Điều khiển vi phân tỷ lệ mờ FPD
Bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ FPD (Fuzzy Proportional Derivative controller) được xây dựng dựa trên bộ điều khiển mờ MISO cơ bản, bằng cách thêm các khâu GE, GCE và GU tương tứng tại 2 ngõ vào và ngõ ra của bộ điều khiển MISO. Việc chọn lựa giá t của GE, GCE và GU cần lưu ý:
– Thỏa mãn quan hệ sau:
GE*GU = KP (*)
GCE/GE = TD(**)
Như bộ điều khiển vi phân tỷ lệ (PD) quen thuộc, với TD là thời hằng vi phân.
– Giá trị khâu khuếch đại GE và GCE cần được chọn lựa sao cho tín hiệu e và de đi qua 2 khâu này phải có biên độ nằm trong giới hạn hoạt động của 2 ngõ vào của bộ điều khiển mờ MISO.
Lưu ý: Trong quá trình tính thiết kế bộ điều khiển mờ FPD ta có thể thay đổi giá trị các khâu khuyếch đại được thêm vào để tinh chỉnh bộ điều khiển. Nhằm đạt được kết quả và chất lượng điều khiển tốt nhất chứ không nhất thiết phải khô cứng tuân theo biểu thức (*) và (**). Tuy nhiên, giá trị tín hiệu e và de sau khi đi qua 2 khâu này phải có biên độ nằm trong giới hạn của bộ điều khiển.
Cải thiện bộ điều khiển mờ MISO cơ bản
Ở Chapter M ta đã thiết kế được bộ điều khiển mờ MISO cho mô hình động cơ như sau:
Để cải thiện bộ điều khiển mờ MISO trên, ta sẽ tiến hành thêm các khâu khuyếch đại GE = GU = 1, do bộ điều khiển MISO mà chúng ta đã thiết kế cho đáp ứng khá tốt. Và GCE = 0.03 để cải thiện thời gian xác lập cho hệ thống, ta được mô hình như sau:
So sánh kết quả đáp ứng trước và sau khi cải thiện:
Ta thấy bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ FPD được thực hiện từ việc cải tiến bộ điều khiển mờ MISO cơ bản đã cho kết quả điều khiển tốt hơn với thời gian xác lập (settling time) giảm đi đáng kể từ 2s xuống còn 1s.
Tuy nhiên, hạn chế của kỹ thuật cải tiến điều khiển vi phân tỷ lệ mờ FPD là đáp ứng chậm. Các ứng dụng không đòi hỏi đáp ứng nhanh như điều khiển tốc độ động cơ có thể chấp nhận được. Nhưng các đối tượng biến đổi nhanh như hệ con lắc ngược cần ngược, thì kỹ thuật cải tiến này khó có thể thỏa mãn, khi đó, đòi hỏi phải tiến hành kỹ thuật hiệu chỉnh khác.
Ngoài ra, khi bộ điều khiển mờ MISO cơ bản đã cho đáp ứng khá tốt thì việc cải thiện đôi lúc sẽ không có hiệu quả, thậm chí sẽ làm cho bộ điều khiển hoạt động tệ hơn. Như trường hợp trên nếu ta chọn GU>1 thì sẽ xuất hiện sai số. Do vậy không phải lúc nào cải thiện bộ điều khiển mờ cũng cho kết quả như mong muốn.
Cybernetics For You 