Tìm kiếm
Đang tải khung tìm kiếm
Kết quả 1 đến 1 của 1

    TIẾN SĨ Nghiên cứu thuật toán giảm bậc mô hình và ứng dụng cho bài toán điều khiển

    D
    dream dream Đang Ngoại tuyến (18524 tài liệu)
    .:: Cộng Tác Viên ::.
  1. Gửi tài liệu
  2. Bình luận
  3. Chia sẻ
  4. Thông tin
  5. Công cụ
  6. Nghiên cứu thuật toán giảm bậc mô hình và ứng dụng cho bài toán điều khiển

    iii

    MỤC LỤC
    LỜI CAM ĐOAN i
    LỜI CẢM ƠN . ii
    MỤC LỤC iii
    DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT . vii
    DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix
    DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ x
    MỞ ĐẦU 1
    1. Giới thiệu . 1
    2. Tính khoa học và cấp thiết của luận án . 1
    3. Mục tiêu của luận án . 4
    3.1. Mục tiêu chung . 4
    3.2. Mục tiêu cụ thể 4
    4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu 5
    5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn . 5
    5.1. Ý nghĩa lí luận . 5
    5.2. Ý nghĩa thực tiễn . 6
    6. Bố cục luận án . 6
    CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ GIẢM BẬC MÔ HÌNH 9
    1.1. Bài toán giảm bậc mô hình . 9
    1.2. Các nghiên cứu giảm bậc trên thế giới . 9
    1.2.1. Nhóm phương pháp dựa trên phân tích nhiễu loạn suy biến (SPA) . 10
    1.2.2. Nhóm phương pháp dựa trên phân tích phương thức 11 iv

    1.2.3. Nhóm phương pháp dựa trên SVD 12
    1.2.4. Nhóm phương pháp phù hợp thời điểm (MM) hay phương pháp
    không gian con Krylov (Krylov Methods) . 13
    1.2.5. Nhóm phương pháp kết hợp phân tích giá trị suy biến (SVD) và phù
    hợp thời điểm (MM) 14
    1.2.6. Nhóm các phương pháp khác . 15
    1.3. Các nghiên cứu trong nước về giảm bậc 15
    1.4. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu về giảm bậc mô hình . 16
    1.5. Kết luận chương 1 19
    CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN GIẢM BẬC MÔ HÌNH . 21
    2.1. Giới thiệu 21
    2.2. Các công cụ toán học sử dụng trong các thuật toán giảm bậc mô hình 22
    2.2.1. Phép phân tích ma trận . 22
    2.2.1.1. Phép phân tích giá trị suy biến (SVD) . 22
    2.2.1.2. Phép phân tích Schur . 22
    2.2.1.3. Phép phân tích Cholesky . 23
    2.2.2. Gramian điều khiển và quan sát của hệ tuyến tính 23
    2.3. Thuật toán giảm bậc mô hình mới cho hệ ổn định . 25
    2.3.1. Tính trội H ∞ 25
    2.3.2. Quá trình tam giác hóa . 28
    2.3.2.1. Thuật toán đưa hệ về dạng tam giác 28
    2.3.2.2. Phân tích dạng tam giác . 30
    2.3.2.3. Phân tích chuẩn H ∞ và H 2 trong quá trình tam giác hóa 33 v

    2.3.3. Giảm bậc mô hình dựa trên cắt ngắn tam giác . 35
    2.3.3.1. Phân tích chặn trên của sai số giảm bậc theo chuẩn H ∞ và H 2 35
    2.3.3.2. Sắp xếp điểm cực theo các chỉ số trội 37
    2.3.3.3 Rút gọn hệ tương đương . 39
    2.4. Ví dụ giảm bậc hệ tuyến tính ổn định bậc cao . 39
    2.4.1. Ví dụ minh họa 1 39
    2.4.2. Ví dụ minh họa 2 43
    2.5. Thuật toán giảm bậc mới cho hệ không ổn định 48
    2.5.1. Thuật toán giảm bậc cho hệ không ổn định theo phương pháp gián
    tiếp (Cách tiếp cận thứ nhất) 49
    2.5.2. Thuật toán giảm bậc cho hệ không ổn định theo phương pháp trực
    tiếp (Cách tiếp cận thứ hai) 50
    2.6. Ví dụ giảm bậc hệ tuyến tính không ổn định bậc cao 55
    2.6.1 Giảm bậc hệ tuyến tính không ổn định theo thuật toán giảm bậc gián tiếp
    . 55
    2.6.2. Giảm bậc hệ tuyến tính không ổn định theo thuật toán giảm bậc trực tiếp
    . 60
    2.7. Kết luận chương 2 63
    CHƯƠNG 3. VỀ MỘT ỨNG DỤNG BÀI TOÁN GIẢM BẬC MÔ HÌNH
    TRONG ĐIỀU KHIỂN . 65
    3.1. Giới thiệu 65
    3.2 Ứng dụng giảm bậc trong bài toán điều khiển ổn định góc tải máy phát
    đồng bộ 67
    3.2.1. Giảm bậc bộ điều khiển theo thuật toán giảm bậc gián tiếp 68 vi

    3.2.2. Giảm bậc bộ điều khiển theo thuật toán giảm bậc trực tiếp . 70
    3.3. Ứng dụng giảm bậc mô hình trong bài toán điều khiển cân bằng xe hai bánh . 73
    3.3.1. Bài toán điều khiển cân bằng xe hai bánh 73
    3.3.2. Giảm bậc bộ điều khiển bền vững theo thuật toán giảm bậc gián tiếp
    . 75
    3.3.3. Giảm bậc bộ điều khiển bền vững theo thuật toán giảm bậc trực tiếp
    . 78
    3.3.4. Áp dụng bộ điều khiển giảm bậc điều khiển cân bằng xe hai bánh . 79
    3.3.4.1. Theo thuật toán giảm bậc gián tiếp 79
    3.3.4.2. Theo thuật toán giảm bậc trực tiếp 86
    3.4. Kết luận chương 3 95
    CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM 98
    4.1. Hệ thống thực nghiệm điều khiển xe hai bánh tự cân bằng . 98
    4.2. Kết quả thực nghiệm 107
    4.3. Kết luận chương 4 113
    KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114
    DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ
    CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 116
    TÀI LIỆU THAM KHẢO 118
    PHỤ LỤC . 128
    vii

    DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
    Các ký hiệu:
    A T Chuyển vị của ma trận A
    * A Chuyển vị liên hợp của ma trận A (lấy chuyển vị của ma trận A rồi
    lấy liên hợp của các phần tử)
     Tập số phức

     Tập hợp các hệ tuyến tính liên tục ổn định -


     Tập số thực

    Điểm cực có phần thực dương lớn nhất của hệ tuyến tính không ổn
    định

    Giá trị chuyển đổi giữa hệ tuyến tính liên tục ổn định -

    và hệ
    tuyến tính ổn định
    Các chữ viết tắt:
    ADI Alternating Direction Implicit: Xen kẽ hướng ngầm
    BT Balanced Truncation : Chặt cân bằng
    CARE Control Algebraic Riccati Equation: Phương trình Riccati điều
    khiển
    COM Computer Output on Micro : Cổng giao tiếp nối tiếp trên máy tính
    EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory: Bộ nhớ
    ROM lập trình/ghi/nạp lại/xóa được
    FARE Filter Algebraic Riccati Equation: Phương trình Riccati lọc
    GA Genetic Algorithm (Giải thuật di truyền)
    I/O Input/Output: Cổng nhập/xuất
    KMs Krylov Methods: Phương pháp không gian con Krylov
    LCD Liquid Crystal Display : Màn hình tính thể lỏng viii

    LQG Linear Quadratic Gaussian: Tuyến tính bậc hai Gaussian
    MA Modal Analysis: Phân tích phương thức
    MEMS Microelectromechanical Systems : Hệ thống vi cơ điện tử
    MM Moment Matching: Phù hợp thời điểm
    OLED Organic Light-emitting Diode : diode hữu cơ phát quang
    PC Personal Computer): Máy tính cá nhân.
    POD Proper Orthogonal Decomposition: Phân tích trực giao thích hợp
    PSO Particle Swarm Optimization: Thuật toán tối ưu hóa bầy đàn
    PWM Pulse Width Modulation – Điều chế độ rộng xung
    SISO Single Input Single Output: Một vào một ra
    SPA Singular Perturbations Analysis : Phân tích nhiễu loạn suy biến
    SPI Serial Peripheral Interface: Giao diện ngoại vi nối tiếp
    SRAM Static Random Access Memory: Bộ nhớ tĩnh truy cập ngẫu nhiên
    SVD Singular Value Decomposition: Phân tích giá trị suy biến
    TWI
    (I2C)
    Two-Wire Serial Intereafce (Inter-Integrated Circuit ): giao tiếp
    đồng bộ hai dây nối tiếp
    RAM Random Access Memory: Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
    ROM Read Only Memory: Bộ nhớ chỉ đọc, không thể ghi – xóa
    RS-232 Recommended Standard 232: Chuẩn giao tiếp 232
    UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter: Bộ truyền nhận nối
    tiếp không đồng bộ
    USB Universal Serial Bus: Chuẩn truyền dữ liệu cho BUS (Thiết bị)
    ngoại vi ix

    DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
    Bảng 2.1. Kết quả giảm bậc hệ tuyến tính ổn định bậc cao 42
    Bảng 2.2. Kết quả sai số giảm bậc theo chuẩn H

    43
    Bảng 2.3. Kết quả sai số giảm bậc theo chuẩn
    2
    H 45
    Bảng 2.4. Kết quả giảm bậc phân hệ ổn định ( ) S
    od
    s 57
    Bảng 2.5. Kết quả giảm bậc hệ tuyến tính không ổn định ( ) S s 57
    Bảng 2.6: Kết quả giảm bậc hệ ổn định ( )

    S s 61
    Bảng 2.7: Kết quả giảm bậc hệ không ổn định ( ) S s 61
    Bảng 3.1. Kết quả giảm bậc bộ điều khiển bậc cao theo thuật toán giảm
    bậc gián tiếp
    69
    Bảng 3.2 Kết quả giảm bậc bộ điều khiển bậc cao theo thuật toán giảm
    bậc trực tiếp
    70
    Bảng 3.3. Kết quả giảm bậc phân hệ ổn định của bộ điều khiển bậc cao 77
    Bảng 3.4. Kết quả giảm bậc bộ điều khiển bậc cao 77
    Bảng 3.5. Các hệ giảm bậc
    1
    ˆ
    ( )

    R s ổn định 79
    Bảng 3.6. Kết quả giảm bậc bộ điều khiển bậc cao theo thuật toán chặt
    cân bằng mở rộng
    79
    Bảng 3.7. Bộ điều khiển bậc 4 theo các thuật toán giảm bậc cơ bản 82
    Bảng 3.8. Kết quả giảm bậc bộ điều khiển gốc theo thuật toán chặt cân
    bằng của Zhou
    88
    Bảng 3.9. Kết quả giảm bậc bộ điều khiển gốc theo thuật toán cân bằng LQG 88 x

    DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ
    Hình 2.1. Đồ thị bode của hệ gốc và các hệ giảm bậc 42
    Hình 2.2. Đồ thị Bode của hệ gốc và hệ bậc 60 47
    Hình 2.3. Đồ thị Bode của hệ gốc và hệ bậc 40 47
    Hình 2.4. Đáp ứng bước nhảy của hệ gốc và các hệ giảm bậc 58
    Hình 2.5. Đồ thị bode của hệ gốc và các hệ giảm bậc 59
    Hình 2.6. Đáp ứng bước nhảy của hệ gốc và các hệ giảm bậc 62
    Hình 2.7. Đồ thị bode của hệ gốc và các hệ giảm bậc 62
    Hình 3.1. Đáp ứng bước nhảy của bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 69
    Hình 3.2. Đồ thị bode của bộ điều khiển gốc và bộ điều khiển bậc 4 70
    Hình 3.3. Đáp ứng bước nhảy của bộ điều khiển gốc và bộ điều khiển bậc 4 71
    Hình 3.4. Đồ thị bode của bộ điều khiển gốc và bộ điều khiển bậc 4 71
    Hình 3.5. Mô hình hoàn thiện của xe hai bánh tự cân bằng 74
    Hình 3.6. Mô hình Simulink hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh 80
    Hình 3.7. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và bộ điều khiển bậc 5, bậc 4
    80
    Hình 3.8. Mô hình Simulink hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh 82
    Hình 3.9. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4
    83
    Hình 3.10. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 1
    83
    Hình 3.11. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 2
    84
    Hình 3.12. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 3
    84 xi

    Hình 3.13. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 4
    85
    Hình 3.14. Mô hình Simulink hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh 86
    Hình 3.15. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và bộ điều khiển bậc 5, bậc 4
    87
    Hình 3.16. Mô hình Simulink hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh 89
    Hình 3.17. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4
    89
    Hình 3.18. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 1
    90
    Hình 3.19. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 2
    91
    Hình 3.20. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 3
    92
    Hình 3.21. Đáp ứng đầu ra của hệ thống điều khiển cân bằng xe hai bánh
    sử dụng bộ điều khiển gốc và các bộ điều khiển bậc 4 trong trường hợp 4
    94
    Hình 4.1. Mô hình xe hai bánh tự cân bằng 98
    Hình 4.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển xe hai bánh tự cân bằng 98
    Hình 4.3. Khối xử lý tín hiệu đầu vào (Input) trong Matlab – Simulink 101
    Hình 4.4. Khối nhận tín hiệu của các cảm biến được đưa lên từ bo mạch Adruno 102
    Hình 4.5. Khối chuyển đổi tín hiệu đo từ cảm biến Gyroscopic 103
    Hình 4.6. Khối chuyển đổi tín hiệu đo từ cảm biến Accelerometer 103
    Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý xác định góc nghiêng bền vững 103
    Hình 4.8. Khối chuyển đổi tín hiệu đo từ cảm biến vận tốc động cơ quay
    bánh đà
    104
    Hình 4.9. Khối xử lý tín hiệu đầu ra (output) trong Matlab – Simulink 104 xii

    Hình 4.10. Khối xử lý tín chiều quay động cơ quay bánh đà 105
    Hình 4.11. Khối xử lý độ lớn điện áp đặt vào động cơ quay bánh đà 105
    Hình 4.12. Khối gửi tín hiệu chiều quay động cơ quay bánh đà đến Adruno 105
    Hình 4.13. Khối gửi tín hiệu độ lớn điện áp đặt vào động cơ quay bánh
    đà đến Adruno
    105
    Hình 4.14. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển trong Matlap – Simulink 106
    Hình 4.15. Bộ điều khiển xe hai bánh tự cân bằng 106
    Hình 4.16. Sơ đồ bàn thực nghiệm điều khiển xe hai bánh tự cân bằng 107
    Hình 4.17. Đáp ứng của hệ thống xe hai bánh tự cân bằng khi không
    mang tải
    108
    Hình 4.18. Đáp ứng của hệ thống xe hai bánh tự cân bằng khi tác động
    lực vào xe hai bánh
    109
    Hình 4.19. Khi xe hai bánh mang tải 110
    Hình 4.20. Đáp ứng của hệ thống xe hai bánh tự cân bằng khi xe mang tải 110
    Hình 4.21. Khi xe mang tải lệch tâm 111
    Hình 4.22. Đáp ứng của hệ thống xe hai bánh tự cân bằng khi thay đổi
    tải lệch tâm
    111
    Hình 4.23. Hình ảnh xe hai bánh tự cân bằng khi không mang tải 112

    Xem Thêm: Nghiên cứu thuật toán giảm bậc mô hình và ứng dụng cho bài toán điều khiển
    Nội dung trên chỉ thể hiện một phần hoặc nhiều phần trích dẫn. Để có thể xem đầy đủ, chi tiết và đúng định dạng tài liệu, bạn vui lòng tải tài liệu. Hy vọng tài liệu Nghiên cứu thuật toán giảm bậc mô hình và ứng dụng cho bài toán điều khiển sẽ giúp ích cho bạn.
    #1
  7. Đang tải dữ liệu...

    Chia sẻ link hay nhận ngay tiền thưởng
    Vui lòng Tải xuống để xem tài liệu đầy đủ.

    Gửi bình luận

    ♥ Tải tài liệu

social Thư Viện Tài Liệu
Tài liệu mới

Từ khóa được tìm kiếm

Nobody landed on this page from a search engine, yet!

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
DMCA.com Protection Status