1
TỔNG QUAN
1. Tính cấp thiết của luận án
Các bài toán điều khiển trong thực tế, đa phần là sử dụng hệ phi tuyến. Vì thế,
nhiều nhà nghiên cứu và nhà thiết kế đã quan tâm tích cực trong việc phát triển
và ứng dụng của các phương pháp điều khiển phi tuyến bởi những lý do sau [1]:
1) Cải thiện hệ thống điều khiển hiện có; 2) Phân tích các đặc tính phi tuyến khó;
3) Xử lý sự không chắc chắn của mô hình; 4) Thiết kế đơn giản. Các kỹ thuật học
cơ bản về thiết kế và phân tích hệ phi tuyến có thể tăng cường đáng kể khả năng
của kỹ thuật điều khiển để đáp ứng bài toán điều khiển thực tế một cách hiệu quả.
Các phương pháp để điều khiển hệ phi tuyến [2] bao gồm: điều khiển tuyến
tính hóa hồi tiếp, điều khiển trượt và điều khiển thích nghi, điều khiển mờ, điều
khiển ứng dụng giải thuật di truyền và điều khiển sử dụng mạng nơ-ron, điều
khiển giám sát kết hợp sử dụng mạng nơ-ron và mờ hồi quy. Trong đó nổi bật là
bộ điều khiển mạng nơ-ron mờ hồi quy, đây là một trong các phương pháp điều
khiển hiệu quả hệ phi tuyến với ưu điểm là tính ổn định bền vững ngay cả khi hệ
thống nhiễu hoặc thông số của mô hình thay đổi theo thời gian [3].
Sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ đã cho ra đời một lĩnh
vực nghiên cứu mới đầy tiềm năng và cũng nhiều thách thức, đó là điều khiển
thông minh [4]. Đây là phương pháp điều khiển phỏng theo các đặc điểm cơ bản
của trí thông minh của con người, bao gồm khả năng học, khả năng xử lý thông
tin không chắn chắn và khả năng tìm kiếm lời giải tối ưu. Các kỹ thuật điều khiển
thông minh được sử dụng phổ biến hiện nay bao gồm mạng nơ-ron nhân tạo,
logic mờ và giải thuật di truyền. Các kỹ thuật này phát triển rất mạnh về lý thuyết
và được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp, dân dụng cũng như
an ninh quốc phòng, đặc biệt mạng nơ-ron nhân tạo và giải thuật di truyền.
Giải thuật di truyền đã được giới thiệu bởi J. Holland, dựa trên thuyết tiến hóa
tự nhiên của Darwin [5]. Giải thuật di truyền được phát triển từ sự lựa chọn tự
nhiên và các cơ chế tính toán, nó là thuật toán tìm kiếm với các đặc điểm của sự
tìm kiếm song song cao, ngẫu nhiên và thích nghi [6]. Bằng cách thực hiện liên
tiếp các toán tử di truyền như lựa chọn, lai ghép, đột biến và như thế tạo ra quần
thể thế hệ mới, dần dần phát triển cho đến khi nhận được trạng thái tối ưu với giải
pháp tối ưu xấp xỉ. Trong những nghiên cứu gần đây, giải thuật di truyền đã trở
thành công cụ tối ưu phổ biến cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu như: điều khiển hệ
thống, thiết kế điều khiển, khoa học và kỹ thuật [7].
Đồng thời bộ điều khiển mờ đã được được L.A. Zadeh [8] nêu ra lần đầu tiên
vào năm 1965. Bộ điều khiển này giải quyết các bài toán, rất gần với cách tư duy
