Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành




________________________________________________________________
________________________________________________________________
3.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN VÀ THUẬT TỐN PID KINH ĐIỂN:
Hệ thống điều khiển cơ bản :
Một hệ thống điều khiển cơ bản bao gồm ba thành phần :
•Bộ điều khiển
•Đối tượng Điều khiển
•Thành phần cảm biến và các thiết bị đo lường
Cảm biến
Hình 3.1 :cấu trúc hệ thống
điều khiển vòng kín
Bộ điều khiển
Đối tượng
điều khiển
Một hệ thống điều khiển vòng kín như trên có thể được dưới dạng phương trình
vi phân tổng qt :








r(t) là đầu vào của hệ thống
x(t) là ma trận trạng thái
Thuật tốn PID kinh điển :
+Luật điều khiển P : luật điều khiển P tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với tín hiệu
sai lệch . Nếu sai lệch nhỏ, bộ điều khiển tạo ra tín hiệu điều khiển nhỏ . Nếu sai lệch
lớn , bộ điều khiển tạo ra tín hiệu điều khiển lớn .
Phương trình mơ tả luật điều khiển P :

)(.)( teKtu
P
=
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt
ú Hồng Kiệt
Trang
Trang
45
45


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành




P không thể giữ sai lệch ở mức chấp nhận ñöợc .
Phöông trình mô tả luật ñiều khiển PD :

dt
tde
KteKtu
DP
)(
.)(.)( +=
Trong ñó : u(t) là tín hiệu ñiều khiển
e(t) là tín hiệu sai lệch (ñầu vào bộ ñiều khiển )
K
P
và K
D
là các hệ số tæ lệ
+Luật ñiều khiển PID : luật ñiều khiể PID kết hợp các khâu tæ lệ P , tích phân
I , vi phân D . Khâu tích phân I dùng ñể loại bỏ sai lệch do sự thay ñổi lớn ở tải . Khâu
vi phân D dùng ñể giảm dao do sự thay ñổi ñột ngột của tải .
Phöông trình mô tả luật ñiều khiển PID :

∫
++=
dt
tde
KdtteKteKtu
DIP
)(
.).(.)(.)(
Trong ñó : u(t) là tín hiệu ñiều khiển

________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt
ú Hồng Kiệt
Trang
Trang
46
46


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành




________________________________________________________________
________________________________________________________________
3.2.1 CẤU TRÚC BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CƠ BẢN :
Hệ thống điều khiển mờ là hệ thống điều khiển có bộ điều khiển là bộ điều khiển
mờ . Một bộ điều khiển mờ cơ bản sẽ bao gồm các thành phần cơ bản sau :
•Khâu hóa mờ
•Cơ cấu suy diễn mờ
•Cơ sở tri thức mờ
•Khâu giải mờ
-Khâu hóa mờ có mhiệm vụ chuyển đổi các đại lượng rõ của biến đầu vào thành
các đại lượng mờ bằng thực hiện phương pháp giải mờ đã được chọn.


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thành




________________________________________________________________
________________________________________________________________
Hình 3.2 : Các thành phần của bộ điều
khiển mờ
3.2.2 SỬ DỤNG CƠ SỞ LUẬT MƠ TẢ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỜ :
Hầu hết các hệ thống điều khiển mờ được mơ tả bởi một trong hai dạng là mơ tả
bằng các phương trình quan hệ mờ ( fuzzy relation equations ) hoặc mơ tả bằng cấu trúc
các cơ sở luật mờ ( fuzzy rule-based structures ) .
Nếu mơ tả hệ thống điều khiển mờ bằng các qui luật cơ sở If-Then thì tùy theo
dạng của các giá trò đầu vào và đầu ra của hệ thống , ta có thể mơ tả hệ thống điều
khiển mờ ta sẽ có các kiểu mơ tả khác nhau .
- Kiểu 1 : nếu đầu vào và đầu ra của hệ thống là những tập hợp có dạng singleton
thì hệ thống điều khiển mờ có thể được mơ tả bởi hệ thống cơ sở luật If-Then như sau:
If A
i
: x = x
i
Then B
1
: y = y
i

Then B
i
: y = y
i
với i = 1 , 2 , 3 , ...
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt
ú Hồng Kiệt
Trang
Trang
48
48


Lu
Lu
n vn tt nghip GVHD : Nguyn Thin Thnh
n vn tt nghip GVHD : Nguyn Thin Thnh




________________________________________________________________
________________________________________________________________
y
y
3

x
3
x
y
B
1
à
(y)
1
0
B
2
B
3
Hỡnh 3.5 : ủau vaứo taọp roừ , ủau ra taọp mụứ

- Dng 4 : nu ủu vo l cỏc tp m, ủu ra l nhng giỏ trũ dng singleton, h
thng ủiu khin m ủửc mụ t bi lut If-Then cú dng
If x = A
i
Then B
i
: y = y
i________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S