Thiết kế bộ điều khiển giám sát hệ thống mức két dựa trên giải thuật Fuzzy - PID :Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Thiết kế bộ điều khiển giám sát hệ thống mức két

dựa trên giải thuật Fuzzy-PID

Mã số đề tài: 182.Đ010

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Minh Hiếu

Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ Điện

TP. Hồ Chí Minh, Ngày 01 tháng 06 năm 2018

i

LỜI CÁM ƠN

Với lòng biết ơn chân thành nhất, em xin gửi đến các quý thầy cô khoa công nghệ

Điện trường Đại học Công Nghiệp TPHCM đã dùng nguồn tri thức và tâm huyết của mình

để truyền đạt vốn kiến thức quý báo và kinh nghiệm thực tế cho em trong thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện đề tài, em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Ngô Thanh

Quyền người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài. Chính sự chỉ bảo tận tình của thầy

đã giúp em kịp thời khắc phục những sai lầm cơ bản và phát triển đề tài theo hướng đúng

đắn, hiểu rõ những việc nên làm để hoàn thiện đề tài, điều đó là vô cùng quan trọng đối với

em, là niềm tin to lớn để em kiên trì thực hiện để góp phần hoàn thiện hơn. Em xin chân

thành cảm ơn các thầy cô.

Bên cạnh đó em cũng chân thành cảm ơn ban lãnh đạo khoa đã ưu ái em thực hiện

đề tài trên mô hình của nhà trường, đây là cơ hội để em được ứng dụng những kiến thức đã

được học vào lập trình ứng dụng.

Xin chân thành cảm ơn!

1

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Thiết kế bộ điều khiển giám sát hệ thống mức két dựa trên giải

thuật Fuzzy-PID.

1.2. Mã số: 182.Đ010

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 Sinh viên Nguyễn Minh Hiếu Khoa công nghệ Điện Lập trình Labview

2 Tiến sĩ Ngô Thanh Quyền Khoa công nghệ Điện Hướng dẫn

1.4. Đơn vị chủ trì:

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 06 năm 2018

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng ….. năm …..

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 06 năm 2018

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: Năm triệu đồng.

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề:

a. Những nghiên cứu trong nước

Giải thuật điều khiển Fuzzy – CMAC được ứng dụng rộng rãi trong

nước, đa số chỉ dừng lại ở mức mô phỏng.

b. Những nghiên cứu ngoài nước.

Kể từ khi ra đời năm 1986, LabVIEW đã trở thành một trong những

công cụ phần mềm hàng đầu công nghiệp trong việc phát triển các hệ thống

2

thiết kế, điều khiển và giám sát đem lại chất lượng ngày càng cao, hiệu quả

sản xuất lớn hơn.

c. Đề xuất nghiên cứu

- Nhằm nâng cấp mô hình hệ thống điều khiển mức két phục vụ học tập

và ứng dụng giải thuật Fuzzy – CMAC trên mô hình thực. Vì vậy đề

tài: “Thiết kế bộ điều khiển giám sát hệ thống mức két dựa trên giải

thuật Fuzzy – CMAC ” rất cần thiết. Kết quả của phương pháp điều

khiển Fuzzy-CMAC được kiểm chứng thông qua thực nghiệm.

- Giúp sinh viên hiểu được rõ ràng về lí thuyết đã được học ở trường

cũng như được va chạm với mô hình thực tế trong phòng thí nghiệm.

- Giúp cho sinh viên khóa sau đam mê về lĩnh vực này có thể tham khảo

và chuẩn bị cho việc làm đồ án và khóa luận tốt nghiệp.

2. Mục tiêu

a. Mục tiêu tổng quát.

Ứng dụng giải thuật Fuzzy – CMAC.

b. Mục tiêu cụ thể.

Thiết kế bộ điều khiển giám sát cho hệ thống mức két dựa trên giải thuật

Fuzzy – CMAC.

3. Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Dựa vào kiến thức đã học, các tài liệu.

3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

Dựa vào mô hình thực tế.

3.3 Phương pháp chuyên gia:

Dựa vào sự giám sát, hướng dẩn của giảng viên hướng dẩn.

4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu

3

Cả hai bộ điều khiển Fuzzy và CMAC đều cho kết quả đáp ứng hệ thống

tốt, vọt lố thấp, thời gian xác lập nhanh, không vượt quá sai số 5%. Mặc dù

thời gian đáp ứng của 2 bộ điều khiển còn hạn chế.

5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

a. Bộ điều khiển Fuzzy:

- Bồ điều khiển cho đáp ứng tốt, vọt lố thấp, thời gian lên và thời gian xác

lập nhanh.

- Phụ thuộc vào kinh nghiệm xây dựng thông tin bộ điều khiển mờ.

b. Bộ điều khiển CMAC

- Bộ điều khiển cho đáp ứng tốt, vọt lố thấp, thời gian xác lập nhanh.

- Không thể thiết lập một cách tự động, số lượng không gian bộ nhớ là khó

để chọn, nó ảnh hưởng việc học và các khâu điều khiển.

6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)

Bộ điều khiển Fuzzy và Cerebella Model Articulation Controller (CMAC)

đều cho kết quả đáp ứng hệ thống tốt. Mặc dù thời gian đáp ứng của 2 bộ điều

khiển còn hạn chế. Để khắc phục hạn chế, đối với bộ điều khiển CMAC cần có

thời gian điều chỉnh tốc độ học của vùng không gian trọng số, đối với bộ điều

khiển Fuzzy cần có thời gian xây dựng hàm liên thuộc và luật mờ để bộ điều

khiển tốt hơn.

The Fuzzy Controller and Cerebella Model Articulation Controller

(CMAC) provide good system response. Although the response time of the two

controllers is limited. To overcome this limitation, the CMAC controller needs

time to adjust the learning rate of the weighted space, for the Fuzzy controller

it takes time to build dependency and fuzzy rules for the controller.