Tài liệu Xây dựng thư viện khối điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu thời gian thực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA _____o0o_____ BK TP.HCM VÕ LÊ DUY TÂN ĐỀ TÀI XÂY DỰNG THƯ VIỆN KHỐI ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI MÔ HÌNH THAM CHIẾU THỜI GIAN THỰC CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA Niên khóa: 2007 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2009 Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÀ (ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. NGUYỄN TẤN TIẾN (ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. HUỲNH THÁI HOÀNG (ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 31 tháng 07 năm 2009. Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ---------------- CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ---oOo--Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: VÕ LÊ DUY TÂN Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 16-07-1984 Nơi sinh : Tuy Hòa – Phú Yên. Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG THƯ VIỆN KHỐI ĐIỀU KHIỂNTHÍCH NGHI MÔ HÌNH THAM CHIẾU THỜI GIAN THỰC. 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Xây dựng thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu viết bằng C-S-function dạng C-file.  Xây dựng thư viện các khối animation cho việc mô phỏng trực quan.  Dùng thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu để giải bài tập thích nghi, điều khiển cho các đối tượng khác nhau hệ SISO và MIMO được tách thành các hệ SISO độc lập .  Dùng thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu để điều khiển cho mô hình thực bồn nước đơn, bồn nước đôi và cánh tay mềm dẻo 2 bậc tự do trong phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc Gia C6. 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02-02-2009...................................................................... 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03-07-2009..................................................... 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): ........................ PGS.TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÀ Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Hà GVC.TS. Nguyễn Đức Thành Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân LỜI CẢM ƠN Xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Phương Hà, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Và quan trọng hơn hết, PGS là người đã gợi mở cho tác giả một đề tài, một hướng nghiên cứu mới mẻ, độc đáo, có tính ứng dụng cao, hoàn toàn phù hợp với năng lực của tác giả. Xin cảm ơn bố mẹ của tác giả, những người đã tạo điều kiện thuận lợi tối đa để tác giả có thể nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này đúng thời hạn. Sự giúp đỡ này tuy không mang tính chuyên môn nhưng góp phần rất quan trọng đến sự thành công của luận văn. Bên cạnh đó tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Điều Khiển Tự Động đã trang bị cho tác giả những kiến thức quý báu để hoàn thành tốt luận văn này. Lời cảm ơn cuối cùng xin dành cho các bạn thuộc lớp cao học TDH 2007. Sự giúp đỡ của các bạn về mặt chuyên môn là nguồn động lực không nhỏ cho tác giả trong suốt thời gian qua. VÕ LÊ DUY TÂN Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Tóm tắt luận văn thạc sĩ Ngày nay, sự kết hợp các giải thuật thích nghi với thư viện Simulink của Matlab ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điều khiển tự động. Yêu cầu cấp thiết là cần phải có một thư viện các bộ điều khiển thích nghi trong Matlab để việc ứng dụng được nhanh chóng và dễ dàng hơn. Để đáp ứng nhu cầu đó, luận văn này đưa ra vệc thiết kế một thư viện bao gồm các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu. Đặc tính nổi bật của thư viện này là các khối điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu được viết bằng C-S-function tạo từ C-file. Vì vậy, nó vừa có thể điều khiển được cho đối tượng dạng mô phỏng vừa có thể điều khiển được cho đối tượng thực. Thuật toán điều khiển được viết dạng tổng quát để có thể áp dụng cho nhiều đối tượng. Một số ứng dụng điều khiển cũng được trình bày để minh họa cho đặc tính vượt trội của thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu này. Ngoài ra để việc mô phỏng được trực quan hơn, luận văn này cũng giới thiệu một thư viện các khối animation là mô hình động của một số đối tượng. Đồng thời, Luận văn cũng vạch ra hướng phát triển và mở rộng cho thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi. Hiện tại thư viện được thiết kế dưới dạng mã nguồn mở nên việc thiết kế thêm vào thư viện rất dễ dàng. Trong khi đó, giải thuật điều khiển thích nghi lại rất nhiều (MV:Minimum-variance, điều khiển thích nghi gián tiếp: Indirect Adaptive Control, điều khiển thích nghi trực tiếp: Direct Adaptive Control, điều khiển mờ thích nghi: Adaptive Fuzzy Control , điều khiển trượt: Sliding Control …). Vì vậy để thiết kế được thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi với tất cả các giải thuật thích nghi trên cần phải có nhiều nhóm nghiên cứu, nhiều tổ chức cùng nhau thực hiện. Khi đó, thư viện khối các bộ điều khiển thích nghi này sẽ trở nên rộng lớn hơn, hữu ích hơn và ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực điều khiển tự động đang phát triển mạnh mẽ như hiện nay. Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân ABSTRACT Today, the intergration between adaptive algorithms and Simulink Library of Matlab is applied wider and wider in area of automatic control. A necessary requirement is that needs to have a library of adaptive controllers in Matlab to apply it more quickly and easily. To satisfy that requirement, there is a dissertation which studies to design a library consist of model reference adaptive controllers. The salient characteristic of this library is that model reference adaptive controllers are designed by C-S-function written C-file. So, they can control both simulative objects and realtime objects. Control algorithm is written general form to apply for many objects. Some applications in controlling are also presented to demonstrate the superiority of this block library of model reference adaptive controllers. Besides, the dissertation is also presented a library of animation blocks which are motive models of some objects so that the simulation is more visual. In addition, the dissertation also bring out the way of development and expansion for this library. At present, the library is made under open source to add other designs in the library easily. Meanwhile, there are too many adaptive algorithms (MV:Minimum-variance, Adaptive Control, Indirect Adaptive Control, Direct Adaptive Fuzzy Control, Sliding Control …). Thus, designing the block library of adaptive controllers with all adaptive algorithms needs many research groups and organizations work together. At this time, the block library of adaptive controllers becomes wider, more effective and applied in the area of automatic control which has strongly development in nowadays. Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Mục lục Trang Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu về Simulink và thư viện các khối của Matlab.................................... 1 1.2 Một số kết quả nghiên cứu thư viện khối thích nghi dựa trên thư viện Simulink của Matlab. ........................................................................................................ 2 1.3 Phương pháp xây dựng thư viện các bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu. ............................................................................................................... 15 1.4 Nội dung tóm lược của luận văn...................................................................... 17 Chương 2: Xây dựng thư viện khối Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu MRAC 2.1 Đặt vấn đề. ...................................................................................................... 19 2.2 Yêu cầu thiết kế thư viện................................................................................. 21 2.3 Cơ sở lý thuyết trong thiết kế. ......................................................................... 24 2.4 Phương pháp tiếp cận Gradient (luật MIT) và nhận dạng Bezout..................... 26 2.4.1 Luật MIT (Massachusetts Institude Technology). ...................................... 26 2.4.2 Phương trình nhận dạng Bezout. ................................................................ 28 2.4.3 Lý thuyết điều khiển thích mô hình tham chiếu theo phương pháp tiếp cận Gradient...................................................................................................... 29 2.5 Lý thuyết ổn định Lyapunov. .......................................................................... 31 2.5.1 Các định nghĩa. .......................................................................................... 31 2.5.2 Lý thuyết điều khiển thích mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov.................................................................................................... 33 2.6 Kết hợp bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu và khâu PID ................ 38 2.7 Thư viện các khối điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu .......................... 41 2.7.1 Khối hiệu chỉnh tham số ............................................................................ 41 2.7.2 Khối tính tín hiệu điều khiển...................................................................... 43 2.7.3 Khối bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo luật MIT.............. 45 Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân 2.7.4 Khối bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo luật MIT kết hợp khâu PID..................................................................................................... 47 2.7.5 Khối bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc 1.................................................................... 49 2.7.6 Khối bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc N ................................................................... 51 2.7.7 Khối bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc N kết hợp khâu PID....................................... 53 2.8 Thư viện các khối animation ........................................................................... 55 2.8.1 Thư viện demo........................................................................................... 55 2.8.2 Giới thiệu các mô hình demo ..................................................................... 56 2.8.3 Nhận xét tiện ích của demo........................................................................ 61 2.9 Tóm lược chương............................................................................................ 62 Chương 3: Ứng dụng thư viện khối MRAC trong điều khiển mô phỏng 3.1 Đặt vấn đề. ...................................................................................................... 64 3.1.1 Điều kiện mô phỏng................................................................................... 64 3.1.2 Mục tiêu điều khiển ................................................................................... 66 3.1.3 Phương pháp tiếp cận ................................................................................ 66 3.1.4 Đánh giá so sánh ....................................................................................... 67 3.2 Giới thiệu thư viện khối Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu. .......... 67 3.3 Bài tập thích nghi. ........................................................................................... 69 3.3.1 Giới thiệu bài tập thích nghi....................................................................... 69 3.3.2 Giải bài tập thích nghi dựa vào thư viện MRAC_MIT ............................... 69 3.4 Đối tượng bồn nước đơn. ................................................................................ 76 3.4.1 Phương trình toán học mô tả đặc tính bồn nước đơn .................................. 76 3.4.2 Dùng thư viện MRAC_LYA trong điều khiển đối tượng bồn nước đơn ..... 78 3.5 Đối tượng cánh tay mềm dẻo (MIMO). ........................................................... 81 3.5.1 Đặc tính động học đối tượng cánh tay mềm dẻo......................................... 81 Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân 3.5.2 Vận dụng thư viện MRAC_MIT vào điều khiển đối tượng cánh tay mềm dẻo.............................................................................................................. 95 3.5.3 Vận dụng thư viện MRAC_LYA vào điều khiển đối tượng cánh tay mềm dẻo.............................................................................................................100 3.5.4 So sánh kết quả điều khiển của hai bộ điều khiển trên...............................106 3.6 Tóm lược chương...........................................................................................106 Chương 4: Ứng dụng thư viện khối MRAC trong điều khiển đối tượng thực 4.1 Giới thiệu các thiết bị và phần mềm dùng điều khiển đối tượng thực..............110 4.1.1 Giới thiệu Card Quanser PCI MultiQ ........................................................110 4.1.2 Bộ khuếch đại công suất UPM ..................................................................114 4.1.3 Giới thiệu phần mềm Wincon 4.1 .............................................................116 4.2 Ứng dụng thư viện khối MRAC điều khiển đối tượng bồn nước.....................116 4.2.1 Giới thiệu mô hình thực bồn nước.............................................................116 4.2.2 Thiết kế sơ đồ điều khiển dùng thư viện MRAC_LYA cho đối tượng thực bồn nước đơn.............................................................................................118 4.2.3 Vận dụng thư viện MRAC_MIT trong điều khiển đối tượng thực bồn nước đôi .............................................................................................................122 4.2.4 Xây dựng sơ đồ khối điều khiển cho đối tượng bồn nước đôi dùng thư viện MRAC_LYA .............................................................................................125 4.2.5 Nhận xét về hai bộ điều khiển...................................................................127 4.3 Ứng dụng thư viện khối MRAC điều khiển đối tượng cánh tay mềm dẻo.......127 4.3.1 Giới thiệu mô hình thực cánh tay mềm dẻo...............................................127 4.3.2 Dùng thư viện khối bộ điều khiển MRAC_LYA cho đối tượng thực cánh tay mềm dẻo ....................................................................................................128 4.4 Tóm lược chương ..........................................................................................138 Chương 5: Nhận xét kết quả và hướng phát triển 5.1 Kết quả đạt được.............................................................................................140 5.2 Một số hạn chế ...............................................................................................142 Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân 5.3 Hướng phát triển đề tài ...................................................................................143 Tài liệu tham khảo.....................................................................................145 Phụ lục Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Danh mục ký hiệu, từ viết tắt  Ký hiệu Animation: thư viện hoạt họa MRAC_MIT: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo phương pháp tiếp cận Gradient. MRAC_MIT_PID: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo phương pháp tiếp cận Gradient kết hợp khâu PID. MRAC_LYA: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov. MRAC_LYA_DEGREE1: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc 1. MRAC_LYA_DEGREEN: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc N. MRAC_LYA_DEGREEN_PID: Bộ điều khiển thích nghi mô hình tham chiếu theo lý thuyết ổn định Lyapunov cho đối tượng bậc N kết hợp khâu PID.  Từ viết tắt MIT: Massachusetts Institude Technology Viện công nghệ Massachusetts. MRAS: Model-reference Adaptive Systems Điều khiển thích nghi dùng mô hình tham chiếu MRAC: Model-reference Adaptive Control Điều khiển thích nghi dùng mô hình tham chiếu thiết kế cho bộ điều khiển MV: Minimum-variance MIMO: Multi Input Multi Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra SISO: Single Input Single Output Một vào một ra SOAS: Self Oscillating Adaptive Systems. Các hệ thống thích nghi tự dao động. Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu về Simulink và thư viện các khối của Matlab. Với sự phát triển của xã hội ngày nay, các hệ thống tự động hóa trong công nghiệp ngày càng xâm nhập vào đời sống con người nhiều hơn. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu điều khiển ngày càng cao, việc xem xét chất lượng điều khiển hệ thống là rất quan trọng. Đa số các hệ thống thực đều có tính phi tuyến cao với nhiều đầu vào, nhiều đầu ra và nhạy cảm với nhiễu từ môi trường tác động lên hệ thống cần điều khiển. Có nhiều hệ thống phi tuyến không thể điều khiển được bằng kỹ thuật cổ điển. Do đó, các nhà nghiên cứu trong những năm gần đây đã cho ra đời các bộ điều khiển thông minh và điều khiển tích hợp như: điều khiển dùng mạng Nơron, điều khiển mờ, điều khiển dùng giải thuật di truyền GA, điều khiển tối ưu, điều khiển thích nghi và bền vững,... Với các bộ điều khiển này, các nhà nghiên cứu mong muốn sẽ có được những kết quả điều khiển đầy hứa hẹn cho những hệ thống phi tuyến trong tương lai. Nhưng để có thể ứng dụng lý thuyết vào thực tế hoặc mô phỏng hệ thống điều khiển cần phải sử dụng phần mềm hỗ trợ. Mà mạnh nhất trong tất cả các phần mềm đó chính là Matlab. Với Matlab chúng ta không những có thể lập trình theo hướng m-file hay S-function mà nó còn cung cấp cho chúng ta một thư viện khối giao diện dễ nhìn để mô phỏng lý thuyết trước khi đưa ra áp dụng thực tế. Đó chính là thư viện Simulink của Matlab. Simulink là một tích hợp ưu việt trong Matlab, ngoài giao diện dễ nhìn nó có thể liên kết được với m-file, S-function, C-file, ... làm cho việc thực hiện sơ đồ mô phỏng của chúng ta dễ dàng hơn.Trong thư viện khối Simulink của Matlab có rất nhiều khối cơ bản khác nhau như: thư viện khối liên tục, thư viện khối rời rạc, thư viện khối các phép tính …Từ những thư viện khối cơ bản này, các nhà nghiên cứu xây dựng thành các hệ thống, các bộ điều khiển, các bộ ước lượng … để phục vụ cho công việc mô phỏng của chính mình. Ngày nay lĩnh vực điều khiển tự động đang trên đà phát Trang số -1- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân triển nên việc sử dụng Simulink của Matlab cũng ngày càng phổ biến hơn. Mặc dù các thư viện khối Simulink đã và đang được mở rộng nhưng nhìn chung vẫn chưa thực sự có một thư viện dành riêng cho lĩnh vực điều khiển tự động. Vì vậy một câu hỏi đặt ra cho các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển tự động là: Tại sao chúng ta không dựa trên nền thư viện khối của Simulink để tạo ra một thư viện khối dành riêng cho lĩnh vực Điều khiển tự động? 1.2 Một số kết quả nghiên cứu thư viện khối thích nghi dựa trên thư viện Simulink của Matlab. Nhận định được mục tiêu là trả lời cho câu hỏi trên, các nhà nghiên cứu trong chuyên môn điều khiển tự động đã bắt tay vào việc tạo ra thư viện riêng cho chính mình. Ban đầu họ tạo ra những thư viện nhỏ, chỉ dành riêng phục vụ cho chính bản thân mình hay phục vụ cho một lĩnh vực nhỏ có liên quan. Như trong việc thiết kế các khối thích nghi thông thường thì có Stefan Solyom và Anders Robertsson [25] thuộc Khoa Điều khiển tự động của Viện khoa học Lund thiết kế thư viện điều khiển thích nghi trực tiếp vào tháng 9 năm 2004, hay giáo sư Lennart Ljung [13] thiết kế thư viện điều khiển thích nghi để lái xe vào năm 1998 hay tiến sĩ Ľuboš Čirka và tiến sĩ Miroslav Fikar [14] thuộc trường Đại học kỹ thuật Slovak tại Bratislava nghiên cứu thư viện các bộ nhận dạng hệ SISO và MIMO vào năm 2006... Với Stefan Solyom và Anders Robertsson [25], chỉ từ những khối cơ bản trong Simulink, họ đã thành công trong việc thiết kế được thư viện dành cho điều khiển thích nghi trực tiếp động cơ DC-servo của riêng mình. Trang số -2- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Hình 1.1. Thư viện khối điều khiển thích nghi trực tếp của Viện khoa học Lund Nhìn chung thư viện khối điều khiển thích nghi trực tiếp của Viện khoa học Lund tương đối nhỏ gọn và chỉ được thiết kế đơn giản như khối PI Controller hay khối Performance: Hình 1.2 Khối PI Controller Hình 1.3 Khối Performance Nhưng họ đã vận dụng thư viện này, đầu tiên là giải quyết những bài tập điều khiển thích nghi trực tiếp. Sau đó mới đưa vào điều khiển đối tượng thực là động cơ DC-servo. Một trong những bài tập điều khiển thích nghi trực tiếp như sau: Cho mô hình động của đối tượng: y (t  h)  ay (t )  b(u (t )  v) Với a  1 và b  h và nhiễu v(t) được tạo bởi: v(t )  ad v(t  h)  v(t  2h)  e(t ) Với ad  2 cos(h) và giá trị của các tham số: a  b  1,   0.1 và h  1 . Trang số -3- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Và một sơ đồ khối điều khiển thích nghi trực tiếp đã được thiết lập: Hình 1.4: Sơ đồ khối Điều khiển thích nghi trực tiếp từ thư viện khối Lund Nhìn chung về mô phỏng hai nhà nghiên cứu trên đã thực hiện tốt nhưng họ vẫn chưa kết nối điều khiển được với mô hình thực. Và cuối cùng kết quả của thư viện này chỉ áp dụng được cho vấn đề mô phỏng điều khiển thích nghi trực tiếp. Với giáo sư Lennart Ljung [13], bằng những kiến thức lý thuyết về: kỹ thuật thích nghi, nhận dạng đệ qui, điều khiển thích nghi, tự chỉnh định, thuyết hội tụ và tiệm cận…giáo sư đã thiết kế một thư viện khối điều khiển thích nghi dành cho điều khiển lái xe như sau: Trang số -4- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Hình 1.5. Thư viện khối thích nghi của Lennart Ljung Thư viện khối này tương đối lớn và đã có sự phức tạp trong việc thiết kế. Ngoài việc sử dụng các khối cơ bản trong Simulink, giáo sư Lennart Ljung đã đưa S-function vào các khối để tạo nên những khối có lý thuyết phức tạp. Như khối Controller hay khối EKF Adaptive Control: Trang số -5- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Hình 1.6. Khối Controller Hình 1.7. Khối EKF Adaptive Control. Về cơ bản, giáo sư đã thực hiện được một số demo trong việc điều khiển công việc lái xe của mình. Hình 1.8. Demo điều khiển thích nghi lái xe. Một lần nữa thư viện này vẫn chưa áp dụng được với mô hình thực mà chỉ dừng lại ở việc mô phỏng bằng demo. Nhưng nhìn chung thư viện này cũng đã được thiết kế chức năng phức tạp hơn thư viện trước khi đã đưa S-function nhúng vào các khối Simulink. Và cao hơn trong việc thiết kế thư viện các khối Simulink là nghiên cứu của tiến sĩ Ľuboš Čirka và tiến sĩ Miroslav Fikar [14] thuộc trường đại học kỹ thuật Slovak tại Trang số -6- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Bratislava. Nhóm nghiên cứu thiết kế thư viện Idtool để giải quyết vấn đề nhận dạng cho hệ SISO và cả hệ MIMO vào năm 2006. Thư viện này được dựa trên các khối cơ bản trong Simulink và S-function. Đồng thời nhóm nghiên cứu còn viết bằng C-file, MEX-file dịch qua file dạng .dll để việc nhận dạng được thực hiện nhanh chóng hơn. Như vậy về cơ bản, việc thiết kế đã có phần phức tạp hơn. Hình 1.9. Thư viện khối nhận dạng các hệ thống động Trong thư viện nhận dạng trên, chúng ta thấy nhóm nghiên cứu đã giải quyết được vấn đề nhận dạng hệ liên tục, nhận dạng hệ rời rạc và vấn đề nhận dạng trong hệ SISO. Một số demo cho vấn đề nhận dạng đã được nhóm nghiên cứu truy cập đến: Trang số -7- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Hình 1.10. Demo nhận dạng hệ SISO liên tục Hình 1.11. Demo nhận dạng hệ SISO rời rạc Hình 1.12. Demo nhận dạng hệ MIMO liên tục Trang số -8- Luận văn thạc sĩ - Võ Lê Duy Tân Hình 1.13. Demo nhận dạng hệ MIMO rời rạc Với thư viện khối idtool này thì việc thiết kế các khối nhận dạng đã trở nên dễ dàng hơn. Người dùng chỉ việc tìm hiểu rõ về lý thuyết nhận dạng và lấy các khối trong thư viện một cách linh hoạt để thiết kế bộ nhận dạng cho đối tượng đang khảo sát. Như vậy với kết quả nghiên cứu này, tiến sĩ Ľuboš Čirka và tiến sĩ Miroslav Fikar đã đóng góp một phần thư viện thiết kế của mình vào thư viện khối thích nghi trong Simulink của Matlab. Từ bây giờ việc thiết kế các bộ nhận dạng đã đơn giản và linh hoạt hơn. Từ những nghiên cứu tiền đề trên, cũng còn có rất nhiều nhà khoa học khác đưa ra những nghiên cứu của mình về lĩnh vực này nhưng với giải thuật điều khiển khác. Trong đó có hai giáo sư Anders Pjetursson và Ole Rawn [19] thuộc trường đại học kỹ thuật Đan Mạch nghiên cứu về Nhận dạng hệ thống trực tuyến và điều khiển thích nghi sử dụng thư viện khối thích nghi vào năm 2006, hay ba giáo sư Vladimír Bobál, Petr Chalupa và Petr Dostál [30] thuộc trường đại học Tomas Bata của Cộng hòa Séc nghiên cứu về thư viện khối tự chỉnh định điều khiển đối tượng thực và giáo sư Giampero Campa [6] thuộc trường đại học tây Virginia nghiên cứu về thư viện khối Neural mờ thích nghi vào tháng 10 năm 2007. Trang số -9-