NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG LUẬT ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI ĐỊNH HƯỚNG DỮ LIỆU CHO LỚP ĐỐI TƯỢNG KHÔNG SỬ DỤNG MÔ HÌNH
Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa (Mã số: 9 52 02 16)
Luận án này tập trung giải quyết những hạn chế của các phương pháp điều khiển truyền thống dựa trên mô hình, vốn thường gặp khó khăn với các hệ thống cơ điện, quá trình công nghiệp phức tạp, phi tuyến hoặc có động lực học thay đổi. Khi mô hình toán học của đối tượng không thể xác định chính xác hoặc quá phức tạp, các phương pháp điều khiển tựa mô hình trở nên kém hiệu quả. Để khắc phục vấn đề này, luận án đề xuất và nghiên cứu các phương pháp điều khiển định hướng dữ liệu (Data-Driven Control - DDC) và điều khiển thích nghi phi mô hình (Model-Free Adaptive Control - MFAC).
Mục tiêu nghiên cứu là tổng hợp các luật điều khiển thích nghi chỉ dựa trên dữ liệu vào/ra đo lường, bỏ qua khâu mô hình hóa đối tượng. Luận án xây dựng phương pháp tổng hợp hệ thống điều khiển thích nghi phi mô hình tham số dựa trên các ràng buộc về chỉ tiêu chất lượng và dữ liệu thời gian thực, đồng thời thực thi thuật toán điều khiển số trên môi trường mô phỏng MATLAB. Đối tượng nghiên cứu bao gồm các phương pháp điều khiển định hướng dữ liệu, thích nghi tham số, và lớp đối tượng cơ điện tích hợp trong hệ thống điều khiển truyền động bám sử dụng động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu (PMSM).
Các nội dung chính của luận án bao gồm nghiên cứu tổng quan về điều khiển phi mô hình, điều khiển phi mô hình cho hệ phi tuyến với chế độ trượt và luật thích nghi tham số, tổng hợp luật điều khiển thích nghi phi mô hình hoạt động trong chế độ trượt trên cơ sở mô hình tuyến tính hóa động dạng rút gọn (MFAC-CFDL-SMC), và xây dựng thuật toán cùng cài đặt mô phỏng để đánh giá hiệu quả. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu dựa trên giải tích toán học để xây dựng và chứng minh tính đúng đắn, cùng với thực nghiệm đo đạc, thu thập dữ liệu và mô phỏng trên MATLAB.
Kết quả nghiên cứu cho thấy luận án đã đề xuất thành công các thuật toán điều khiển phi mô hình dạng PID thích nghi tham số (MFC-iPID) và PI thích nghi tham số kết hợp SMC (MFC-iPI-SMC) cho cả hệ liên tục và rời rạc. Các luật điều khiển này được thực thi và đánh giá trên Matlab/Simulink, chứng minh tính ổn định, đáp ứng tốt và sai lệch góc bám hội tụ về 0, đặc biệt hiệu quả cho các đối tượng phi tuyến SISO và hệ truyền động bám servo. Luận án có ý nghĩa khoa học trong việc đề xuất thiết kế bộ điều khiển hướng dữ liệu không sử dụng mô hình, đảm bảo chất lượng không phụ thuộc vào sự bất định của mô hình, và có ý nghĩa thực tiễn cao cho các hệ thống điều khiển tự động hóa tích hợp, các quá trình công nghiệp phức tạp, cũng như các ứng dụng trong lĩnh vực quân sự.