Điều khiển bền vững

[thevane]

Một trong những yêu cầu về chất lượng của một hệ điều khiển là tính ổn định bền vững chống lại sự tác động của nhiễu và sự sai lệch của mô hình toán học của đối tượng cần điều khiển.

Nếu chưa kể đến tác động của nhiễu và giả sử ta có một đối tượng G với mô hình toán học là H. Thông thường H không thể phản ánh được đầy đủ các tính chất của G, hay nói cách khác giữa H và G luôn tồn tại một sai lệch

Trong đó \Delta là thành phần không chắc chắn với giả thiết

Và từ đây mọi câu chuyện về điều khiển bền vững sẽ xoay quanh anh chàng \Delta này. Liệu hệ thống với bộ điều khiển thiết kế cho G còn ổn định hay không với sự có mặt của hắn? Làm thế nào lôi hắn ra khỏi G để "điều trị" riêng? Làm thế nào để thiết kế một bộ điều khiển ổn định cho H, mặc cho hắn muốn làm gì thì làm trong cái khuôn khổ (2) đó? Loại thuốc đặc trị nào (toolbox trong Matlab) chuyên dùng để điều trị cho những đối tượng như vậy?

Mong được thảo luận với các bạn trên diễn đàn này để dần dần giải đáp các câu hỏi trên.

[vn00730]

Đọc nhiều bài viết cao siêu khác tôi thấy những rắc rối trong việc "chinh phục Delta". Bạn có thể cho biết những phương pháp để loại "delta" hoặc "Chinh phục Delta" như bạn nói. Nếu những sai lệch này la những nhiễu không thể loại trừ bằng các phương pháp lọc thì bạn sẽ làm thế nào???

[falleaf]

Một cách giới thiệu khác về điều khiển bền vững

http://www.picvietnam.com/download/C....HD.060206.pdf

Chúc vui.

Nguồn: http://picvietnam.com/forum/showthre...=1939#post1939

[daihang86]

Mấy bác chuyên về ĐK đâu nhỉ. Đưa ra cách nào đấy đi để nhữnh thằng nghiệp dư như em học hỏi cái nhỉ.

[thevane]

To daihang86: Nếu bạn có vấn đề gì đó thì cứ đưa ra, chúng ta sẽ cùng thảo luận. Tôi viết nhiều quá mà không có ai phản hồi. Hơn nữa có một số bạn đã nhắn cho tôi, nói rằng tôi viết dài quá, khó đọc nên tôi cũng ngại chưa muốn viết thêm.

[daihang86]

To thevane, bác cứ viết những vấn đề bác đặt ra ở trên ấy . EM thấy mấy cái bác nêu ra rất hay, bác có cách nào dễ hiểu 1 chút cho dân nghiệp dư thì chỉ giáo, chứ bàn luận về ĐK bền vững em không đủ trình độ để nói chuyện với các bác được

[thevane]

Ta tiếp tục chủ đề này nhé.

Các dạng sai lệch của các thành phần hệ thống

Như ta đã biết, các mô hình toán học của đối tượng cần điều khiển thường không phản ảnh hết được bản chất vật lý của đối tượng thật, gây ra một sai số giữa mô hình toán với mô hình thực tế. Vậy các sai lệch đó gồm những thành phần nào?

Trong thực tế người ta chia ra thành các dạng sai lệch sau đây

- Sai lệch tham số: Các sai lệch này liên quan đến sự thay đổi của các tham số, ví dụ như sự thay đổi của R_a, L_a trong các phương trình trạng thái của động cơ một chiều.

- Sai lệch động học: Mô hình toán học thu được có thể đúng ở một số (hay một dải tần số nào đó, ví dụ như ở dải tần số thấp), nhưng có thể không đúng (hoặc bị sai lệch) ở một số tần số khác. Hay nói cách khác, mô hình toán học không phản ánh được đúng bản chất vật lý của hệ thống trong toàn bộ dải tần làm việc.

Sai lệch tham số và sai lệch động học còn được gọi là sai lệch có (được) cấu trúc (structured uncertainties). Hiểu nôm na là khi nhìn vào các phường trình mô tả hệ thống (hay cấu trúc của hệ thống) ta có thể chỉ ra được sai lệch đó là do thành phần nào gây ra.

- Sai lệch không có cấu trúc (unstructured uncertainties): Nếu thành phần sai lệch [[math:\Delta]] trong công thức (1) không tuân theo bất kỳ một cấu trúc đặc biệt nào (hay nôm na là không thể biểu diễn nó ra được dưới dạng tường minh) thì sai lệch đó gọi là sai lệch không có cấu trúc. Ví dụ, khi xây dựng các phương trình mô tả một đối tượng nào đó ta có thể bỏ qua một số yếu tố (để cho việc xây dựng mô hình được đơn giản hay cho phép tuyến tính hóa mô hình), đại loại như: do ở dải công suất lớn điện trở [[math:R_s]] rất nhỏ, có thể bỏ qua, hay do điện áp biến thiên chậm nên đạo hàm của nó theo thời gian bằng 0...

- Các sai lệch hỗn hợp (mixed uncertainties): Mô hình có chứa nhiều hơn một trong các dạng sai lệch trên.

[thevane]

Như bài trên ta đã biết các dạng sai lệch trong mô hình đối tượng. Vậy một vấn đề đặt ra là biểu diễn các thành phần sai lệch đó như thế nào?

Có nhiều cách để biểu diễn các thành phần sai lệch đó mà ta sẽ bàn đến dần. Trước mắt, để cho dễ hiểu, ta hãy xem một cách biểu diễn mà trong một số tài liệu gọi là sai lệch kiểu bù cộng (additive perturbation)

Trong đó [[math:\Delta]] là thành phần không chắc chắn trong mô hình của đối tượng [[math:H]] (xem công thức (1)).

Bây giờ giả sử ta "bỏ" khối [[math:\Delta]] đó ra như hình sau

Việc "bỏ" khối [[math:\Delta]] ra như trên chỉ nhằm mục đích làm cho dễ nhìn và dễ nhận ra rằng ta có thể tính được hàm truyền của hệ thống từ đầu ra của khối [[math:\Delta]] là [[math:z_\Delta]] (bây giờ lại trở thành đầu vào của hệ thống!) đến đầu ra [[math:w_\Delta]] (chính là đầu vào của khối không chắc chắn).

Đây có thể coi như một bài tập thực hành, các bạn thử tính xem nó bằng bao nhiêu?

Gợi ý: Nếu bạn nào chưa quen với cách tính hàm truyền thì xin đọc lại các bài [[Điều khiển tự động - đi từ bước đầu tiên]]. Cụ thể xem việc tính hàm truyền trên các hình thevane008 và thevane009.

Bài sau ta sẽ bàn về làm thế nào để biết hệ có ổn định hay không khi có mặt của [[math:\Delta]].

[vantoi3000]

em cung duoc hoc so qua ve dien khien mo
nhung em vanchua hieu tai sao lai xac dinh ma tran toan hoc lam j ?

[vantoi3000]

cac phuong phap giai bai toan ben vung nhu the nao?
mong chi noi ro hon
hien nay ap dung phan men nao de mo ta?

khong chi matlap

[vantoi3000]

co tai lieu hay chi gui cho em vao vantoi2008@gmail.com cam on chi nhieu

[norme_inf]

Mình nghĩ chắc anh thevane quên mất luồng này rồi vì lâu quá không có ai hưởng ứng. Hi vọng anh vẫn còn nghiên cứu về Robuste control và sẽ tiếp tục bài viết của mình.

Một cách nôm na, bái toán điều khiển bền vững: nghĩa là thiết kế bộ điều khiển sao cho tính ổn định và đáp ứng của hệ thống vẫn được bảo toàn khi hệ thống làm việc trong điều kiện thực (real condition), bao gồm uncertainties (được anh thevane trình bày), nhiễu...

Đối với câu hỏi của bạn vantoi3000: Lời giải lý thuyết cho bài toán uncertainties được trình bày bởi định lý "small gain theorem" hoặc "bounded real lemma". Đối với những người không nghiên cứu chuyên sâu vào mảng lý thuyết thì có thể dùng ngay các toolbox mathlab để giải (robuste control toolbox...).

Bài toán điều khiển bền vững (và nhiều bài toán điều khiển hiện đại khác) có liên quan đến bài toán tối ưu. Đối với các hệ tuyến tính, việc tìm lời giải - bộ điều khiển - thường dẫn đến việc giải các hệ Linear Matrix Inequalities (LMI) (một trường hợp của bài toán tối ưu toàn cục global optimisation).

[nguyenbahai]

Bài toán điều khiển bền vững (và nhiều bài toán điều khiển hiện đại khác) có liên quan đến bài toán tối ưu.

Cảm ơn bài viết của bạn, quả là Robust control rất hay, như trên bạn đã giới thiệu toolbox của Matlab mình thấy rất hay! Tuy nhiên có cách nào để có thể hiểu Robust control một cách BÌNH DÂN hơn ko? Mình là người mới tiếp cận lĩnh vực điện tử và điều khiển tự động, và rất thích nó.

Vừa rồi nhân lớp advanced robotics của ông thầy, mình có mạnh dạn bắt tay vào làm thí nghiệm và đi tìm hiểu về Robust control từ những khái niệm còn rất mù mờ (mình chia sẽ thật lòng là có trường hợp học 4 năm đại học về ngành điều khiển học nhưng vẫn khó khăn và thiếu chính xác khi đưa ra khái niệm rõ ràng về điều khiển bền vững, do vậy chúng ta thấy khó là lẽ thường, quan trọng là luôn cố gắng và học hỏi thêm từ bạn bè là sẽ ổn hơn. Quá trình làm thực tế sẽ ghi xương, khắc cốt cho chúng ta về mớ lý thuyết khô khan, khó hiểu đó.

Mình mới viết luồng điều khiển tối ưu này thì đọc được bài của bạn.
Hy vọng sẽ được trao đổi thêm với bạn về luồng này!



Chúc may mắn trong năm mới!

[cuongmits]

Huynh đài nào có tài liệu điện tử tiếng việt về lý thuyết điều khiển hiện đại không share cho đệ với?!

[congdatquan]

co tai lieu hay chi gui cho em vao vantoi2008@gmail.com cam on chi nhieu

đây là tài liệu điều khiển bền vững mọi người tham khảo.
http://www.mediafire.com/?wmejwdmnzn4