iii
TÓM TẮT
Luận án này nhằm mục tiêu nghiên cứu phát triển giải thuật điều khiển thông minh
dựa trên mạng nơ-ron mờ hồi quy (Recurrent Fuzzy Neural Networks) để áp dụng trong
điều khiển hệ phi tuyến, mà cụ thể là hệ robot song song 3 bậc tự do, gọi là robot Delta.
Tiếp cận đầu tiên của luận án là xây dựng mô hình động học và mô hình động lực
học của robot Delta để phục vụ cho hoạt động khảo sát đặc tính của nó thông qua mô
phỏng. Kỹ thuật điều khiển PID truyền thống và điều khiển mờ đã được kiểm nghiệm
trước tiên để đánh giá khả năng kiểm soát robot. Tuy nhiên, việc tìm kiếm các bộ tham
số cho bộ điều khiển PID cũng như bộ điều khiển mờ bằng phương pháp thử sai tỏ ra
kém hiệu quả đối với mô hình MIMO phi tuyến của robot. Vì vậy, giải thuật di truyền
GA (genetic algorithm) đã được áp dụng với mong muốn tìm được tham số tối ưu cho
bộ điều khiển PID nhờ khả năng tìm kiếm nghiệm tối ưu toàn cục của giải thuật. Mặc
dù giải thuật GA hoàn toàn có khả năng đáp ứng được kỳ vọng, nhưng với kỹ thuật tìm
kiếm nghiệm off-line tốc độ chậm, việc áp dụng trong điều khiển robot không phù hợp.
Đồng thời, GA chỉ có thể tìm được bộ nghiệm tối ưu để cài đặt cho bộ điều khiển tại
thời điểm ban đầu. Nếu trong quá trình vận hành, thông số của robot hay có sự tác động
của các yếu tố bất định khác như nhiễu, phương pháp này bắt buộc phải tìm lại bộ
nghiệm tối ưu mới bằng cách chạy lại giải thuật. Một vấn đề lớn đặt ra là có thể hiệu
chỉnh tham số tối ưu của bộ điều khiển một cách trực tuyến hay không? Để trả lời cho
câu hỏi này, mạng nơ-ron mờ hồi quy đã được áp dụng trong luận án.
Mạng nơ-ron mờ hồi quy đã được nhiều nhóm nghiên cứu vận dụng trong kỹ thuật
điều khiển thích nghi cho hệ phi tuyến. Tuy nhiên, kỹ thuật điều khiển này tồn tại một
hạn chế cơ bản là phụ thuộc vào việc lựa chọn bộ tham số ban đầu của mạng. Việc lựa
chọn bộ tham số ban đầu không phù hợp sẽ gây ra tốc độ hội tụ chậm của giải thuật, làm
cho đáp ứng quá độ của đối tượng bị kéo dài. Để khắc phục hạn chế này, luận án đã kết
hợp giải thuật điều khiển giám sát dùng bộ điều khiển PID để mang năng lượng chủ đạo
và dùng mạng nơ-ron mờ hồi quy để hiệu chỉnh bù một cách trực tuyến cho đối tượng.
Nhờ sự kết hợp này, tham số của bộ điều khiển PID không cần thiết phải cài đặt lại khi
đối tượng hay môi trường điều khiển thay đổi, mà chính mạng nơ-ron mờ hồi quy sẽ
cung cấp tín hiệu điều khiển bù cho những tác động đó. Kết quả mô phỏng trên
MATLAB/Simulink cho thấy giải thuật điều khiển giám sát dùng mạng nơ-ron mờ hồi
quy đã đáp ứng được yêu cầu thiết kế bộ điều khiển thông minh cho hệ phi tuyến.
