Nghiên cứu hệ thống nhận dạng điều khiển (in lần thứ hai)

Nghiên cứu hệ thống nhận dạng điều khiển được biên soạn nhằm cung cấp thêm một tài liệu hỗ trợ việc tự học cho sinh viên ngành Điều khiển Tự động đang học môn Lý thuyết Điều khiển nâng cao, sinh viên ngành Điện, cũng như các ngành khác có liên quan tới việc xây dựng mô hình hệ thống. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hệ thống nhận dạng điều khiển (in lần thứ hai) Nguyễn Doãn Phước & Phan Xuân Minh NHẬN DẠNG H Ệ THỐNG Đ I ỀU KHIỂN (IN LẦN THỨ HAI, CÓ SỬA ĐỔI VÀ BỔ SUNG) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI ( 2005) Author: Nguyen Doan Phuoc Assoc. Prof. of Department of Automatic Control, Hanoi University of Technology. Phan Xuan Minh Assoc. Prof. of Department of Automatic Control, Hanoi University of Technology. Title: Identìication Control Systems This book aims to provide basic knowledges of systems modelling such as modell−estimation, idetification K. Many examples are given in the book to illustrate the theory. This book is the product of several courses given by the authors at the Hanoi University of Technology (HUT). It is written for control engineering students and master students in Universities as a course− and self study textbook. Chịu trách nhiệm xuất bản: PGS. TS. Tô Đăng Hải Biên tập: Nguyễn Đăng Trình bày và chế bản: Tác giả Vẽ bìa: Trần Thắng In 1000 cuốn khổ 16×24 cm tại Xưởng in NXB Văn hóa Dân tộc. Quyết định xuất bản số 75−2005/CXB/55−02/KHKT. In xong và nộp lưu chiểu 2 tháng 9−2005. Lời nói đầu Nhận dạng hệ thống là một trong những công việc đầu tiên phải thực hiện khi giải quyết một bài toán Điều khiển Tự động. Lý do đơn giản chỉ là vì không thể phân tích, tổng hợp hệ thống khi không có mô hình toán học mô tả hệ thống. Trong quá trình xây dựng mô hình hệ thống trên phương diện lý thuyết người ta thường không thể khảo sát được mọi ảnh hưởng của môi trường đến tính động học của hệ thống cũng như những tác động qua lại bên trong hệ thống một cách chính xác tuyệt đối. Rất nhiều yếu tố đã bị bỏ qua hoặc chỉ được xem xét đến như một tác động ngẫu nhiên. Bởi vậy, nếu nói một cách chặt chẽ thì những hiểu biết lý thuyết ban đầu về hệ thống mới chỉ có thể giúp người ta khoanh được vùng lớp các mô hình thích hợp. Để có thể có được một mô hình cụ thể có chất lượng phù hợp với bài toán điều khiển đặt ra trong lớp các mô hình thích hợp đó thì phải sử dụng phương pháp nhận dạng. Thời điểm ra đời của chuyên ngành Nhận dạng có thể được xem là vào khoảng cuối thập niên 50. Tuy ra đời muộn nhưng Nhận dạng đã phát triển rất nhanh và đã có những thành tựu vượt bậc. Nguyên nhân của sự phát triển vuợt bậc đó một phần từ yêu cầu thực tế, song có lẽ phần chính là nhờ có những hỗ trợ tích cực của các ngành khoa học liên quan, đặc biệt là Xử lý tín hiệu và Tin học. Sự phát triển của Nhận dạng trong lĩnh vực Điều khiển tự động từ năm 1960 đến nay có thể chia ra làm ba giai đoạn phát triển như sau: − Giai đoạn một khoảng từ năm 1960 đến 1975 được đánh dấu bằng nhận dạng các mô hình không tham số cho đối tượng điều khiển tuyến tính mà trọng tâm chủ yếu là thiết lập hàm trọng lượng hay hàm đặc tính tần biên−pha dưới dạng một dãy giá trị (phức). Kiến thức lý thuyết cần thiết cho giai đoạn này phần lớn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết hàm phức và phân tích phổ tín hiệu. 3 − Giai đoạn hai được đặc trưng bởi sự ra đời của lớp mô hình động liên tục hoặc rời rạc có tham số và được gọi là giai đoạn của nhận dạng tham số mô hình. Thông tin lý thuyết ban đầu về hệ thống ở đây chỉ v ừa đủ để người ta có thể lựa chọn được bậc (hay cấu trúc) cho mô hình liên tục hoặc rời rạc. Nhiệm vụ của nhận dạng trong giai đoạn này là xác định giá trị các tham số của mô hình đó với hướng nghiên cứu tập trung là xét tính hội tụ của các phương pháp và ảnh hưởng của nhiễu vào kết quả. − Giai đoạn ba khoảng từ năm 1990 trở lại đây được đánh dấu bằng nhận dạng mô hình động học liên tục phi tuyến và nhận dạng mô hình tham số cho hệ nhiều chiều, trong đó hướng nghiên cứu chính là xét tính nhận dạng được của hệ nhiều chiều. Dần dần, cũng trong giai đoạn này người ta chuyển hướng đi vào nhận dạng các hệ thống suy biến (singular systems). Trong vô vàn các phương pháp nhận dạng hệ thống hiện được dùng rộng rãi, chúng tôi chỉ có thể chọn lọc ra và giới thiệu một vài phương pháp đặc trưng làm đại diện. Phương hướng chọn lựa là đi từ mô hình không tham số với công cụ phân tích phổ tín hiệu (chương 2) để làm nền cho công việc nhận dạng tham số mô hình liên tục tuyến tính và mô hình rời rạc tuyến tính sau này (chương 3 và chương 4). Như vậy cuốn sách có nội dung chủ yếu là giới thiệu các phương pháp nhận dạng được hình thành trong giai đoạn 1 và 2. Một phần lý do là những phương pháp này đã trở thành chuẩn mực và đã được cài đặt trong những chương trình tiện dụng của MATLAB giúp bạn đọc có thể sử dụng chúng để kiểm nghiệm lại những điều đã đọc được. Phần nữa là những phương pháp của giai đoạn 3 cho đến nay vẫn chưa có được nhiều sức thuyết phục trong ứng dụng như mong muốn. Cuốn sách được viết với mục đích cung cấp thêm một tài liệu hỗ trợ việc tự học cho sinh viên ngành Điều khiển Tự động đang học môn Lý thuyết Điều khiển nâng cao, sinh viên ngành Điện, cũng như các ngành khác có liên quan tới việc xây dựng mô hình hệ thống. Ngoài ra, cuốn sách còn có mục đích xa hơn là giới thiệu được với những người đang công tác trong 4 lĩnh vực phân tích và tổng hợp hệ thống kỹ thuật một tài liệu tra cứu, tham khảo trong công việc xây dựng mô hình hệ thống. Mặc dù, kể từ lần xuất bản đầu tiên vào năm 2001, cho tới nay quyển sách Nhận dạng hệ thống điều khiển này đã được tái bản nhiều lần, song chắc không thể tránh khỏi còn thiếu sót. Để có thể đạt được chất lượng hoàn thiện hơn, các tác giả rất mong nhận được những góp ý sửa đổi hay bổ sung thêm từ phía bạn đọc. Thư góp ý xin gửi về: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Khoa Điện, Bộ môn Điều khiển Tự động. − 306 Số 1 Đại Cồ Việt. C9/ 305− Hà Nội, ngày 28.5.2005 Các tác giả ...