1 MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN PID .2 1.1 Tổng quan điều khiển PID 1.2 Cấu trúc điều khiển PID liên tục .3 1.3 Bộ điều khiển PID số 1.4 Những hạn chế điều khiển PID hướng phát triển CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN MỜ 2.1.Tập mờ .8 2.1.1 Định nghĩa tập mờ 2.1.2 Các phép toán tập mờ .8 2.2.Cấu trúc điều khiển mờ 2.2.1 Cấu trúc điều khiển mờ 2.2.2 Mờ hóa 2.2.3 Thiết bị hợp thành 2.2.4 Giải mờ CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ PID 2.1 Phương pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Zhao – Tomizuka Isaka CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN CHỈNH ĐỊNH MỜ THAM SỐ PID VỚI ĐẦU VÀO .15 3.1 Cải tiến Phương pháp chỉnh định mờ Zhao-Tomizuka-Isaka 15 3.2 Mô kiểm chứng điều khiển PID-Fuzzy cải tiến 22 3.2.1 Xây dựng hàm truyền lò điện trở 22 3.2.2 Hàm truyền biến đổi xoay chiều-xoay chiều .23 3.2.3 Hàm truyền cảm biến nhiệt độ 24 3.2.4 Xây dựng điều khiển PID kinh điển để điều khiển nhiệt độ lò điện trở 24 3.2.5 Xây dựng điều khiển PID mờ để điều khiển nhiệt độ lò điện trở 26 32.5.1 Định nghĩa biến ngôn ngữ vào 26 3.2.5.2 Xây dựng luật hợp thành 27 3.2.5.3 Mô simulink .28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 1.1 Tổng quan điều khiển PID Điều khiển PID sử dụng rộng rãi để điều khiển đối tượng SISO tính đơn giản cấu trúc lẫn nguyên lý làm việc Bộ điều khiển làm việc tốt hệ thống có qn tính lớn điều khiển nhiệt độ, điều khiển mức,… hệ điều khiển tuyến tính hay có tốc độ phi tuyến thấp 98% vòng điều khiển công nghiệp giấy điều khiển PID SISO [Bialkowski,1996] Trong ứng dụng điều khiển trình, 95% điều khiển thuộc loại PID [Astrom Hagglund, 1995] Từ đời đến điều khiển PID trải qua giai đoạn phát triển từ PID khí nén (những năm 1930, 1940) đến PID thiết bị điện tử tương tự (những năm 1950) PID vi xử lý Việc sử dụng điều khiển PID kể đến vào năm 1922 Nicholas Minorsky hệ thống điều khiển lái tàu [Stuart Bennett,1996] Bộ PI khí nén hãng Foxbro chế tạo năm 1934 - 1935 [Vance J VanDoren,2003] Năm 1940 hãng Taylor Instrument (hiện thuộc ABB) cho đời điều khiển PID khí nén “Fulscope 100” Năm 1951, hãng Swartwout (nay thuộc Prime Measurement) giới thiệu PID điện tử dựa cơng nghệ ống phóng điện tử Năm 1964 hãng Taylor Instruments phát triển PID số không đưa vào sử dụng rộng rãi Năm 1975, hãng Process Systems đưa điều khiển P-200 – PID vi xử lý Từ năm 1980 đến nay, với phát triển máy tính số, kỹ thuật vi xử lý, điều khiển PID phát triển đa dạng, dựa theo nhiều cách chỉnh định tham số khác 1.2.Cấu trúc điều khiển PID liên tục Bộ điều khiển PID lý tưởng miền thời gian cho đối tượng SISO thể qua mơ hình vào -  de(t )  u (t ) = K P e(t ) + ∫ e(τ )dτ + TD  TI dt   (1.1) Trong e(t) tín hiệu đầu vào, u(t) tín hiệu đầu ra, K p hệ số khuếch đại, TI số thời gian tích phân T D số thời gian vi phân Đặt K I = Kp T , KI gọi hệ số tích phân Đặt KD = Kp TD, KD gọi lè hệ số I vi phân P e Giá trị đặt Kp.e(t) I KI D Đối tượng KD Hình 1.1: Sơ đồ khối điều khiển PID Từ mơ hình vào ta có hàm truyền đạt điều khiển PID miền Laplace: GPID ( s) = K P + K I + K D s s (1.2) Vấn đề hệ thống khác ta phải chọn luật điều khiển, tham số KP, TI, Td thích hợp cho hệ thống Bằng thực nghiệm lý thuyết, ta xác định tham số để điều khiển đáp ứng yêu cầu chất lượng hệ thống Tuy có nhiều lý thuyết xác định tham số cho điều khiển PID, chưa lý thuyết hoàn hảo tiện lợi, việc xác định tham số cho điều khiển phức tạp đòi hỏi kỹ sư phải có chun mơn tích hợp hệ thống Người thiết kế cần thiết phải hiểu ảnh hưởng khâu điều khiển đến chất lượng hệ thống chất phương pháp thiết kế thiết kế hệ thống có chất lượng tốt 1.3 Cấu trúc điều khiển PID số Hình 1.2: Hệ thống điều khiển PID số Bộ điều khiển tỷ lệ Trong hệ thống liên tục điều khiển tỷ lệ mô tả: u ( t ) =K p e ( t ) (1.3) Tương đương với: G dk ( s ) =K p (1.4) Với hệ gián đoạn, điều khiển tỷ lệ mô tả bởi: u ( k ) =K p s ( k ) (1.5) Tương đương với : G dk ( z ) =K p e ( z ) (1.6) Bộ điều khiển tích phân: Trong hệ thống liên tục điều khiển tích phân mơ tả: Kp t u (t ) = e(t ) dt Ti t∫ (1.7) Tương đương với: Gdk = Kp (1.8) Ti s Ở Ti gọi số thời gian tích phân, sang hệ gián đoạn phương trình xấp xỉ tương đương với phương trình sai phân sau: u (k ) − u (k − 1) K p = e( k ) T Ti (1.9) Hay: u (k ) = u (k − 1) + Tương đương với: K pT Ti e( k ) (1.10) Gdk ( z ) = K PT K PTz = −1 Ti (1 − z ) Ti ( z − 1) (1.11) Bộ điều khiển vi phân: Trong hệ thống liên tục điều khiển vi phân mô tả:  u (t ) = K pTd e(t ) (1.12) Tương đương với: Gdk (t ) = K pTd s (1.13) Ở Td gọi số thời gian vi phân, sang hệ gián đoạn phương trình xấp xỉ tương đương với phương trình sai phân sau:  e(k ) − e(k − 1)  u (k ) = K pTd   T   (1.14) Tương đương: 1 − z −1  K pTd  z − 1 u (k ) = K pTd  = T  z     T  (1.15) Bộ điều khiển tỷ lệ vi tích phân PID: Ta có phương trình điều khiển PID hệ liên tục: t    u (t ) = K p e(t ) + ∫ e(t )dt + Td e(t ) Ti t     Tương đương:   Gdk = K p 1 + + Td s   Ti s  (1.16) Sang hệ gián đoạn điều khiển PID biểu diễn phương trình sai phân sau:  T u ( k ) = K p e( k ) + Ti  Tương đương với: k −1 Td  ∑ e(i) + T [ e(k ) − e(k − 1)] i =0  (1.17)  T Gdk ( z ) = K p 1 +  Ti   z  Td  z − 1 + T    z   z − 1     (1.18) Sau rút gọn ta được:  z − az + b  Gdk ( z ) = K    z ( z − 1)  Với:  TTi + Td Ti + T  K = Kp  TiT   a= (1.19) (1.20) TiT − Td Ti TTi + Td Ti + T b= Td Ti TTi + Td Ti + T (1.21) (1.22) Hình 1.3: Cấu trúc điều khiển PID số 1.4 Những hạn chế điều khiển PID hướng phát triển Hiện nay,bộ điều khiển PID sử dụng rộng rãi công nghiệp Tuy nhiên điều khiển PID có hạn chế định • Những hạn chế điều khiển PID: + Việc chỉnh định tham số cho PID khơng đơn giản, địi hỏi nhiều kinh nghiệm + Khi hệ thống bị tác động nhiễu, nhiễu đưa đến đầu vào thông qua mạch phản hồi tổng hợp với tín hiệu mẫu Do tín hiệu điều khiển bao gồm nhiễu Đây nguyên nhân ảnh hưởng đến tính ổn định hệ thống độ xác điều khiển + Đối với hệ thống phi tuyến,các đơií tượng điều khiển có tham số thay đổi việc áp dụng điều khiển PID với các tham số không đảm bảo chất lượng • Hướng phát triển: Việc hiệu chỉnh tham số điều khiển PID khó khăn người sử dụng Do ,đã có nhiều cơng trình nghiên cứu để tạo điều khiển PID hiệu chỉnh tham số cách tự động, cách đơn giản dễ áp dụng phương pháp chỉnh định mờ tham số PID Zhao, Tomizuka Isaka đưa tài liệu “Lý thuyết điều khiển mờ” tác giả Nguyễn Doãn Phước Phan Xuân Minh CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN MỜ 2.1.Tập mờ 2.1.1 Định nghĩa tập mờ 2.1.2 Các phép toán tập mờ 2.2.Cấu trúc điều khiển mờ 2.2.1 Cấu trúc điều khiển mờ 2.2.2 Mờ hóa 2.2.3 Thiết bị hợp thành 2.2.4 Giải mờ CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ PID 3.1 Phương pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Zhao – Tomizuka Isaka Một điều khiển PID với đầu vào e(t) đầu u(t) có mơ hình tốn học sau: t  de(t )  u (t ) = k p e(t ) + ∫ e(τ )dτ + TD  T1 dt   (3.1) Hoặc công thức miền Laplace: G(s) = K p + Trong Ti = Ki + KDs s Kp Ki ; TD = (3 2) KD KP • Cấu trúc chỉnh định mờ tham số PID Với chỉnh định mờ PID, tham số K R; T1; TD hay tham số KR; K1; KD chỉnh định theo điều khiển mờ riêng biệt dựa sai lệch e(t) đạo hàm de(t) Có nhiều phương pháp khác để chỉnh định tham số PID như: Chỉnh định theo phiếm hàm mục tiêu, chỉnh định theo trực tiếp, … phạm vi luận văn tơi trình bày phương pháp chỉnh định mờ tham số PID Zhao, Tomizuka Isaka 10 Bộ chỉnh định mờ de/ dt Thiết bị Chỉnh định H ình 3.1 Phương pháp chỉnh Bộ điều khiển e - PID Đối tượng Định mờ tham số PID y kR x Bộ chỉnh đỉnh mờ e Bộ chỉnh đỉnh mờ de / dt Bộ chỉnh đỉnh mờ kD α Hình 3.2 Bên chỉnh định mờ 17 nhớ truy nhập trực tiếp lớn, tốc độ tính tốn cao làm giảm tính cạnh tranh sản phẩm Inputs 2 8 Membershi p functions each each each each each each Rules 20 200 1000 10 100 1000 Outputs 1 4 Membershi p functions 9 each each each Runtime on S7-300 approx 13.5ms approx 78 ms * approx 31ms approx 180ms * Runtime on S7-400 approx 1.8ms approx 11ms approx 73ms approx 4ms approx 22ms approx.154 ms Bảng 4.1: Bảng đo thời gian chạy thực Fuzzy Control S7-300 (CPU314), S7-400 (CPU 413-1) Siemens Siemens hãng tích hợp điều khiển mờ vào phần mềm lập trình cho điều khiển khả trình PLC, với trình kiểm tra chặt chẽ chất lượng sản phẩm đầu Siemens đo đạc thơng số kỹ thuật chạy thử nghiệm FuzzyControl S7-300 S7-400 [44] có thơng số cho theo bảng 4.1 Từ bảng 3.1 thấy rõ thời gian tính tốn điều khiển mờ phụ thuộc lớn vào số lượng hàm liên thuộc đầu vào/ra vào số luật mờ điều khiển Và thơng số quan trọng lõi vi xử lý yếu tố mà với mục đích tạo điều khiển thời gian thực Luận văn cần phải đặc biệt lưu ý lựa chọn kỹ lưỡng 18 Trên sở suy luận vậy, luận văn đến giải pháp tăng thêm số đầu vào cho chỉnh định mờ đồng thời giảm số lượng tập mờ đầu vào ra, giảm số lượng luật chỉnh định mờ xuống Việc tăng thêm số đầu vào cho chỉnh định mờ chắn mang đến khả sau: - Tạo tính linh hoạt cao cho chỉnh định để làm việc với nhiều đối tượng cơng nghiệp khác nhau, mở rộng miền ứng dụng sản phẩm - Cung cấp thêm thông tin đầu vào cho chỉnh định để tạo hội giảm bớt số lượng tập mờ số mệnh đề hợp thành, tức giảm bớt dung lượng yêu cầu tốc độ tính tốn cho vi điều khiển lựa chọn, mở rộng hội khả cạnh tranh sản phẩm Hình 4.1: Cải tiến chỉnh định mờ cách thêm biến ngôn ngữ đầu vào: Việc bổ sung thêm đầu vào thứ ba cho chỉnh định mờ, dẫn giải trên, cần thiết (vì từ trước đến thời điểm chưa có đề xuất) Song đầu vào bổ sung gì? Đó vấn đề nghiên cứu đặt cho luận án Từ giới hạn việc bổ sung khơng làm phức tạp thêm độ phi tuyến, chẳng hạn ta bổ sung đầu vào thứ ba bình 19 phương đạo hàm sai lệch, bổ sung tăng thêm tính linh hoạt cho chỉnh định có thay đổi động học hệ thống, chẳng hạn bị nhiễu tác động, tức có ý nghĩa tác động tốt trình độ, luận văn chọn đầu vào thứ ba bổ sung thêm cho chỉnh định tích phân sai lệch mơ tả hình 4.1 Cấu trúc cứng chỉnh định cải tiến mơ tả Hình 3.1 So với chỉnh định mờ Zhao-Tomizuka-Isaka biến ngơn ngữ đầu vào thứ ba tích phân sai lệch, ký hiệu ie bổ sung thêm nhằm tăng lượng thông tin thay đổi mơ hình hệ thống tác động nhiễu biến đổi chậm cho chỉnh định Việc tăng thêm biến ngôn ngữ đầu vào thứ ba giúp cho ta chỉnh sửa lại luật hợp thành cho gọn xác định cụ thể ba thành phần độc lập K P, TI, TD điều khiển Hơn nữa, biến ngôn ngữ đầu sau giải mờ trực tiếp giá trị tham số K P, TI, TD điều khiển PID thay giá trị trung gian K P, TI, TD chuẩn hoá khâu chỉnh định ZhaoTomizuka-Isaka Do số biến ngôn ngữ đầu vào tăng thêm thành biến, nên ta giảm lượng số tập mờ cho biến mà giữ độ xác cần thiết cho quan hệ truyền đạt khâu chỉnh định mờ Mơ hình tập mờ giá trị ngơn ngữ biểu diễn hình 3.1 So với mơ hình tập mờ ngun gốc phương pháp Zhao-Tomizuka-Isaka cấu hình cải tiến này, số tập mờ đầu vào 9, so với 14 gốc Việc giảm số lượng tập mờ mà khơng làm thay đổi đáng kể xác quan hệ vào/ra hệ mờ giúp ta phải cài đặt liệu lên thiết bị điều khiển số mà gần giữ nguyên độ tin cậy giá trị tham số K P, KI, KD thu Điều 20 cho phép ta dễ dàng tích hợp khâu chỉnh định mờ thiết bị vi xử lý, vi điều khiển có sẵn thị trường, làm giảm giá thành tăng khả cạnh tranh hội thương mại hố cho sản phẩm Hình 4.2 Cải tiến việc mờ hố biến ngơn ngữ vào-ra Song song với việc cải tiến biến ngơn ngữ vào/ra, mờ hố, chỉnh định mờ đề xuất luận văn cịn có cải tiến luật hợp thành, từ 49 mệnh đề hợp thành ban đầu luật cho chỉnh định mờ Với đề xuất rút gọn này, khả thực chip vi xử lý, vi điều khiển dung lượng thấp lại cao, lợi cạnh tranh lớn Gọi tập mờ đầu vào cho biến ngôn ngữ: - A11,A12,A13 thay cho NB,ZE, PB cho biến ngôn ngữ E - A21,A22,A23 thay cho NB,ZE, PB cho biến ngôn ngữ DE - A31,A32,A33 thay cho NB,ZE, PB cho biến ngôn ngữ IE - B1,B2,B3, B4 thay cho N,NS, PS, P cho biến ngôn ngữ KP - B11,B12 thay cho PS, PB cho biến ngôn ngữ TI - BD1,BD2 thay cho PS, PB cho biến ngôn ngữ TD 21 Hệ luật suy diễn cho hệ số KP: R1: Nếu e = A11k de = Ai2k ie = Ai3p kp = Bil (4.1) Với i = 1,2,…,8; k = 1,2,3; p = 1,2,3 l = 1,2,3,4 Bộ chỉnh định mờ xây dựng với chế suy diễn theo nguyên tắc SUM-PROD giải mờ theo phương pháp điểm trọng tâm Giá trị chỉnh định Kp xác định công thức KP = ∑∫µ i =1 B ' i Bi' ( K p ).K p dK p (4.2) ∑ ∫ µ B' ( K p )dK p i =1 B ' i Với i µ B ' ( K p ) = µ Ai (e).µ Ai (e' ).µ Ai ( ∫ edt ).µ Bi ( K p ) i 1k 2j 3p t l (4.3) i = 1,2,…,8 Hệ luật suy diễn cho số thời gian T1: R1: e = Ai1k de = Ai2k ie = Ai3p t1 =BiIl (4.4) Với i = 1,2,…,8; k= 1,2,3; p=1,2,3 l= 1,2 Giá trị chỉnh định số thời gian tích phân T1 biểu diễn sau: R1: e = Ai1k de = Ai2k ie = Ai3p t1 =BiIl Với i = 1,2,…,8; k= 1,2,3; p=1,2,3 l= 1,2 (4.5) 22 T1 = ∑ ∫µ i =1 B ' Il ' B Il (T1 ).T1dT1 (4.6) ∑ ∫ µ B ' (T1 )dT Il i =1 B ' Il Với µ B ' (T1 ) = µ Ai (e).µ Ai (e' ).µ Ai ( ∫ edt ).µ B i (TI ) Il 1k 2j 3p (4.7) Il i = 1,2,…,8 Hệ luật suy diễn cho số thời gian TD: R1: Nếu e = Ai1k de = Ai2k ie = Ai3p tD = BiDl (4.8) Với i = 1,2,…,8; k = 1,2,3; j = 1,2,3; p= 1,2,3 l =1,2 Giá trị chỉnh định số thời gian tích phân TD biểu diễn sau: TD = ∑ ∫µ i =1 B ' Di ' BDi ∑ ∫µ i =1 B ' Di (TD ).TD dTD (4.9) ' BDi (TD )dTD Với µ B ' (TD ) = µ Ai (e).µ Ai (e' ).µ Ai ( ∫ edt ).µ B i (TD ) Di 1k 2j 3p t Dl (4.10) i = 1,2,…,8 Các giá trị chỉnh định KP, TI, TD truyền trực tiếp từ chỉnh định mờ vào điều khiển PID Tính ổn định hệ thống 23 Tính ổn định hệ thống kín phương pháp cải tiến hoàn toàn đảm bảo phương pháp PID-Fuzzy mà Zhao-Tomizika-Isaka đề xuất việc xác định miền ổn định cho tham số điều khiển thực thơng qua thực nghiệm Đó ưu điểm phương pháp, việc thiết kế khơng cần quan tâm đến mơ hình tốn học đối tượng [K pmin, KPmax],[KDmin, KDmax] xác định trước thực nghiệm, nhờ q trình chỉnh định ln đảm bảo hệ kín ổn định Với phương pháp cải tiến, hệ số Kp, Ki, Kd ta cho phép thay đổi phạm vi tương tự phương pháp ZhaoTomizika-Isaka Qua đó, ta đảm bảo tính ổn định hệ thống vịng kín phương pháp Đây ưu điểm nhược điểm phương pháp Nhược điểm phải tiến hành nhiều thực nghiệm xác định vùng làm việc an toàn cho tham số KP, TI TD điều khiển Ưu điểm thiết kế điều khiển đạt chất lượng không đổi có nhiễu tác động mà khơng phải xây dung mơ hình tốn học cho đối tượng điều khiển Để kiểm nghiệm điều khiển PID-Fuzzy thích nghi mờ cải tiến kiểm chứng mô Tác giả chọn đối tượng hệ thống điều khiển nhiệt độ lị nhiệt điện trở 4.2 Mơ kiểm chứng điều khiển PID-Fuzzy cải tiến 4.2.1 Xây dựng hàm truyền lò điện trở 24 C(t) K1 τ t(s) T1 C (s) Ta xác định hàm truyền gần lò điện trở : W(s)= R( s) Tín hiệu vào hàm nấc đơn vị: R(s)= (4.11) S (4.12) Tín hiệu gần đúng: C(t)= f(t- τ ), f(t)= K1(1 − e − t / T ) K1 => F(s)= S (1 + T S ) K e −τ 1S Áp dụng định lý chậm trễ ta có C(s)= S (1 + T1 S ) => W(s)= K1 e −τ 1S + T1 S Trong đó: T1 số thời gian τ thời gian trễ K1 hệ số khuếch đại Theo tài liệu [1] ta tìm K1=4, T1=100(s), τ =5(s) 4.2.2 Hàm truyền biến đổi xoay chiều-xoay chiều (4.13) (4.14) (4.15) 25 Bộ biến đổi xoay chiều- xoay chiều mơ tả gần khâu có hàm truyền: W(s)= K 2.e −τ S Với K2=37.5 τ = 0,003 (4.16) 4.2.3 Hàm truyền cảm biến nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ coi khâu tỷ lệ với hệ số K3= 10V =0,0067 (V/0C) 1500 0C (4.17) 4.2.4 Xây dựng điều khiển PID kinh điển để điều khiển nhiệt độ lò điện trở Cấu trúc mơ với Kd = Hình 4.3: Sử dụng PID kinh điển điều khiển nhiệt độ lò Ở ta sử dụng phương pháp Ziegler - Nichols để điều chỉnh tham số PID, tham số xây dựng theo bảng sau: Bộ điều khiển Kp TI P 0,5Ku PI 0,45Ku Tu/1,2 PID 0,6Ku Tu/2 TD Tu/8 26 Với Kp = 1,83; Ki = 0,000001; Kd = ta có đường đặc tính động lị sau: Hình 4.4: Đặc tính động lị sử dụng PID kinh điển Các tiêu chất lượng: Lượng điều chỉnh: δ max = 1650 − 1500 = 150 Thời gian độ: tqd =1000 (s) Sai lệch tĩnh: St% = y xl − y yc y xl Số lần dao động: n = = 1550 − 1500 = 3,33% 1550 27 4.2.5 Xây dựng điều khiển PID mờ để điều khiển nhiệt độ lị điện trở 4.2.5.1 Định nghĩa biến ngơn ngữ vào Ta điều khiển theo luật PID ( Giả thiết số vi phân Kd = 0), biến ngôn ngữ đầu vào điều khiển mờ sai lệch E tích phân sai lệch TE, đầu điều khiển mờ điện áp Uđk Miền giá trị biến ngơn ngữ: E= [ 0÷ 10] TE= [ 0÷ 1500] Uđk= [0÷ 10] Chọn hàm liên thuộc dạng tam giác: 28 4.2.5.2 Xây dựng luật hợp thành Với tập mờ đầu vào ta xây dựng 5x5=25 luật điều khiển Các luật điều khiển xây dựng theo nguyên tắc sau: -Sai lệch lớn tác động điều khiển lớn -Tích phân sai lệch lớn tác động điều khiển lớn R1: Nếu E=E1 TE=TE1 Uđk=Uđk1 R2: Nếu E=E2 TE=TE1 Uđk=Uđk2 R3: Nếu E=E3 TE=TE1 Uđk=Uđk3 R4: Nếu E=E4 TE=TE1 Uđk=Uđk4 R5: Nếu E=E5 TE=TE1 Uđk=Uđk5 R6: Nếu E=E1 TE=TE2 Uđk=Uđk2 R7: Nếu E=E2 TE=TE2 Uđk=Uđk3 R8: Nếu E=E3 TE=TE2 Uđk=Uđk4 R9: Nếu E=E4 TE=TE2 Uđk=Uđk5 29 R10: Nếu E=E5 TE=TE2 Uđk=Uđk5 R11: Nếu E=E1 TE=TE3 Uđk=Uđk3 R12: Nếu E=E2 TE=TE3 Uđk=Uđk4 R13: Nếu E=E3 TE=TE3 Uđk=Uđk5 R14: Nếu E=E4 TE=TE3 Uđk=Uđk5 R15: Nếu E=E5 TE=TE3 Uđk=Uđk5 R16: Nếu E=E1 TE=TE4 Uđk=Uđk4 R17: Nếu E=E2 TE=TE4 Uđk=Uđk5 R18: Nếu E=E3 TE=TE4 Uđk=Uđk5 R19: Nếu E=E4 TE=TE4 Uđk=Uđk5 R20: Nếu E=E5 TE=TE4 Uđk=Uđk5 R21: Nếu E=E1 TE=TE5 Uđk=Uđk5 R22: Nếu E=E2 TE=TE5 Uđk=Uđk5 R23: Nếu E=E3 TE=TE5 Uđk=Uđk5 R24: Nếu E=E4 TE=TE5 Uđk=Uđk5 R25: Nếu E=E5 TE=TE5 Uđk=Uđk5 Chọn luật hợp thành theo quy tắc max-min; giải mờ theo phương pháp điểm trọng tâm 4.2.5.3 Mô simulink Sơ đồ cấu trúc Simulink Hình:4.5 Sơ đồ simulink mơ thuật tốn PID-Fuzzy cải tiến đề xuất ứng dụng điềukhiển nhiệt độ lò điện trở 30 Kết mơ phỏng: Hình 4.6: Đặc tính động lò điện trở sử dụng PID-Fuzzy cải tiến Các tiêu chất lượng: Lượng điều chỉnh: δ max = Thời gian độ: tqd =600 (s) Sai lệch tĩnh: St% = y xl − y yc y xl = 1500 − 1500 = 0% 1500 Số lần dao động: n = Nhận xét So sánh hai phương pháp qua tiêu chất lượng ta thấy sử dụng điều kiển PID mờ có ưu điểm nhiều PID kinh điển 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Nguyễn Doãn Phước,Phan Xuân Minh-“Lý thuyết điều khiển mờ”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2004 [2] Bùi Cơng Cường, Nguyễn Dỗn Phước -“Hệ mờ mạng nơron ứng dụng”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 [3] Nguyễn Dỗn Phước-“Lý thuyết điều khiển tuyến tính”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [4] Nguyễn Phùng Quang-“Matlab –Simulink”NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 [5] Nguyễn Dỗn Phước ,Phan Xn Minh ,Bùi Cơng Cường ,Nguyễn Hoàng Cương, Chu Văn Hỷ-“Hệ mờ ứng dụng” ,NXB Khoa học kỹ thuật,1998 Tài liệu tiếng nước [6] M Sugeno, “Industrial Applications of Fuzzy Control”.Amsterdam, The Netherlans: Elsevier,1985 [7] Rajani K Mudi and Nikhil R Pal, “A Roburt Self tuning scheme of PI and PD type Fuzzy Controllers” IEEE transactions on Fuzzy System, Vol.7, No.1, February,1999 [8] C.C.Lee., “Fuzzy logic in control systems Fuzzy logic controller- Parts ... 2.2.4 Giải mờ CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ PID 3.1 Phương pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Zhao – Tomizuka Isaka Một điều khiển PID với đầu vào e(t)... chỉnh định mờ de/ dt Thiết bị Chỉnh định H ình 3.1 Phương pháp chỉnh Bộ điều khiển e - PID Đối tượng Định mờ tham số PID y kR x Bộ chỉnh đỉnh mờ e Bộ chỉnh đỉnh mờ de / dt Bộ chỉnh đỉnh mờ kD... chỉnh định tham số PID như: Chỉnh định theo phiếm hàm mục tiêu, chỉnh định theo trực tiếp, … phạm vi luận văn tơi trình bày phương pháp chỉnh định mờ tham số PID Zhao, Tomizuka Isaka 10 Bộ chỉnh