểm hơn hẳn bộ PID kinh điển:

+ Với bộ điều khiển mờ, chất lượng của hệ thống tốt hơn: Độ quá điều chỉnh

nhỏ hơn, thời gian quá độ giảm, không có sai lệch tĩnh..

+ Khi không xác định được một cách chính xác hàm truyền của đối tượng, bộ

điều khiển mờ thiết kế ra vẫn có thể điều khiển được trong một phạm vi nào đó.

+ Khi có nhiễu trong hệ thống mà công suất nhiễu là không quá lớn thì bộ

điều khiển mờ hoàn toàn vẫn điều khiển được đối tượng

- Với đối tượng lò nhiệt thì bộ điều khiển PI mờ có khả năng điều khiển hệ thống tốt

hơn cả.

131

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1. Các kết quả đã thưc hiện được trong đề tài

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án một cách nghiêm túc với sự

nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Ths. Nguyễn Thị Luyến, cùng

sự chỉ bảo đóng góp y kiến của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử và sự

ủng hộ của gia đình, bạn bè chúng em đã hoàn thành đồ án và đạt được những kết

quả sau:

- Thiết kế và mô phỏng trên phần mềm Matlab và Simulink các bộ PID kinh

điển theo các phương pháp khác nhau trong hai trường hợp có nhiễu và không có

nhiễu.

- Tìm hiểu về ly thuyết điều khiển mờ.

- Thiết kế và mô phỏng trên phần mềm Matlab và Simulink các bộ điều

khiển mờ cho bài toán ổn định nhiệt độ lò nhiệt trong hai trường hợp có nhiễu và

không có nhiễu.

- Hoàn thành bản thuyết minh theo đúng thời gian được giao.

4.2. Hướng phát triển cua đề tài

- Bản thuyết minh đồ án của chúng em có thể dùng làm tài liệu tham khảo

phục vụ cho giáo viên và sinh viên trong quá trình giảng dạy và học tập môn

“ Lý thuyết điều khiển tự động”, đặc biệt là nghiên cứu về “Lý thuyết điều

khiển mờ ”.

- Đồ án của chúng em có thể làm tài liệu cho các cá nhân, tập thể hay công

ty lựa chọn phương án điều khiển phù hợp cho đối tượng lò nhiệt, lò sấy, lò

ấp trứng....

- Phát triển bài toán ứng dụng theo hướng nhiều đầu vào tác động

(hệ MISO).

132

4.3. Kiến nghị

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em nhận thấy

bộ điều khiển mờ có rất nhiều ưu điểm, khắc phục được những hạn chế của bộ PID

kinh điển như:

+ Điều khiển được đối tượng ngay cả khi không xác định được chính

xác hàm truyền đối tượng.

+ Điều khiển khá tốt trong trường hợp có nhiễu.

Do đó việc nghiên cứu “Lý thuyết điều khiển mờ ” có y nghĩa rất quan trọng

trong bài toán điều khiển Vì vậy, chúng em rất mong nội dung nghiên cứu này sẽ

trở thành một phần trong quá trình giảng dạy và học tập của môn “Lý thuyết điều

khiển tự động”.

Do chưa có nhiều kinh nghiệm, cũng như kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án

của chúng em còn nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp và

chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn

và có thể ứng dụng hiệu quả trong thực tế.

133

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Ly thuyết điều khiển mờ - Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước - NXB

KHKT – 1997

[2] Ly thuyết điều khiển - Phạm Công Ngô - NXB KHKT – 1994

[3] Hệ mờ và ứng dụng – Nguyễn Hoàng Phương, Bùi Công Cường, Nguyễn

Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Chu Văn Hỷ – NXB Khoa học và Kỹ thuật – 1998

[4] Fuzzy Logic - A Practical Approach – F. Marti, Meneill and Ellen Thro –

Acdemic Press – 1994

[5] Fuzzy Control – An Overview – Vieweg Verlag – 1994

[6] Fuzzy Logic Technology & Applications – R.J.Marks II – IEEE – 1994

[7] Matlab và Simulink – Nguyễn Phùng Quang – NXB KHKT - 2006

Internet

1. http://www.dieukhientudong.htm

2. http://www.dientuvienthong.net

3. http://www.khvt.com

134

http://www.dientuvienthong.net/

http://www.dieukhientudong.htm/

Ban Thuyet Minh(Huong)Hoan Thien-2003[1].5!1!2010

Documents

Transcript of Ban Thuyet Minh(Huong)Hoan Thien-2003[1].5!1!2010