Bộ điều khiển cho hệ thống MIMO phi tuyến sử dụng CMAC tại HCMUTE

Một số phương pháp điều khiển phi tuyến hiện có, bao gồm PSO, FLC, và NN, đã được xem xét. PSO phụ thuộc vào việc lựa chọn trọng số và không gian tìm kiếm, gây khó khăn trong điều chỉnh. FLC dựa trên tập mờ và luật mờ, việc thiết lập tối ưu rất phức tạp. NN, mặc dù có khả năng xấp xỉ hàm phi tuyến, nhưng việc lựa chọn số lượng nơ-ron và lớp mạng ảnh hưởng đến hiệu quả và khó áp dụng với hệ thống yêu cầu học trực tuyến. Tất cả các phương pháp này đều có những hạn chế nhất định trong việc xử lý các hệ thống MIMO phi tuyến với sự thay đổi tham số và nhiễu. Nghiên cứu tại HCMUTE hướng đến giải pháp khả thi hơn, đó là sử dụng và cải tiến thuật toán CMAC.

CMAC, với khả năng học nhanh, tổng quát hóa tốt và tính toán đơn giản, được lựa chọn là giải pháp chính. CMAC khác biệt với các phương pháp khác ở chỗ nó không phụ thuộc vào mô hình động học chính xác của hệ thống MIMO. Khả năng học trực tuyến của CMAC là ưu điểm lớn, giúp thích ứng nhanh với sự thay đổi của hệ thống. Việc sử dụng CMAC trong điều khiển MIMO phi tuyến hứa hẹn khắc phục được nhiều nhược điểm của các phương pháp truyền thống. Nghiên cứu tại HCMUTE tập trung vào việc khai thác tối đa các ưu điểm này. CMAC được đánh giá cao về khả năng đáp ứng nhanh và khả năng tổng quát hóa trong xử lý các tín hiệu phức tạp của hệ thống MIMO phi tuyến.

Mô hình hóa hệ thống MIMO phi tuyến là bước quan trọng. Do tính chất phi tuyến, mô hình chính xác khó đạt được. CMAC được sử dụng như một bộ xấp xỉ. Thuật toán điều khiển CMAC được thiết kế để học trực tuyến và thích ứng với sự thay đổi của hệ thống. Quá trình học tập của CMAC được diễn tả rõ ràng. Các tham số quan trọng của CMAC, chẳng hạn như kích thước không gian địa chỉ và hàm thành viên, được chọn lựa kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả. Thiết kế điều khiển cần đảm bảo sự ổn định và độ chính xác của hệ thống. Ứng dụng CMAC trong điều khiển MIMO được minh họa thông qua sơ đồ khối và mô tả thuật toán.

Một số cải tiến cho CMAC được đề xuất, bao gồm việc sử dụng hàm Wavelet và cấu trúc hồi tiếp. Wavelet CMAC và Recurrent CMAC được thiết kế để cải thiện hiệu quả học tập và khả năng đáp ứng động. Kiểm nghiệm thực nghiệm được thực hiện trên các mô hình thực tế, chẳng hạn như mô hình điều khiển áp suất và mô hình điều khiển mức nước. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy sự hiệu quả của các cải tiến đề xuất. Phân tích ổn định và robustness của hệ thống được đánh giá qua các chỉ số thực nghiệm. Ứng dụng thực tế của CMAC và các biến thể của nó được làm rõ.

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của CMAC và các biến thể của nó trong điều khiển hệ thống MIMO phi tuyến. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy khả năng bám sát tín hiệu đặt, ổn định và robustness cao của hệ thống. Nghiên cứu tại HCMUTE đã đóng góp vào việc phát triển và ứng dụng CMAC trong lĩnh vực điều khiển tự động. Đóng góp khoa học chính là việc đề xuất các giải pháp cải tiến CMAC, giúp nâng cao hiệu quả và khả năng thích ứng của thuật toán. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong nhiều hệ thống điều khiển công nghiệp khác nhau.

Kết quả nghiên cứu có khả năng ứng dụng thực tế cao trong nhiều lĩnh vực, như điều khiển robot, hệ thống hàng không, và các hệ thống công nghiệp khác. CMAC có thể được sử dụng để điều khiển các hệ thống có tính phi tuyến và không chắc chắn cao. Hệ thống điều khiển MIMO được thiết kế có tính bền vững cao. Hướng phát triển trong tương lai là nghiên cứu sâu hơn về việc tối ưu hóa các tham số của CMAC, tích hợp với các thuật toán khác để nâng cao hiệu quả hơn nữa. Nghiên cứu tại HCMUTE mở ra nhiều hướng phát triển mới trong lĩnh vực điều khiển tự động.