Một phương pháp giảm bậc bộ điều khiển bền vững bậc cao

Nghiên cứu khoa học công nghệ

MỘT PHƯƠNG PHÁP GIẢM BẬC Bộ ĐIÈU KHIẾN

BỀN VỮNG BẬC CAO

Nguyễn Hữu Công

Tóm tăt: Thiết kế điều khiển bền vững là một trong những phương pháp điều

khiên thích hợp nhất để điều khiển cho hệ (đổi tượng) có thông íố hất định. Tuy

nhiên, nhược điểm của thiết kế điều khiển bền vững là bộ điều khiển thưmg có bạc

cao, dẫn đến nhiều hất lợi khi thực hiện điều khiển thực đối tượng như thiết kể hộ

đieu khien, đap ưng thời gian thực, ... Bài bảo đê xuât một phưcmg pháp đê giảm

bậc mô hình nói chung và ứng dụng đê giảm bậc một bộ điểu khiến bền vững bậc

tao trong thực t€. Phưoiỉg phap giam bậc mô hĩnh đã đê xuất có thê ứìỉg dụng trong

các lĩnh vực khác như: viễn thông, công nghệ thông tin và toán ứng dụng.

Từ khóa: Điều khiển bền vững, Bộ điều khiển bền vững bậc cao, Giảm bậc mô hình.

1. ĐẶT VÁN ĐÈ

Hệ thống điều khiển bền vững được giới thiệu bời McFarlane và Glover vào năm 1991

[ Ị ] đã được phát triên rât mạnh mẽ và được sử dụng thành công trong nhiều ứng dụng thực

tê. Theọ lý thuyêt điêu khiển, hệ thống điều khiến bền vũtig H,, là hệ thống điều khiển phù

hợp nhât cho hệ có thông số bất định. Hệ thống điều khiển bền vững có khả năng duy trì

chât lượng đâu ra ôn định, hầu như không phụ thuộc vào sự bất định của đối tượng. Tuy

nhiên, các phưomg pháp thiết kế bộ điều khiển bền vững H,, [1], [2] thường dẫn tới kết qua

là bộ điều khiển thường có bậc cao (bậc của bộ điều khiển được xác định là bậc của đa

thức mẫu số). Khi áp dụng các bộ điều khiến bậc cao vào điều khiển thực sẽ dẫn tới nhiều

bât lợi như:

+ VỚI hệ thông điêu khiên sô: Bộ điêu khiên càng cao thì mã chương trình càng phức

tạp, khôi lượng tính toán cân được xử lý càng tăng và kết quả là các hệ thống điều khiển

cộ thê không đáp ứng được yêu cầu điều khiển thời gian thực hoặc nếu muốn đáp ứng yêu

cầu điều khiển thời gian thực thi phải tăng tốc độ xứ lý của phần cứng (tốc độ của vi xứ lý)

- tức là chât lượng phân cứng phải cao (giá thành đắt hơn) điều này rõ ràng sẽ làm tăng chi

phí (phân cứng) của hệ thống điều khiển.

+ Vơi hệ thông điêu khiên tương tự; Bộ điêu khiển càng cao thỉ cấu trúc mạch điều

klúên càng phức tạp và khả năng gặp sự cố trong thiết kế và cũng như trong họat động cùa

mạch càng tăng hay độ tin cậy của hệ thống càng giảm đồng thời chi phí cho hệ thống điều

khiên tương ứng cũng tăng lên.

Từ những bất lợi kế trên, để đảm bảo chất lượng của hệ thống điều khiến (thế hiện qua

các chi tiêu chât lượng tĩnh, chất lựợng động của hệ thống điều khiển) thi việc giảm bậc bộ

điêu khiên bên vững hoặc thiết kế được bộ điều khiển bền vững bậc thấp là một yêu cầu

cap thiêt và có một ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Để giải quyết bài toán thiết kế bộ điều khiển

bền vững bậc thấp có hai cách tiếp cận như sau:

Cách tiếp cận thứ nhất: Chọn trước một cấu trúc cố định của bộ điều khiển bậc thấp

(nghĩa là chọn trước dạng của bộ điều khiến bền vững nhưng chưa biết tham só cúa bộ điều

khiên), sau đó áp dụng các thuật toán tối ưu để vừa tìm các tham số của bộ điều khiển bậc

thâp, vừa đàm báo bộ điêu khiên bậc thấp thỏa mãn các tiêu chuẩn của điều khiển bền vững

Tạp chi Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 42, 04 - 2016 95