Rheolydd yw'r elfen graidd yn y system rheoli awtomeiddio, sy'n gyfrifol am dderbyn signalau synhwyrydd, prosesu data, cyhoeddi cyfarwyddiadau rheoli i gyflawni rheolaeth fanwl gywir ar y gwrthrych rheoledig. Mae dulliau rheoli rheolydd yn amrywiol, ac mae gwahanol ddulliau rheoli yn addas ar gyfer gwahanol senarios ac anghenion rheoli. Yn y papur hwn, byddwn yn cyflwyno'n fanwl nifer o ddulliau rheoli a ddefnyddir yn aml gan reolwyr, gan gynnwys rheolaeth PID, rheolaeth niwlog, rheolaeth addasol, rheolaeth ragfynegol, rheolaeth rhwydwaith niwral a rheolaeth ddeallus.
1. rheolaeth PID
Mae rheolaeth PID (Cymesurol-Rheolaeth Deilliadol-Integral-Dull rheoli) yn ddull rheoli clasurol, a ddefnyddir yn eang mewn cynhyrchu diwydiannol, awyrofod, cludo, ac ati.
1.1 Rheolaeth gymesur
Rheolaeth gyfrannol yw sail rheolaeth PID, y gyfraith reoli yw: u (t)=Kp * e (t), lle mae u (t) ar gyfer y maint rheoli, Kp ar gyfer y cyfernod cymesuredd, e (t) ar gyfer y gwyriad. Prif swyddogaeth rheolaeth gyfrannol yw lleihau'r gwyriad a gwella cyflymder ymateb y system.
1.2 Rheolaeth Greiddiol
Swyddogaeth rheolaeth annatod yw dileu gwahaniaeth statig y system a gwella sefydlogrwydd y system. Y gyfraith reoli yw: u(t)=u(t-1) + Ki * ∫e(t)dt, lle Ki yw'r cyfernod annatod.
1.3 Rheolaeth wahaniaethol
Prif swyddogaeth rheolaeth wahaniaethol yw atal osciliad y system a gwella gallu gwrth-ymyrraeth y system. Ei gyfraith reoli yw: u(t)=u(t-1) - Kd * de(t)/dt, lle Kd yw'r cyfernod gwahaniaethol.
1.4 Nodweddion rheolaeth PID
Mae gan reolaeth PID fanteision strwythur syml, addasiad hawdd o baramedrau, gallu i addasu ac yn y blaen, ond ar yr un pryd mae rhai cyfyngiadau, megis rheolaeth wael ar systemau amrywiol aflinol ac amser, a gofynion uwch ar gyfer addasu paramedrau.
2. rheolaeth niwlog
Mae rheolaeth niwlog yn fath o reolaeth sy'n seiliedig ar resymeg niwlog, sy'n addas ar gyfer delio ag ansicrwydd ac amwysedd. Mae'r rheolydd niwlog yn sylweddoli rheolaeth y gwrthrych rheoledig trwy dair rhan: sylfaen rheol niwlog, peiriant casglu niwlog a diffusydd.
2.1 Sylfaen Rheol Niwlog
Sylfaen y rheolau niwlog yw craidd y rheolydd niwlog, sy'n cynnwys cyfres o reolau niwlog ar gyfer disgrifio'r berthynas rhwng newidynnau mewnbwn a newidynnau allbwn. Rheol niwlog yw ffurf OS newidyn mewnbwn IS set niwlog, yna newidyn allbwn IS set niwlog.
2.2 Peiriant Casgliad Niwlog
Mae'r peiriant casgliadau niwlog yn rhesymu am y newidynnau mewnbwn yn unol â'r rheolau yn y sylfaen rheolau niwlog i gael gwerthoedd niwlog y newidynnau allbwn. Mae'r broses o ddod i gasgliadau niwlog yn cynnwys pedwar cam: niwgu, paru rheolau, ymasiad rheolau a defuzzification.
2.3 Defuzzifier
Rôl y defuzzifier yw trosi'r gwerthoedd niwlog a geir o resymu niwlog yn feintiau rheoli gwirioneddol. Mae'r dulliau defuzzification a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys y dull cysylltiad mwyaf, y dull cyfartalog wedi'i bwysoli, ac ati.
2.4 Nodweddion rheolaeth niwlog
Mae gan reolaeth niwlog y gallu i ddelio ag ansicrwydd a phroblemau niwlog, gyda gofynion isel ar gyfer addasu paramedr ac addasrwydd uchel. Fodd bynnag, mae gan reolaeth niwlog rai cyfyngiadau hefyd, megis mae adeiladu sylfaen y rheol yn gofyn am lawer o brofiad a gwybodaeth, ac mae rhaniad y set niwlog a'r dull casglu yn effeithio ar gywirdeb y rheolaeth.
3. rheolaeth addasol
Mae rheolaeth addasol yn fath o ddull rheoli a all addasu'r paramedrau rheoli yn awtomatig yn unol â nodweddion y gwrthrych rheoledig a newidiadau amgylcheddol. Mae rheolydd addasol fel arfer yn cynnwys tair rhan: adnabod model, amcangyfrif paramedr a dylunio cyfraith rheoli.
3.1 Cydnabod Model
Adnabod model yw sail rheolaeth addasol, trwy'r data mewnbwn ac allbwn i sefydlu model mathemategol y gwrthrych rheoledig, i ddarparu sail ar gyfer amcangyfrif paramedr a dylunio cyfraith rheoli.
3.2 Amcangyfrif Paramedr
Amcangyfrif paramedr yw amcangyfrif paramedrau'r gwrthrych rheoledig ar-lein yn unol â'r wybodaeth a gafwyd o adnabod model, sy'n darparu gwybodaeth paramedr amser real ar gyfer dylunio cyfraith rheoli.
3.3 Rheoli dyluniad y gyfraith
Dyluniad y gyfraith reoli yw dylunio'r gyfraith reoli wedi'i haddasu i nodweddion y gwrthrych rheoledig a newidiadau amgylcheddol yn unol â chanlyniadau adnabod model ac amcangyfrif paramedr, er mwyn gwireddu rheolaeth fanwl gywir y gwrthrych rheoledig.
3.4 Nodweddion rheolaeth addasol
Mae gan reolaeth addasol y gallu i addasu i nodweddion y gwrthrych rheoledig a newidiadau amgylcheddol, a gall wireddu rheolaeth systemau amrywio aflinol ac amser. Fodd bynnag, mae gan reolaeth addasol rai cyfyngiadau hefyd, megis cywirdeb adnabod model ac mae amcangyfrif paramedr yn effeithio ar yr effaith reoli, ac mae dyluniad y gyfraith reoli yn gymhleth.
4. Rheolaeth ragfynegol
Mae rheolaeth ragfynegol yn ddull rheoli sy'n seiliedig ar wybodaeth ragfynegi yn y dyfodol, sy'n gwireddu'r rheolaeth optimaidd ar y gwrthrych rheoledig trwy ragfynegi ymddygiad y gwrthrych rheoledig yn y dyfodol.
4.1 Model rhagfynegol
Model rhagfynegol yw sail rheolaeth ragfynegol, a ddefnyddir i ddisgrifio ymddygiad deinamig y gwrthrych rheoledig. Modelau rhagfynegi a ddefnyddir yn gyffredin yw model ARX, model BJ ac ati.
4.2 Algorithm Rhagfynegi
Mae'r algorithm rhagfynegi yn rhagweld ymddygiad y gwrthrych rheoledig yn y dyfodol yn ôl y model rhagfynegi a'r wybodaeth mewnbwn ac allbwn cyfredol. Mae algorithmau rhagfynegi a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys sgwariau lleiaf ailadroddus, hidlydd Kalman, ac ati.
4.3 rheoli Optimization
Mae rheolaeth optimaidd yn seiliedig ar y canlyniadau rhagfynegi, trwy'r algorithm optimeiddio i ddatrys y gyfraith rheoli gorau posibl, i gyflawni rheolaeth optimaidd ar y gwrthrych a reolir. Algorithmau optimeiddio a ddefnyddir yn gyffredin yw rhaglennu llinol, rhaglennu cwadratig ac ati.