Mở đầu Chƣơng 1: Lý thuyết tống quan đề cập tổng quan một số kiến thức cơ sở được sử dụng trong luận văn như logic mờ; các bộ biến đổi một chiều - một chiều, biến đổi một chiều - xoay chiều; các phương pháp điều khiển bộ biến đổi DC-DC và DC-AC; phương pháp chuyến đổi hệ trục tọa độ; phương pháp điều chế độ rộng xung. Chƣơng 2: Hệ thống điện mặt trời trình bày tổng quan về năng lượng mặt trời, đặc điểm của bức xạ mặt trời; tổng kết các phương pháp khai thác sử dụng năng lượng mặt trời truyền thống; cấu tạo, đặc điểm, đặc tính của pin mặt trời; cấu trúc, các yêu cầu điều khiển hệ thống điện mặt trời làm việc độc lập và nối lưới Chƣơng 3: Điều khiển bám điểm làm việc tối ƣu của hệ thống điện mặt trời nối lƣới dùng thuật toán mờ trình bày ý nghĩa và nguyên tắc xác định điểm làm việc tối ưu của hệ thống điện mặt trời; một số thuật toán xác định và duy trì điểm làm việc tối ưu thông dụng; xây dựng thuật toán mờ duy trì chế độ làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời nối lưới; mô hình hóa, mô phỏng cho một hệ thống cụ thể. Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 3 download by : skknchat@gmail.com CHƢƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 1. LOGIC MỜ Năm 1965, Giáo sư Lofti A.
Zadeh ở trường đại học Califonia - Mỹ đã cho ra đời một lý thuyết mới đó là lý thuyết tập mờ (Fuzzy set theory). Công trình này thực sự đã khai sinh một ngành khoa học mới là lý thuyết tập mờ và đã nhanh chóng được các nhà nghiên cứu công nghệ mới chấp nhận ý tưởng. Lý thuyết tập mờ ngày càng phong phú và hoàn chỉnh, đã tạo nền vững chắc để phát triển logic mờ. Có thể nói logic mờ (Fuzzy logic) là nền tảng để xây dựng các hệ mờ thực tiển, ví dụ trong công nghiệp sản xuất xi măng, sản xuất điện năng, các hệ chuyên gia trong y học giúp chuẩn đoán và điều trị bệnh, các hệ chuyên gia trong xử lý tiếng nói, nhận dạng hình ảnh.Trong phần này, tác giả xin giới thiệu sơ lược nhất về logic mờ.
Tập mờ B xác định trên tập kinh điển M là một tập mà mỗi phần tử của nó được biểu diễn bởi một cặp giá trị (x, µB(x)). Trong đó x M, µB(x) là ánh xạ. Ánh xạ µB(x) được gọi là hàm liên thuộc của tập mờ B. Tập kinh điển M gọi là cơ sở của tập mờ B.
Các thông số đặc trưng cho tập mờ là độ cao, miền xác định và miền tin cậy (hình 1. 1: Độ cao, miền xác định, miền tin cậy của tập mờ + Độ cao của một tập mờ B (Định nghĩa trên cơ sở M) là giá trị lớn nhất trong các giá trị của hàm liên thuộc: 4 download by : skknchat@gmail.com + Miền xác định của tập mờ B (Định nghĩa trên cơ sở M) được ký hiệu bởi S là tập con của M có giá trị hàm liên thuộc khác không: + Miền tin cậy của tập mờ B (Định nghĩa trên cơ sở M) được ký hiệu bởi T, là tập con của M có giá trị hàm liên thuộc bằng 1: Có rất nhiều cách khác nhau để biểu diễn hàm liên thuộc của tập mờ. Dưới đây là một số dạng hàm liên thuộc thông dụng: + Hàm liên thuộc hình tam giác (hình 1.2a) + Hàm liên thuộc hình thang (hình 1.2b) + Hàm liên thuộc dạng Gauss (hình 1.2c) + Hàm liên thuộc dạng Sign (hình 1.2d) + Hàm Sigmoidal (hình 1.2e) + Hàm hình chuông (hình 1. 2: Các dạng hàm liên thuộc của tập mờ Trên tập mờ có 3 phép toán cơ bản là phép hợp, phép giao và phép bù.
- Phép hợp của hai tập mờ. Cho tập mờ A, B trên tập vũ trụ X, tập mờ hợp của A và B là một tập mờ, 5 download by : skknchat@gmail.com ký hiệu là C = A B. Theo phép hợp chuẩn ta có C (x) từ các hàm thành viên A(x), B (x) như sau: Hình 1. 3: Hợp hai tập mờ có cùng tập vũ trụ Một cách tổng quát ta dùng hàm hợp u:.
Hàm thành viên C (x) có thể được suy ra từ hàm thành viên A (x), B (x) như sau: - Phép giao của hai tập mờ. Cho tập mờ A, B trên tập vũ trụ X, tập mờ giao của A và B cũng là một tập mờ, ký hiệu là I = A B. Theo phép giao chuẩn ta có 1 (x) từ các hàm thành viên A (x), B (x): Hình 1. 4: Giao hai tập mờ có cùng tập vũ trũ Một cách tổng quát ta dùng hàm giao i:.
Hàm thành viên 1 (x) có thể được suy từ hàm thành viên A (x), B (x) như sau: - Phép bù của một tập mờ. Cho tập mờ A trên tập vũ trụ X, tập mờ bù của A là tập mờ , hàm thuộc 6 download by : skknchat@gmail. Hàm thuộc của tập mờ A. Hàm thuộc của tập mờ.
5: Tập bù của tập mờ A. Một cách tổng quát để tìm (x) từ A (x) ta dùng hàm bù c: như sau: Một biến có thể gán bởi các từ trong ngôn ngữ tự nhiên làm giá trị của nó gọi là biến ngôn ngữ. Một biến ngôn ngữ thường bao gồm 4 thông số: X, T, U, M. Với: + X: Tên của biến ngôn ngữ + T: Tập của các giá trị ngôn ngữ + U: Không gian nền mà trên đó biến ngôn ngữ X nhận các giá trị rõ + M: Chỉ ra sự phân bố của T trên U.
- Xét hai biến ngôn ngữ và Biếnnhận giá trị (mờ) A có hàm liên thuộc A(x) và nhận giá trị (mờ) B có hàm liên thuộc B(y) thì hai biểu thức: A; B được gọi là hai mệnh đề. Luật điều khiển: nếu = A thì = B được gọi là mệnh đề hợp thành - Xét mệnh đề hợp thành: nếu = A thì = B; trong kỹ thuật điều khiển ta thường sử dụng nguyên tắc của Mamdani “Độ phụ thuộc của kết luận không được lớn hơn độ phụ thuộc của điều kiện”. Từ nguyên tắc đó ta có hai công thức xác định hàm liên thuộc cho mệnh đề hợp thành A B: - Công thức MINAB(x, y) = MIN {A(x)B(y)} 7 download by : skknchat@gmail.com - Công thức PROD: AB(x, y) = A(x)B(y) - Luật hợp thành là tên chung gọi mô hình R biểu diễn (một hay nhiều) hàm liên thuộc B(x,y) cho (một hay nhiều) mệnh đề hợp thành AB. Một luật hợp thành chỉ có 1 mệnh đề hợp thành gọi là luật hợp thành đơn, có từ 2 mệnh đề hợp thành trở lên gọi là luật hợp thành phức.
+ Cấu trúc SISO là cấu trúc trong đó luật hợp thành có các mệnh đề điều kiện và mệnh đề kết luận là các mệnh đề đơn. + Cấu trúc MISO là cấu trúc trong đó luật hợp thành có các mệnh đề điều kiện là mệnh đề phức và mệnh đề kết luận là mệnh đề đơn. Một bộ điều khiển mờ bao gồm 3 khối cơ bản: Khối mờ hoá, thiết bị hợp thành và khối giải mờ. Ngoài ra còn có khối giao diện vào và giao diện ra.
6: Các khối chức năng của bộ điều khiển mờ - Khối mờ hoá: Có chức năng chuyển mỗi giá trị rõ của biến ngôn ngữ đầu vào thành véc tơ µ có số phần tử bằng số tập mờ đầu vào. - Thiết bị hợp thành: Có bản chất của nó sự triển khai luật hợp thành R được xây dựng trên cơ sở luật điều khiển. - Khối giải mờ: Có nhiệm vụ chuyển tập mờ đầu ra thành giá trị rõ y0 (ứng với mỗi giá trị rõ x0 để điều khiển đối tượng. - Giao diện đầu vào: Thực hiện việc tổng hợp và chuyển đổi tín hiệu vào (từ tương tự sang số), ngoài ra còn có thể có thêm các khâu phụ trợ để thực hiện bài toán động như tích phân, vi phân,.
- Giao diện đầu ra: Thực hiện chuyển đổi tín hiệu ra (từ số sang tương tự) để điều khiển đối tượng. Bộ điều khiển mờ được phân loại như sau: 8 download by : skknchat@gmail.com - Theo số lượng đầu vào và đầu ra: + Bộ điều khiển mờ “Một vào - một ra” (SISO); + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - một ra” (MISO); + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - nhiều ra” (MIMO); - Theo bản chất của tín hiệu đưa vào bộ điều khiển: + Bộ điều khiển mờ tĩnh + Bộ điều khiển mờ động. Cấu trúc tổng quát của một hệ điều khiển mờ được chỉ ra trên hình 1. 7: Cấu trúc tổng quát của một hệ mờ Với một miền compact X Rn (n là số đầu vào) các giá trị vật lý của biến ngôn ngữ đầu vào và một đường phi tuyến g(x) tùy ý nhưng liên tục cùng các đạo hàm của nó trên X thì bao giờ cũng tồn tại một bộ điều khiển mờ cơ bản có quan hệ: Để tổng hợp được các bộ điều khiển mờ và cho nó hoạt động một cách hoàn thiện ta cần thực hiện qua các bước sau: - Bước 1: Khảo sát đối tượng, từ đó định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào, ra và miền xác định của chúng.
- Bước 2: Mờ hoá các biến ngôn ngữ vào/ra - Bước 3: Xây dựng các luật điều khiển (mệnh đề hợp thành) - Bước 4: Chọn thiết bị hợp và chọn nguyên tắc giải mờ. - Bước 5: Tối ưu hệ thống: Sau khi thiết kế xong bộ điều khiển mờ, ta cần 9 download by : skknchat@gmail.com mô hình hoá và mô phỏng hệ thống để kiểm tra kết quả, đồng thời chỉnh định lại một số tham số để có chế độ làm việc tối ưu. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ MỘT CHIỀU – MỘT CHIỀU (DC-DC) 1. Chức năng bộ biến đổi DC-DC Bộ biến đổi 1 chiều 1 chiều có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều về trị số phù hợp với với mục đích sử dụng.
Các bộ biến đổi DC-DC được chia làm 2 loại: Có cách ly và loại không cách ly. Loại cách ly sử dụng máy biến áp cao tần, chúng cách ly nguồn điện một chiều đầu vào với nguồn một chiều ra và tăng hay giảm áp bằng cách điều chỉnh hệ số biến áp. Loại này thường được sử dụng cho các nguồn cấp một chiều sử dụng khoá điện tử và cho hệ thống lai. Loại DC-DC không cách ly không sử dụng máy biến áp cách ly.
Chúng luôn được dùng trong các bộ điều khiển động cơ một chiều.