Số hóa bởi Trung tâm Học liệu
1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NGUYỄN VĂN CƯỜNG
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CÓ SỬ DỤNG
GIẢM BẬC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CHO BÀI
TOÁN ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Mã số: 60520216
ii
TS. Nguyễn Văn Chí,
“Thiết kế bộ điều khiển có sử dụng giảm bậc mô hình ứng dụng
cho bài toán điều khiển cân bằng
Tôi
TS. Nguyễn Văn Chí
tôi
tôi
TS. Đào Huy Du
tôi
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 7 4
3.1 35
3.2 41
3.3 42
3.4 44
46
48
iv
Hình1. 1: Phân chia mô hình 8
Hình1. 2: Phân 8
9
23
Hình 2. 2: Mô hình hóa X2T hai bánh. 24
Hình 40
Hình 3. 2. X2T
41
Hình 3. 3. X2T ng hai
41
43
43
44
nhân, xe nà
cho X2T, X2T v
2
H
MATLAB/SIMULINK
H
cách khác, các
4
,
1.2. -LTI
ng (Linear Time Invariant)
(
) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
dx t
E Ax t Bu t
dt
y t C x t Du t
(1.1)
E = I, LTI
(
) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
dx t
Ax t Bu t
dt
y t C x t Du t
(1.2)
m = p = 1
> 1 và
(MIMO).
-
B + D (1.3)
là:
B + D (1.4)
5
1.3. Các
). Tuy
1
, t
2
1
, t
2
],
n
, S
M: R
k
R
n
k
n
R
kxm
k
), M
2
, v
gian Eculid R
n
.
1.3.2
R
, B
R
, C
R
Sai
()
p
0
T
At T A t T
Ce BB e C dt
tro
1/2
0
2
( ) ( ) 1
T
ee
H t H t dt
(1.6)
Khử hệ con
1 11 1
2 21 22 2 2
1
2
2
()
()
Hình 1. 2:
-
A
r
, B
r
, C
r
A
r
) c
1
, x
1
2
, x
2
.
1 1 1 2 2 2
( ) ( ), ( ) ( )x t T x t x t T x t
,
1 1 1 2 2 2
( ) ( ), ( ) ( )x t T x t x t T x t
+
+
+
+
+
+
y(t)
(t)
10
1 1 1
1 1 1 1 11 2 1 1
1 1 1
12
2
2
2 21 1 2 22 2 2 2
1
1 2 2
2
ˆˆ
0
ˆˆ
( ) ( ) ( )
ˆ
0
ˆ
ˆ
()
ˆ
R R k
nk
R
x T A T T A T x T B I
t d t d t
V
0
2
(t), d
1
(t) cho ra
1
1 1 1 1 1 1
ˆˆ
( ) ; ( )
At At
X t T Ve B Y t Ce VT
12
1 1 1 1 1 1
0
ˆˆ
( ) ( ) ( )
T T T
c
X t X t dt T V W V T
2
1 1 1 1 1 1
0
ˆˆ
( ) ( ) ( )
T T T
00
ˆ ˆ ˆ ˆ
( ) ( ) ( ) ( )
TT
X t X t dt Y t Y t dt
(1.8)
2
2
2 2 2 2 2
00
ˆ ˆ ˆ ˆ
( ) ( ) ( ) ( )
TT
X t X t dt Y t Y t dt
(1.9)
Định nghĩa 1.1:
1
2
.
mô hình
1
, X
2
k
ki
i
k
i
i
1
4
1
4
2
i
2
2
1
4
1
42
1
n
ki
i
k
i
i
CBA
,,
1
,
X
tx
PPtx
)(
)(
)(
2
1
2
1
tx
Q
Q
tx
tx
T
T
12
P
1
Q
1
T
n
ki
i
F
T
QP
1
4
22
d
F
T
21
2
0
2
1
QQ
Q
Q
dteCCe
T
T
tATtA
T
QQPP
QQPP
TT
TT
222222111111
,
,
,
WQUPWQUP
TT
U
1
, W
1
, U
2
, W
2
m
13
K
0)
T
toán cho X
co
.
e
1.3.3
1. -Matching
pháp moment-
1
dt
y C x D u
(1.11)
1
ˆ
ˆ ˆ ˆ ˆ
( ) ( )
k
G s C sI A B D
(1.12)
14
.10) và (1.12
0
2
0 0 1 2
( ) Gs
(1.13)
2
0 0 1 2
( ) Gs
ln
.
u t
-Order
Padé via Lanczos (PVL)
2
= (E, A, B, C, D),
1
0
1
0
(( ) ) ,
(( ) ) W W ,
T
k
T T T
k
A s E E V VT fe
A s E E T ge
Algorithm) 4
=
1
0
(( ) ) ,
T
k
A s E E V VT fe
1
0
(( ) )
T
H V A s E E V
T
, V 0,
T
k
V V I f
, f và H
n k n m k k
V
17
2.
(SVD)
Ta
AB
CD
(1.15)
l
nn
AR
nm
BR
,
pn
P và Q là Hermitian
0
0
TT
TT
AP PA BB
A Q QA C C
g
)(
i
l
)()( PQ
ii
a. Gim mô hình cân bng
T
và Q= LL
T
T
L=ZSY
1
bbbb
1
bbb
CTC,BTB,ATTA
.
2
1)(
i
diagS
2
11 1
k
1
A B
C 0
11
H
k 1 n
k
2( )
(1.17)
b. ng xp x
.
T
và
2
ii
( PQ) ( PQ) ( X )
X
T
X
*
k k k k
X Z D W
*
k k k
W Z I
k
X
**
k k k k k
k
k
W A Z W B
CZ
.
)(
~
1
k
L
.
~
chính xác. Phân tích
thàn
20
:
E Ax t Bu t
dt
y t Cx t Du t
v tính
()Gs
:
-1
ˆ
ˆ ˆ ˆ ˆ
( ) ( - )
k
G s C sI A B D
()Gs
ˆ