[FONT=Times New Roman]1. Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay cùng với sự Phát triển của công nghệ vật liệu thì các lý thuyết mới

về điều khiển hệ thống cũng đã xâm nhập nhanh chóng vào thực tế và mang lại tính

hiệu quả cao khi dùng các lý thuyết điều khiển mới này.

Một trong những lý thuyết mà các nhà khoa học trên thế giới đang quan tâm

nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế đó là lý thuyết điều khiển mờ và mạng nơron.

Đây là v đề khoa học đã có từ vài thập niên, nh ưng việc ứng dụng nó vào sản

xuất, cũng như sự kết hợp chúng để tạo ra một luật mới có đủ những ưu điểm của

các lý thuyết thành phần vẫn đang là lĩnh vực khoa học cần quan tâm và nghiên cứu.

Bên cạnh đó, các thiết bị truyền động có khe hở được sử dụng rất rộng rãi

trong thực tế nh ư các truyền động bánh răng; truyền động đai vv...Chúng thu

ộc

nhóm khâu khuếch đại có trễ. Do có độ dơ trễ giữa các chuyển động nên tính phi

tuyến rất mạnh. Trước đây, khi thi t kế các hệ điều khiển này, ta thường giả thiết

không có độ dơ, trễ giữa các chuyển động. Do có khe hở nên dễ phát sinh dao động

làm ảnh h ưởng xấu đến chất lượng của hệ thống. Để giảm ảnh hưởng của khe hở

đến chất lượng hệ thống truyền động, người ta đã dùng nhiều biện pháp khác nhau

như: Tìm cách giảm nhỏ khe hở (c ơ khí); dùng hệ điều khiển thích nghi, điều khiển

mờ... (điện). Việc nghiên cứu nâng cao chất lượng cho các hệ điều khiển truyền

động là yêu cầu quan trọng để thiết lập các hệ điều khiển chính xác nhằm nâng cao

năng suất Lao động và chất lượng sản phẩm. Đề tài góp phần nâng cao chất lượng

cho các hệ điều khiển truyền động đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: điều

khiển tay máy, các trục truyền động của máy CNC....

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và nhằm góp phần thiết thực vào công

cuộc CNH-HĐH đất nước nói chung và Phát triển ngành tự động hoá nói riêng,

trong khuôn khổ của khoá học Cao học, chuyên ngành Tự động hóa tại trường Đại

học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, được sự tạo điều kiện giúp đỡ của nhà

trường, Khoa đào tạo Sau Đại học và Phó Giáo Sư - Tiến sĩ Lại Khắc Lãi, tác giả

đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp của mình là: “Nghiên cứu hệ điều khiển thích nghi

mờ và ứng dụng cho hệ điều khiển có khe hở”.

MỤC LỤC

Nội dung

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan 1

Lời cảm ơn 2

Mục lục 5

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 9

CHƯƠNG MỞ ĐẦU 3

1. Lý do chọn đề tài 3

2. Mục đích của đề tài 4

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

5. Cấu trúc của luận văn 4

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN

1.1.CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN KINH ĐIỂN

1.1.1 Tổng hợp bộ điều khiển tuyến tính 12

1.1.2 Tổng hợp bộ điều khiển phi tuyến 12

1.2 LOGIC MỜ VÀ ĐIỀU KHIỂN MỜ

1.2.1 Khái quát về lý thuyết điều khiển mờ 14

1.2.2 Định nghĩa tập mờ 14

1.2.3 Biến mờ, hàm biến mờ, biến Ngôn ngữ 16

1.2.4 Suy luận mờ và luật hợp thành 17

1.2.5 Bộ điều khiển mờ 18

1.2.6. Hệ điều khiển mờ lai (F-PID) 20

1.3 TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI

1.3.1 Giới thiệu tổng quan

1.3.2. Tổng hợp điều khiển thích nghi trên cơ sở lý thuyết tối ưu cục

bộ (Phương pháp Gradient)

1.3.3 Tổng hợp hệ thống điều khiển thích nghi trên cơ sở ổn địnhtuyệt đối

1.3.4. Tổng hợp hệ thống điều khiển thích nghi dùng lý thuyết

Lyapunov

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG CỦA HỆ TRUYỀN

ĐỘNG CÓ KHE HỞ

2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG 38

2.2 MÔ TẢ HỆ PHI TUYẾN 40

2.3 MÔ HÌNH HỆ PHI TUYẾN 41

2.3.1. Mô hình tĩnh 41

2.3.2 Mô hình động 43

2.4 HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÓ KHE HỞ

2.4.1 Giới thiệu 44

2.4.2 Các mô hình của hệ truyền động có khe hở 47

2.4.2.1 Mô hình Vật lý của khe hở 47

2.4.2.2 Mô hình Deadzone (vùng chết) 48

2.4.2.3 Mô hình với hàm mô tả 48

2.4.3 Sơ đồ cấu trúc khe hở 49

2.4.4 Khảo sát chất lượng của hệ thống truyền động có khe hở 51

2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ & MỜ THÍCH

NGHI CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÓ KHE HỞ

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP T HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

ỔNG

THÍCH NGHI

3.1.1 KHÁI NIỆM

3.1.1.1 Định nghĩa 54

3.1.1.2 Phân loại 54

3.1.1.3 Các phương pháp điều khiển thích nghi mờ 54

3.1.2 TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ THÍCH NGHI ỔN ĐỊNH

3.1.2.1 Cơ sở lý thuyết 57

3.1.2.2 Thuật toán tổng hợp bộ điều khiển mờ thích nghi 62

a. Chọn cấu trúc của bộ điều khiển mờ 62

b. Các bước thực hiện thuật toán 63

3.1.3 TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ THÍCH NGHI TRÊN CƠ

SỞ LÝ THUYẾT THÍCH NGHI KINH ĐIỂN

3.1.3.1 Đặt vấn đề 67

3.1.3.2 Mô hình Toán học của bộ điều khiển mờ 68

a. Chọn các hàm liên thuộc 68

b. Chọn luật điều khiển 69

c. Phân tích luật cơ sở hình thành ô suy luận 70

d. Các thao tác mờ trong ô suy luận 71

e. Xây dựng biểu thức Toán học của bộ điều khiển mờ 73

3.1.4 Xây dựng CƠ CẤU THÍCH NGHI THEO MÔ HÌNH MẪU

CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

3.1.4.1 Hệ điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu (MRAS) dùng

lý thuyết thích nghi kinh điển

3.1.4.2 Điều chỉnh thích nghi hệ số khuếch đại đầu ra bộ điềukhiển mờ

3.1.4.3 Sơ ồ điều khiển thích nghi mờ theo mô hình mẫu

3.1.4.4 Sơ ồđ điều khiển thích nghi mờ kiểu truyền thẳng

(FMRAFC)

3.2 ỨNG DỤNG CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG CÓ KHE H

3.2.1. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ

3.2.1.1 Sơ đồ khối mờ 80

3.2.1.2 Định nghĩa tập mờ 80

3.2.1.3 Xây dựng các luật điều khiển “Nếu...Thì” 82

3.2.1.4 Chọn luật hợp thành 84

3.2.1.5 Giải mờ 84

3.2.1.6 Chương trình và kết quả mô phỏng hệ truyền động có khe 85

hở

3.2.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ THÍCH NGHI