ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID - MỜ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ NÂNG - HẠ Ngành: TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: 60.52.6023.04.3898 Học Viên: BÙI TUẤN NGỌC Người HD Khoa học: TS NGUYỄN VĂN VỴ THÁI NGUYÊN - 2011 i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID - MỜ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ NÂNG - HẠ” Ngành: TỰ ĐỘNG HOÁ Học viên: BÙI TUẤN NGỌC Người hướng dẫn Khoa học: TS NGUYỄN VĂN VỴ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN TS Nguyễn Văn Vỵ Bùi Tuấn Ngọc BAN GIÁM HIỆU KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi nghiên cứu và thực hiện Trong lụân văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã nêu trong phần “Tài liệu tham khảo” Tác giả luận văn Bùi Tuấn Ngọc iii LỜI NÓI ĐẦU Việc ứng dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực tự động hoá đã góp phần làm tăng năng suất lao động, cải thiện điều kiện lao động đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế cao Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết điều khiển hiện đại vào thực tế đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trong đó có lý thuyết điều khiển mờ Bên cạnh đó, luật điều khiển trong các bộ điều khiển hầu hết là luật PID Để bộ điều khiển PID phát huy tốt hiệu quả của nó thì việc xác định và hiệu chỉnh các tham số là rất quan trọng tuy nhiên việc hiệu chỉnh các tham số của bộ điều khiển PID còn thụ động Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mờ để xác định và hiệu chỉnh tham số cho bộ điều khiển PID cho phù hợp với các trạng thái làm việc là cần thiết và hiện nay đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ Trong luận văn này tác giả sẽ nghiên cứu vấn đề “Ứng dụng bộ điều khiển PID - Mờ điều khiển thiết bị nâng - hạ” Nội dung gồm 3 chương như sau: Chương I: Tổng quan về bộ điều khiển PID Chương II: Bộ điều khiển mờ Chương III: Thiết kế PID - Mờ điều khiển máy nâng - hạ Nội dung nghiên cứu là ứng dụng lý thuyết mờ để xác định và hiệu chỉnh tham số cho bộ điều khiển PID Đây là một lĩnh vực phức tạp, mặt khác do trình độ có hạn nên trong luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thày, cô giáo để bản luận văn của em được hoàn thiện hơn Trong quá trình làm luận văn, em luôn nhận được sự tạo điều kiện giúp đỡ của Khoa Sau Đại học và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Ts Nguyễn Văn Vỵ - người trực tiếp hướng dẫn Em xin chân trọng cảm ơn! Em xin gửi lời cám ơn các thầy cô giáo Khoa Sau đại học, khoa Điện, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện, trang bị cho em những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian học tập iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI NÓI ĐẦU iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÍ HIỆU v DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU 1 Chương 1 2 TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 2 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 3 1.1 CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN .3 1.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN 3 1.2.1 Chỉ tiêu chất lượng tĩnh 3 1.2.2 Chỉ tiêu chất lượng động 4 1.3 CÁC LUẬT ĐIỀU KHIỂN 6 1.3.1 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ (P) 6 1.3.2 Quy luật điều chỉnh tích phân (I) 6 1.3.3 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ vi phân (PD) 7 1.3.4 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ tích phân (PI) 8 1.3.5 Quy luật điều chỉnh tỷ lệ vi tích phân (PID) 10 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THAM SỐ PID 12 1.4.1 Phương pháp Ziegler - Nichols 14 1.4.2 Phương pháp Chien – Hrones – Reswick .18 1.4.3 Phương pháp tổng T của Kuhn .20 1.4.4 Phương pháp tối ưu .21 1.4.5 Xác định tham số PID dựa trên quá trình tối ưu trên máy tính 33 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 34 Chương 2 36 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 36 Chương 2 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 37 2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA LOGIC MỜ .37 2.2 LOGIC MỜ 39 2.2.1 Khái niệm chung 39 2.2.2 Các hàm liên thuộc thường được sử dụng 40 2.2.3 Biến ngôn ngữ và giá trị của biến ngôn ngữ 41 2.3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 42 2.3.1 Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ 42 2.3.2 Khâu mờ hóa 43 2.3.3 Khâu thực hiện luật hợp thành .44 v 2.3.4 Khâu giải mờ 48 2.4 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 51 2.4.1 Bộ điều khiển mờ tĩnh 51 2.4.2 Bộ điều khiển mờ động 54 2.4.3 Bộ điều khiển mờ lai 58 2.4.4 Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số bộ điều khiển PID 60 2.4.5 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc .61 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 61 Chương 3 63 THIẾT KẾ PID - MỜ .63 ĐIỀU KHIỂN MÁY NÂNG – HẠ 63 Chương 3 THIẾT KẾ PID - MỜ ĐIỀU KHIỂN MÁY NÂNG - HẠ 63 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT BỊ NÂNG - HẠ 64 3.2 CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU KHIỂN MÁY NÂNG - HẠ 65 3.2.1 Mô tả toán học của động cơ điện 66 3.2.2 Mô tả toán học bộ biến đổi 72 3.2.3 Mô tả toán học cho máy phát tốc 74 3.2.4 Mô tả toán học cho thiết bị đo điện 74 3.3 THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN PID 75 3.3.1 Tổng hợp bộ điều khiển dòng điện .75 3.3.2 Tổng hợp bộ điều khiển tốc độ 77 3.3.3 Tổng hợp mạch vòng vị trí 80 3.3.4 Tính toán thông số bộ điều khiển vị trí 84 3.3.5 Mô phỏng hệ thống 87 3.4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID MỜ .93 3.4.1 Mờ hóa 93 3.4.2 Luật điều khiển và luật hợp thành 101 3.4.3 Giải mờ .103 3.5 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 104 3.5.1 Xây dựng sơ đồ mô phỏng 104 3.5.2 Kết quả mô phỏng 106 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 111 KẾT LUẬN CHUNG .111 KIẾN NGHỊ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 TÓM TẮT 115 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÍ HIỆU STT Kí hiệu 1 ĐTĐT Diễn giải Đối tượng điều khiển vi 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 TBĐK TBĐL – CĐTH exl δmax tqd n K TI Td L T Δh e(t) u(t) Đ BBĐ RI Rω Tf Tvo Tđk Tu Ti Ru Mc Tω Lư Kφ J CL Thiết bị điều khiển Thiết bị đo lường và chuyển đổi tín hiệu Sai số xác lập Lượng quá điều chỉnh Thời gian quá độ Số lần dao động Hệ số khuếch đại Hằng số thời gian tích phân Hằng số thời gian vi phân Hằng số thời gian trễ Hằng số thời gian quán tính Độ quá điều chỉnh Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu ra Động cơ một chiều Bộ biến đổi xoay chiều - một chiều Bộ điều chỉnh dòng điện Bộ điều chỉnh tốc độ Hằng số thời gian của mạch lọc Hằng số thời gian sự chuyển mạch chỉnh lưu Hằng số thời gian mạch điều khiển chỉnh lưu Hằng số thời gian mạch phần ứng Hằng số thời gian xenxơ dòng điện Điện trở mạch phần ứng Mômen tải Hằng số thời gian máy phát tốc Điện cảm mạch phần ứng Từ thông định mức Mômen quán tính Chỉnh lưu vii viii DANH MỤC CÁC BẢNG STT 1 2 3 4 5 Kí hiệu Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Diễn giải Hàm liên thuộc của biến đầu vào Hàm liên thuộc của biến đầu ra Luật điều khiển cho HCKP Luật điều khiển cho HCKI Luật điều khiển cho HCKD ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Ký hiệu Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Hình 1.16 Hình 1.17 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Diễn giải Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển Đặc tính của sai số xác lập Đặc tính của lượng quá điều chỉnh Đặc tính của thời gian quá độ Đặc tính của số lần dao động Các đặc tính của quy luật điều chỉnh PD Các đặc tính của quy luật điều chỉnh PI Các đặc tính của quy luật điều chỉnh PID Bộ điều khiển PID Nhiệm vụ của bộ điều khiển PID Xác định tham số cho mô hình xấp xỉ Xác định hằng số khuếch đại tới hạn Hàm quá độ cho phương pháp Chien – Hrones – Reswick Quan hệ giữa diện tích và tổng các hằng số thời Dải tần số mà ở đó có biên độ hàm đặt tính bằng 1 Điều khiển khâu quán tính bậc nhất Bộ điều khiển PID tối ưư đối xứng Mờ hóa biến tốc độ Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ Hàm liên thuộc của luật hợp thành Giải mờ bằng phương pháp cực đại Giải mờ theo phương pháp cận trái Giải mờ theo phương pháp cận phải Giải mờ theo phương pháp trung bình Giải mờ theo phương pháp điểm trọng tâm Đặc tính vào-ra cho trước Hàm liên thuộc các biến ngôn ngữ vào ra Hệ điều khiển mờ theo luật PI Hệ điều khiển mờ theo luật PD 101 Hình 3.34: Xác định tập mờ cho biến ra HCKD 3.4.2 Luật điều khiển và luật hợp thành Dựa vào bản chất vật lý, các số liệu vào ra có được, kinh nghiệm, và dựa vào đặc tính quá độ thường gặp của hệ thống điều khiển dùng PID như ở Hình3.31, ta xác định các luật điều khiển tương ứng Chẳng hạn: Hình3.35: Đặc tính quá độ thường gặp của hệ điều khiển dùng PID 102 Khi bắt đầu khởi động, ở khoảng thời gian a l, lúc này cần tín hiệu điều khiển lớn để tín hiệu ra tăng nhanh, suy ra lúc này KP lớn, KD nhỏ và KI lớn ta có luật: Nếu e(t) lớn và dϕ/dt là Zero Thì KP lớn, KD nhỏ và KI lớn Xung quanh khoảng thời gian b1 ta muốn tín hiệu điều khiển nhỏ để không quá điều chỉnh, nghĩa là KP nhỏ, KD lớn và KI nhỏ vậy ta có luật: Nếu e(t) là Zero và dϕ/dt là âm lớn Thì Kp nhỏ, KD lớn, KI nhỏ Các tác động điều khiển xung quanh khoảng thời gian c1 và d1 tương tự như xung quanh a1 và b1 Với suy luận tương tự, mỗi một biến ra ta có tổ hợp của 5 × 5 = 25 luật như ở các bảng 3.3, bảng 3.4 và bảng 3.5 Bảng 3.3: Luật điều khiển cho HCKP HCKP ERROR A AV ZE DV D A L V N L V AV L N NV V V dϕ /dt ZE V NV N L NV DV L V N V N D L V L N N Bảng 3.4: Luật điều khiển cho HCKI HCKI ERROR A AV ZE DV D A N NV N NV NV AV NV N NV V V dϕ /dt ZE N NV S S N DV V V V N NV D L L V V V Bảng 3.5: Luật điều khiển cho HCKD HCKD ERROR A AV ZE DV A NV V V NV AV V NV NV NV dϕ /dt ZE N NV N N DV V NV N NV D N N N N 103 D NV V N V L Hình 3.36: Các luật hợp thành 3.4.3 Giải mờ Dùng luật hợp thành Max-Prod, giải mờ theo phương pháp trọng tâm, Khi đó các hệ số HCKP, HCKI, HCKD được tính toán lúc điều khiển là: 25 HCKP (t ) = ∑y l =1 −l P 25 ∑µ l =1 25 HCKI (t ) = µ Al (e(t )) µ Bl (dϕ / dt ) ∑y l =1 −l I 25 Al e(t ) µ Bl (dϕ / dt ) µ Al (e(t )) µ Bl ( dϕ / dt ) ∑ µ Al e(t )µ Bl (dϕ / dt ) l =1 (3.53) (3.54) 104 25 HCKD(t ) = ∑y l =1 −l D µ Al (e(t )) µ Bl (dϕ / dt ) 25 ∑ µ Al e(t )µBl (dϕ / dt ) (3.55) l =1 Trong đó yp-l, yI-l, yD-l là tâm của các tập mờ tương ứng 3.5 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 3.5.1 Xây dựng sơ đồ mô phỏng Mô hình mô phỏng được xây dựng trên phần mềm Matlab Simulink Hình 3.37: Cấu trúc của hệ điều khiển mờ lai chỉnh định tham số PID 105 Hình 3.38: Cấu trúc của khâu mờ Hình 3.39: Cấu trúc của bộ điều khiển PID 106 Hình 3.40: Sơ đồ mô phỏng so sánh hệ điều khiển PID kinh điển và hệ mờ lai điều chỉnh tham số PID 3.5.2 Kết quả mô phỏng Thực hiện so sánh chất lượng của hai hệ thống PID kinh điển và hệ PID Mờ lai điều chỉnh tham số bằng cách cho cùng một lượng đặt đầu vào (lần lượt là: lượng đặt là hằng số và lượng đặt có dạng xung chữ nhật) sau đó quan sát đáp ứng trên đầu ra 3.5.2.1 Đáp ứng của hai hệ thống khi Mômen tải là hằng số - Đáp ứng vị trí: 107 Hình 3.41: Đáp ứng vị trí của hai hệ thống khi lượng đặt là hằng số Vị trí đặt Vị trí PID Vị trí PID - Mờ Hình 3.42: Đáp ứng vị trí của hai hệ thống khi lượng đặt là dạng xung Nhận xét: Qua mô phỏng đáp ứng vị trí của hệ thống mờ lai và hệ kinh điển, ta thấy: Hệ điều khiển mờ lai có lượng quá điều chỉnh nhỏ, không dao động, sai lệch tĩnh nhỏ, nhanh đạt tới trạng thái ổn định hơn so với hệ điểu khiển kinh điển 108 - Đáp ứng góc quay: Hình 3.43: Đáp ứng góc quay tời của hai hệ thống khi lượng đặt là hằng số Góc quay đặt Góc quay PID Góc quay PID - Mờ Hình 3.44: Đáp ứng góc quay tời của hai hệ thống khi lượng đặt là dạng xung Nhận xét: Qua mô phỏng đáp ứng góc quay tời của hệ thống mờ lai và hệ kinh điển, ta thấy: Hệ điều khiển mờ lai có lượng quá điều chỉnh nhỏ, không dao động, sai lệch tĩnh nhỏ, thời gian quá độ ngắn hơn so với hệ điểu khiển kinh điển 109 - Đáp ứng tốc độ: Hình 3.45: Đáp ứng tốc độ của hai hệ thống khi lượng đặt là hằng số Tốc độ PID Tốc độ PID - Mờ Hình 3.46: Đáp ứng tốc độ của hai hệ thống khi lượng đặt là dạng xung Nhận xét: Dựa vào đường đặc tính tốc độ của hệ điều khiển PID với hệ điều khiển PID - Mờ lai, ta thấy bộ điều khiển mờ lai chỉnh định tham số PID vừa thiết kế có lượng quá điều chỉnh nhỏ, thời gian quá độ ngắn 110 Như vậy, qua so sánh ta có thể thấy rằng khi mômen tải không đổi, hệ điều khiển vị trí sử dụng bộ điều khiển PID - Mờ lai chỉnh định tham số có các chỉ tiêu chất lượng đều đáp ứng tốt hơn khi sử dụng bộ điều khiển PID kinh điển 3.5.2.2 Đáp ứng tốc độ của hai hệ thống khi Mômen tải thay đổi Hình 3.47: Đáp ứng tốc độ của hai hệ thống khi lượng đặt là hằng số Mômen tải Tốc độ PID Tốc độ PID - Mờ Hình 3.48: Đáp ứng tốc độ của hai hệ thống khi lượng đặt dạng xung Nhận xét: Khi cho mômen tải thay đổi thì đáp ứng đầu ra của cả hai bộ điều khiển đều thay đổi Tuy nhiên, từ đồ thị trên Hình 3.47 và Hình 3.48 có 111 thể thấy rằng mức độ phụ thuộc vào mômen tải của hệ PI kinh điển là lớn hơn so với hệ PID - Mờ Như vậy, bộ điều khiển mờ lai chỉnh định tham số PID vừa thiết kế có đáp ứng ra tốt hơn so với bộ điều khiển PID kinh điển trong điều kiện tải thay đổi 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Chương 3 của luận văn đã trình bày cơ sở lý thuyết và các bước thiết kế bộ điều khiển mờ lai chỉnh định tham số của PID Từ đó ứng dụng PID - Mờ điều khiển vị trí cho thiết bị nâng hạ Đưa ra các yêu cầu đối với hệ điều khiển vị trí, tổng hợp mạch vòng dòng điện, mạch vòng tốc độ và mạch vòng vị trí của hệ Xây dựng bộ điều khiển PID - Mờ với tham số đầu vào là sai lệch điều khiển e(t) và đạo hàm của nó nhằm xác định hiệu chỉnh các tham số cho bộ điều khiển PID Từ đặc tính mô phỏng cho thấy bộ điều khiển PID - Mờ lai vừa thiết kế tốt hơn so với bộ điều khiển PID kinh điển, nhất là độ quá điều chỉnh và khả năng chịu tải, thời gian quá độ nhỏ Như vậy, bộ điều khiển PID - Mờ hoàn toàn đáp ứng được thực tế điều khiển KẾT LUẬN CHUNG Qua quá trình thực hiện đề tài “Ứng dụng bộ điều khiển PID - Mờ điều khiển thiết bị nâng - hạ” được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Ts Nguyễn Văn Vỵ, đến nay đề tài đã được hoàn thành theo đúng tiến độ và đề cương đề ra Thông qua nghiên cứu, tìm hiểu đề tài, tác giả thu được kết quả như sau: - Tìm hiểu về luật điều khiển PID, nghiên cứu các bộ điều khiển dạng PID như tác động của bộ điều khiển PID dạng P, dạng I, dạng PI, dạng PD và 112 dạng PID quá trình nghiên cứu nhằm so sánh ưu và nhược điểm của các bộ điều khiển - Khảo sát tổng quan về hệ thống tuỳ động vị trí, quá trình tính toán đề cập đến các thông số: Điện cơ, điện từ, mômen quán tính, mômen cản Từ đó mô phỏng cho kết quả: Vị trí, góc quay, tốc độ Với kết quả này giúp cho việc đánh giá, khảo sát và nâng cao chất lượng - Tìm hiểu, phân tích và tổng hợp các phương pháp xác định tham số cho bộ điều khiển PID Từ đó, lựa chọn các phương pháp xác định tham số bộ điều khiển PID phù hợp cho các đối tượng cụ thể Để nâng cao tính chất điều khiển đặc biệt là điều khiển những đối tượng phi tuyến, trong luận văn đã thực hiện việc nghiên cứu xác định và hiệu chỉnh các tham số của bộ điều khiển PID theo lý thuyết mờ - Điều khiển PID mờ dựa trên những kinh nghiệm thực tế, mô phỏng tư duy của con người và thể hiện tính mềm dẻo trong phân tích và thiết kế nên được ứng dụng nhiều trong điều khiển - Kết quả quan trọng nhất trong luận văn là đã đã nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động điện sử dụng động cơ một chiều nhờ luật điều khiển PID mờ với đối tượng ứng dụng cụ thể là hệ thống truyền động cho thiết bị nâng hạ - Kết quả ban đầu thu được là chất lượng hệ truyền động đã được nâng lên, điều đó được thể hiện ở phần mô phỏng - Kết quả mô phỏng thu được hoàn toàn phù hợp với các kết quả nghiên cứu lý thuyết Điều này chứng tỏ rằng, thuật toán và cách thức xây dựng bộ điều khiển mờ lai là đúng đắn và chính xác 113 - Độ quá điều chỉnh, thời gian quá độ, số lần dao động của hệ truyền động đều tốt hơn so với việc dùng bộ điều khiển PID - Kết quả mô phỏng một lần nữa đã minh chứng và khẳng định rằng lý thuyết điều khiển mờ lai PID hoàn toàn có thể đảm ứng được yêu cầu chất lượng điều khiển của hệ truyền động phi tuyến Do thời gian có hạn, năng lực chuyên môn còn hạn chế bản luận văn mới dừng lại ở việc tổng hợp và xây dựng bộ điều khiển PID mờ để điều khiển đối tượng động cơ một chiều Việc ứng dụng lý thuyết điều khiển PID mờ để điều khiển các đối tượng có chất lượng điều khiển tốt hơn rất nhiều so với điều khiển PID truyền thống KIẾN NGHỊ Trong luận văn này mới chỉ nghiên cứu tác dụng của bộ điều khiển PID mờ Nếu có điều kiện, tiến hành thí nghiệm Phân tích và tổng hợp hệ thống cho một chuyển động cụ thể nào đó với nhiều đối tượng phức tạp hơn hoặc nghiên cứu các điều khiển lai khác 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Nguyễn Thị Phương Hà (1996), Điều khiển tự động, NXB KHKT 2 Nguyễn Như Hiển, Lại Khắc Lãi, Hệ mờ và nơ ron trong kỹ thuật điều khiển, NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ 3 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (2006), Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB KHKT 4 Phạm Công Ngô: Lý thuyết điều khiển tự động (2005), NXB KHKT 5 Nguyễn Doãn Phước; Phan Xuân Minh: Lý thuyết điều khiển mờ 6 Nguyễn Phùng Quang: Matlab & Simulink 7 Nguyễn Trọng Thuần: Điều khiển lôgic và ứng dụng 115 TÓM TẮT Bản thuyết minh luận văn bao gồm 3 chương, mỗi chương nghiên cứu và giải quyết một số vấn đề sau: Chương 1: Tổng quan về bộ điều khiển PID Giới thiệu tổng quan về bộ điều khiển PID: Cấu trúc chung của bộ điều khiển, các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điều khiển, các quy luật điều khiển Giới thiệu các phương pháp xác định tham số cho bộ điều khiển PID như Phương pháp Ziegler – Nichols, Phương pháp Chien – Hrones – Reswick, Phương pháp tổng T của Kuhn, phương pháp tối ưu, phương pháp Xác định tham số bộ điều khiển PID dựa trên quá trình tối ưu trên máy Chương 2 : Bộ điều khiển mờ Giới thiệu tổng quan về điều khiển mờ: Lịch sử phát triển của logic mờ, một số khái niệm cơ bản về logic mờ, cấu trúc của bộ điều khiển mờ Phân tích các bộ điều khiển mờ: Mờ tĩnh, bộ điều khiển mờ động, bộ điều khiển mờ lai PID Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho máy nâng - hạ Đưa ra lý thuyết và các bước thiết kế bộ điều khiển mờ để chỉnh định tham số bộ điều khiển PID Tổng hợp hệ điều khiển vị trí: Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng điện, tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ, tổng hợp mạch vòng vị trí, sơ đồ cấu trúc, tính toán các tham số, tổng hợp hàm truyền của bộ điều khiển Đưa ra cấu trúc bên trong của bộ điều khiển PID mờ Thiết kế bộ điều khiển PID mờ: xác định các biến vào ra và giá trị của nó, xây dựng các luật điều khiển Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm mô phỏng Matlab – Simulink, thiết kế và mô phỏng toàn hệ thống Quan sát và nhận xét kết quả Tóm tắt các kết quả chính của đề tài, đưa ra những hạn chế và kiến nghị hướng phát triển tiếp theo Từ khóa: Hệ tùy động, Hệ điều khiển vị trí, Hệ điều khiển thiết bị nâng hạ, Bộ điều khiển PID, Bộ điều khiển mờ, Bộ điều khiển mờ lai ... ? ?Ứng dụng điều khiển PID - Mờ điều khiển thiết bị nâng - hạ? ?? Nội dung gồm chương sau: Chương I: Tổng quan điều khiển PID Chương II: Bộ điều khiển mờ Chương III: Thiết kế PID - Mờ điều khiển máy nâng. .. HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: ? ?ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID - MỜ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ NÂNG - HẠ” Ngành: TỰ ĐỘNG HOÁ Học viên: BÙI TUẤN... hướng thứ Sử dụng điều khiển đại như: Điều khiển tối ưu, điều khiển bền vững, điều khiển mờ, điều khiển thích nghi….Hướng thứ sử dụng điều khiển lai để tận dụng ưu điểm điều khiển điều khiển thích