Luận Văn Ứng dụng khâu bù mờ trong mạch vòng điều khiển vị trí

LỜI NÓI ĐẦU
Điều khiển vị trí thường là mạch vòng điều khiển ngoài cùng trong các hệ điều khiển tự động nên nó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng điều khiển của hệ thống, đó là một cầu nối quan trọng và nền tảng để xây dựng các hệ truyền động điện trong công nghiệp. Vì vậy việc nghiên cứu và áp dụng các tiến bộ khoa học mới trong quá trình tổng hợp hệ điều khiển vị trí nhằm đạt được chỉ tiêu chất lượng cao đang là những vấn đề đang được đặt ra.
Trước đây ta thường dùng các bộ điều khiển tự động với các bộ điều chỉnh P, PI, PD, PID . Các bộ điều khiển này làm việc rất tốt trong các hệ thống có quán tính lớn như điều khiển nhiệt độ, điều khiển mức . Các hệ điều khiển tuyến tính hay có mức độ phi tuyến thấp . Tuy nhiên trên thực tế hệ điều khiển vị trí sử dụng các bộ điều khiển RI, R, R với các luật điều khiển PID phổ dụng không đáp ứng được các yêu cầu cao về chỉ tiêu chất lượng của hệ thống điều khiển ( như thời gian qua độ ngắn, độ chính xác cao và rất cao, đặc biệt trong kỹ thuật điều robot).
Ngày nay, do ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong điện tử và tin học mà các hệ thống điều khiển tự động được phát triển và có sự thay đổi rất lớn. Công nghệ vi mạch phát triển khiến cho việc sản suất các thiết bị điện tử ngày càng hoàn thiện và các bộ biến đổi điện tử công suất trong các hệ thống điều khiển không những đáp ứng được khả năng tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần giảm kích thước và hạ giá thành của hệ thống. Đặc biệt trong những thập kỷ gần đây sự phát triển mạnh mẽ và càng hoàn thiện của lý thuyết tập mờ, hàng loạt các ứng dụng của lý thuyết tập mờ, logic mờ và điều khiển mờ đã và đang mở ra một kỷ nguyên mới trong điều khiển học kỹ thuật. Xuất phát từ những vấn đề trên, dưới sự hướng dẫn của Th.s Phạm Tâm Thành khoa Điện- Điện tử tàu biển, em thực hiện đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ: “ Thiết kế hệ điều khiển mờ lai cho hệ điều khiển vị trí dùng T- Đ ”
Trong quá trình thực hiện đề tài đã phát sinh nhiều vấn đề khó khăn như về mặt lý thuyết tập mờ chưa hoàn thiện, nguồn tài liệu còn hạn chế. Song để đạt được kết quả này em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô cùng các bạn đã và đang nghiên cứu về điều khiển mờ. Em vô cùng biết ơn sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo hướng dẫn Th.s Phạm Tâm Thành và các Thầy cô trong Khoa Điện Bộ môn Điện Tự Động Công nghiệp đã hết lòng giúp đỡ động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành bản đồ án này .
Do thời gian thiết kế đồ án và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em cũng biết ơn và trân trọng mọi ý kiến góp ý, xây dựng của các Thầy, các Cô và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.
Hải Phòng, tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Linh



MỤC LỤC


Chương 1:Tổng quan về hệ điều khiển vị trí và vấn đề áp dụng điều khiển
mờ trong hệ điều khiển vị trí. 4
1.1 Truyền độngT- Đ đảo chiều điều khiển chung. 5
1.2 Mô hình toán học hệ chấp hành T-Đ. 7
1.3. Cấu trúc hệ điều khiển vị trí và phương pháp tổng hợp các mạch vòng. 12
1.4.Tính phi tuyến của điều khiển vị trí. 20
Chương 2: Một số kiến thức cơ sở của logic mờ trong các hệ mờ. 22
2.1 Nhắc lại về tập hợp kinh điển. 22
2.2 Lý thuyết tập mờ trong điều khiển mờ. 22
2.3 Các phép toán trên tập mờ. 25
2.4 các biến ngôn ngữ và các luật mờ if- then 32
Chương 3: Cấu trúc bộ điều khiển mờ. 37
3.1 Tín hiệu vào/ra. 39
3.2 Khâu mờ hóa. 41
3.3 Khâu giải mờ. 41
3.4 Luật mờ cơ bản. 42
3.5 Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ. 44
3.6 Tính ổn định của hệ điều khiển mờ. 45
Chương 4: Ứng dụng khâu bù mờ trong mạch vòng điều khiển vị trí. 47
4.1 Tính toán các thông số và mô phỏng hệ điều khiển vị trí khi chưa
có bộ điều khiển mờ 47
4.2 Tổng hợp khâu bù mờ. 54
4.3 Mô phỏng hệ điều khiển vị trí khi có bù mờ .57
Kết luận chung.
Tài liệu tham khảo.