Mơn h c NH P MƠN I U KHI N THƠNG MINH Gi ng viên: PGS TS Hu nh Thái Hồng B mơn i u Khi n T ng Khoa i n – i n T i h c Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Ch ng I U KHI N M 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM N i dung ch ng Gi i thi hi u u n m  Thi t k b u n m d a vào kinh nghi m  B u n PID m  Thi t k b u n m dùng lý thuy t Lyapunov  Thi t k mơ ph ng h th ng u n m dùng Matlab  Th c thi b u n m dùng vi u n  Th c thi b u n m dùng PLC  19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM GI I THI U I U KHI N M 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM H th ng u n b i ng Tín hi u đ t i v n hành it ng Tín hi u u n c t có nh ng đ i t ng K r t ph c t p, có tính phi n cao khó K b ng ph ng pháp thơng th ng khơng th xác đ nh đ c mơ hình tốn c a đ i t ng  Con ng i v i kh n ng x lý tinh x o c a b não sau tr i qua q trình đào t o tích l y kinh nghi m l i có th u n đ c đ i t ng ph c t p mà khơng c n bi t v mơ t tốn h c c a đ i t ng ng  Th 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM i u n m Tín hi u đ t it ng g Tín hi u u n i u n m cung c p ph ng pháp đ bi u di n, x lý th c thi tri th c tr c giác c a ng i  Kinh nghi m chun gia đ c tích h p vào b u n m q trình thi t k h th ng  19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM C u trúc b u n m B u n m c b n H qui t c Ti n M x lý hóa Ph ng pháp Gi i H u m x lý suy di n 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM C u trúc b u n m B u n m c b n H qui t c Ti n M x lý hóa Ph ng pháp Gi i H u m x lý suy di n  B u n m c b n:  h qui t c u n rút t kinh nghi m chun gia vi c u n đ i t ng  khâu m hóa chuy n giá tr rõ ph n h i t ngõ c a đ i t ng thành giá tr m đ h qui t c có th suy lu n đ c  khâu gi i m chuy n giá tr m suy lu n đ c ngõ c a h qui t c thành giá tr rõ đ u n đ i t ng 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM C u trúc b u n m B u n m c b n H qui t c Ti n M x lý hóa Ph ng pháp Gi i H u m x lý suy di n  Ti n x lý: lý  vi phân, tích phân tín hi u  chu n hóa, l ng t hóa  l c nhi u  H u x lý: ý b khu u c ch đ i c chuy uy n tín hi u g gi i m c chu u n hóa thành giá tr v t lý 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Thi t k b u n m Thi t k d a vào kinh ki h nghi hi m chun h ê gia i  Thi t k b u n PID m  Thi t k d a t ê lý thuy th t Lyapunov L  19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 10 Thí dụ: TK điều khiển mờ dùng PP Lyapunov 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 52 Chọn hàm Lyapunov 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 53 Đạo hàm hàm Lyapunov theo thời gian 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 54 Tín hiệu điều khiển thỏa mãn điều kiện ổn đònh 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 55 Chọn điểm đặc tính thỏa mãn điều kiện ổn đònh 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 56 Đònh nghóa hệ mờ dựa điểm đặc tính   Các tậäp mờ đònh ò nghóa g cho tín hiệäu vào Hệ qui tắc x1 19 August 2014 x2 u NE ZE PO NE 12.00 8.13 6.00 ZE 2.00 00 00 0.00 00 2.00 PO 6.00 8.13 12.00 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 57 Mặt đặc tính hệ mờ sau thiết kế 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 58 Kết điều khiển giữ cân hệ lắc ngược  B u n m thi t k cóó kh n ng u n h l c ng c v tr ng thái cân b ng t tr ng thái đ u khác 0 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 59 I U KHI N M 19 August 2014 DÙNG PLC © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 60 Ph n m m FuzzyControl++ NeuroSystem  S m ph m c a Siemens, Siemens dùng v i Simatic S7 Simatic WinCC 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 61 Ph n m m u n m Fuzzy Control++ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 62 Ph n m m u n m Fuzzy Control++ Dùng đ thi t k b u n m cho Simatic S7-300, S7-400 Simatic WinCC  Dùng m i c p t đ ng hóa, hóa t b u n c c b đ n b u n t i u nhà máy  Có th k t h p v i b u n PID kinh n đ k t h p u m c a hai b u n   SV t đ c thêm tài li u: Simatic S7-300 Fuzzy Control User Manual 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 63 CÁC VÍ D NG D NG I U KHI N TH C T 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 64 Các    ng d ng u n i u n PID m ng d ng u n q trình cơng nghi p i u n robot robot, c n tr cc, i u n xe tơ, tàu n,… 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 65 K t qu h c t p d ki n Sau h c xong ch ng này, SV ph i có kh n ng:  Thi t k b u n m  Mơ ph h ng h th ng u n m dù dùng M Matlab tl b  Th c hi n b u n m vi u n, PLC 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 66 [...]... mii n là làm vii c r ng v i sai s xác l p b ng 0  Tuy nhiên c ng c n đ ý r ng b đi u khi n PI làm ch m đáp ng c a h th ng và trong nhi u tr ng h p làm là cho h q á trình t ì h q á đ có ó dao d đ ng 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 30 Trình t        thi t k b đi u khi n PI m c 1: Xác đ nh t m giá tr c a:  bi n vào: sai s (E) và vi phân sai s (DE)  bi n ra: vi phân c a tín hi u đi u khi... p sau đây:  it c s d ng trong ng có khâu tích phân lý t ng ng, ho c n đ nh hóa tr ng thái c a đ i t ng xung quanh đi m cân b ng (u , x ) , trong đó u  0  19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 23 Trình t        thi t k b đi u khi n PD m c 1: Xác đ nh t m giá tr c a:  bi n vào: sai s (E) và vi phân sai s (DE)  bi n ra: tín hi u đi u khi n (U) B c 2: 2 Xác Xá đ nh h các á h s chu h n hóa... Mơ p ph ng g ho c th c nghi g m đánh g giá k t q qu , tinh ch nh các thơng s c a B K đ đ t ch t l ng mong mu n B 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 24 Thí d  Ph ng chuy n đ ng c a tàu K PD m h ng trình vi phân mơ t đ i t ng: 1 1  1  3  k     3 (t )   (t )   (t )   (t )   (t )    (t )    1  2    1 2    1 2     Trong đó: góc c a bánh lái Tín hi... 0 V n t c xe 1 16 nh ngh a các giá tr ngơn ng bi n ra  NE NM NS 1 0.66 0.33 ZE PS PM 0 0.33 0.66 PB 1 u L c đi u khi n xe  Chú ý: ý S l ng giá iá ttr ngơn ơ ng tùy tù ch h n, th ng là s l đ i v i bài tốn đi u khi n n đ nh hóa ho c san b ng sai l ch 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 17 Qui t c đi u khi n m đ 19 August 2014 c đ a ra d a vào kinh nghi m © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 18 Qui t c đi u... kg) l: chi u dài cánh tay máy (l = 0.4 m) lC : kho ng cách t tr ng tâm cánh tay máy đ n tr c quay (lC = 0.15 m) B: h s ma sát nh t (B = 0.2 kg.m2/s) g: gia t c tr ng tr ng (g = 9.81 9 81 m/s2)  Ph ng trình vi phân mơ t cánh tay máy 1 b c t do: ( J  ml )(t )  B(t )  (ml  MlC ) g sin  (t )  u (t ) 2 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 32 Thí d đi u khi n v trí cánh tay máy (tt)     ... n m trình thi t k h th ng  19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM C u trúc b u n m B u n m c b n H qui t c Ti n M x lý hóa Ph ng pháp Gi i H u m x lý suy di n 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK... H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 17 Qui t c u n m đ 19 August 2014 c đ a d a vào kinh nghi m © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 18 Qui t c u n m đ 19 August 2014 c đ a d a vào kinh nghi m © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM... h l c ng 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM c 20 K t qu u n 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 21 Thi t k b u n PID m 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 22 i u n PD m dùng h qui