TốI ƯU HóA Bộ ĐIềU KHIểN PID BằNG GIảI THUậT DI TRUYềN

Bộ điều khiển PID là một bộ điều khiển rất phổ biến trong công nghiệp. Phương pháp thông dụng để chỉnh định bộ điều khiển này là giải thuật Ziegler-Nichols. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiễu và sai số của thiết bị đo mà phương pháp này khó có thể đạt được giá trị tối ưu cho các hệ số Kp, Kd và Ki của bộ điều khiển PID. Trong trường hợp đó, người thiết kế phải thực hiện một quá trình tinh chỉnh các tham số của bộ điều khiển. Điều đó đòi hỏi kinh nghiệm, cũng như không có cơ sở để xác định giá trị tối ưu cho các tham số cần tinh chỉnh. Nhằm hổ trợ cho quá trình này, bài báo trình bày một kỹ thuật ứng dụng giải thuật di truyền để tìm kiếm giá trị tối ưu của bộ điều khiển PID xung quanh điểm điều hành của giải thuật Ziegler-Nichols. Kết quả mô phỏng trên bài toán điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều cho thấy, chất lượng bộ điều khiển được cải thiện rõ rệt. Đáp ứng của hệ thống không bị vọt lố đáng kể. Thời gian tăng của đáp ứng được rút ngắn 98±0,24%. Thời gian xác lập của hệ thống được rút ngắn đến 97±0,33%

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG THÔNG MINH

Bài báo nhằm mục tiêu thiết kế một hệ thống đèn giao thông cho một giao lộ, với chu kỳ đèn tín hiệu tùy thuộc vào tình trạng xe lưu thông trên hai tuyến đường quan sát được bởi 2 camera. Một giải thuật ước lượng lưu lượng xe và 25 luật điều khiển mờ được xây dựng để quyết định thời gian của chu kỳ đèn xanh kế tiếp cho tuyến đường tương ứng. Mạch kiểm soát hiển thị đèn tín hiệu được thiết kế dựa trên vi điều khiển ATMEL AVR ATMega16 và một mô hình thực nghiệm sử dụng các quả bóng nhựa giả lập các phương tiện giao thông được thiết kế để kiểm chứng giải thuật điều khiển. Kết quả trên 450 thực nghiệm cho thấy tuyến đường nào có lưu lượng xe lớn hơn thì chu kỳ đèn xanh của tuyến đường đó dài hơn và ngược lại. Chu kỳ đèn xanh tối đa là 78±2 giây và tối thiểu là 18±2 giây, tương ứng với trường hợp lưu lượng xe trên 2 tuyến đường chênh lệch nhau 4 lần. 

Điều khiển thích nghi theo mô hình tham khảo dựa trên mạng nơ-ron RBF

Trong các hệ điều khiển, các tham số của hệ thống thường không biết giá trị chính xác vì các tham số này thường bị thay đổi sau một thời gian, hay không đủ thông tin về các thông số đó. Để giải quyết vấn đề này, một phương pháp điều khiển thích nghi dựa trên mạng nơ-ron hàm bán kính cơ sở xuyên tâm được đề xuất để điều khiển mô hình cầu cân bằng. Đồng thời, tính bền vững của bộ điều khiển được đánh giá bằng cách thay đổi về tín hiệu tham chiếu, khối lượng hòn bi và nhiễu do cảm biến sinh ra. Kiểm nghiệm và mô phỏng trên thông qua phần mềm MATLAB®/Simulink cho thấy hệ thống đáp ứng được tính bền vững khi thay đổi các thông số về khối lượng hòn bi, nhiễu tác động do cảm biến sinh ra và tín hiệu tham chiếu. Kết quả mô phỏng cho đáp ứng bám theo tín hiệu mong muốn. Ngoài ra, nghiên cứu còn là cơ sở để phát triển bộ điều khiển thích nghi cho các mô hình phức tạp như robot ba bánh đa hướng trong tương lai

Khảo sát ảnh hưởng của các tham số bộ điều khiển fuzzy PD + I trên động cơ không đồng bộ ba pha

Bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ cộng tích phân điều khiển mô hình động cơ không đồng bộ ba pha được xây dựng trong bài viết. Động cơ không đồng bộ ba pha được mô phỏng trên MATLAB®/Simulink dựa theo phương trình trạng thái trên hệ tọa độ từ thông rotor (hệ tọa độ dq). Mô phỏng với tải khác nhau và có nhiễu tác động vào hệ thống cũng như so sánh với PI và khảo sát ảnh hưởng của các tham số của bộ điều khiển vi phân tỷ lệ mờ cộng tích phân. Kết quả mô phỏng cho thấy giải pháp đề xuất đã đáp ứng tốt hơn so với bộ điều khiển PI thông thường, thời gian xác lập của hệ thống hợp lý, độ vọt lố bị triệt tiêu và sai số ngõ ra thấp. Ngoài ra, bộ điều khiển còn ổn định với nhiễu tác động vào hệ thống

Nghiên cứu ứng dụng siêu tụ điện

Nghiên cứu này tìm kiếm một giải pháp ứng dụng siêu tụ điện để tích trữ năng lượng điện mặt trời thay thế cho ắc-quy; nhằm mục đích phục vụ các ứng dụng công suất thấp như đèn chiếu sáng, đèn cảnh báo, cấp nguồn cho các thiết bị điện tử quan trắc môi trường, các cảm biến công nghiệp trong môi trường độc hại, hay thay thế bình ắc-quy của xe gắn máy… Siêu tụ điện có ưu điểm là độ bền cao, thân thiện với môi trường, khả năng tích trữ năng lượng trong thời gian ngắn. Nghiên cứu này thiết lập thí nghiệm việc nạp điện bằng phương pháp cân bằng tích cực cho 6 siêu tụ 350F/2.7VDC, từ dòng điện sinh bởi tấm pin năng lượng mặt trời 12VDC/25W. Kết quả thí nghiệm chứng tỏ được việc dùng siêu tụ thay thế cho bình ắc-quy trong sử dụng điện mặt trời là hoàn toàn khả thi

Thiết kế thẻ RFID tích hợp cảm biến công suất thấp ứng dụng theo dõi hoạt động cá thể bò sữa

Sữa bò và các sản phẩm của nó cung cấp nhiều chất dinh dưỡng góp phần vào sự phát triển khỏe mạnh của cơ thể. Ngoài ra, sản xuất sữa mang lại lợi ích to lớn cho người sản xuất và đảm bảo sinh kế hộ gia đình, an ninh lương thực và dinh dưỡng. Tuy nhiên, khả năng khai thác sữa có thể bị hạn chế do thức ăn kém chất lượng, dịch bệnh và năng suất của các trang trại truyền thống. Để nâng cao hiệu quả chăn nuôi bò sữa, chúng tôi đã đề xuất một hệ thống giám sát bò sữa dựa trên nhận dạng chuyển động và giao tiếp không dây. Cốt lõi của hệ thống là một thẻ cảm biến tích hợp cảm biến gia tốc. Để đánh giá tính khả thi của hệ thống được đề xuất, các thí nghiệm đã được tiến hành để xác định ba hành vi của bò sữa trong một tuần với sự trợ giúp của hệ thống camera và thiết bị quan sát. Những hành vi này bao gồm đứng yên, đi bộ và ăn cỏ. Những kết quả đạt được của chúng tôi có thể mở đường cho sự phát triển các hệ thống trang trại thông minh và chính xác

ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO ĐỂ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG GIỌNG NÓI TIẾNG VIỆT

Bài báo đề cập đến một giải pháp ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial neural networks) để điều khiển thiết bị bằng giọng nói tiếng Việt. Phép biến đổi Fourier thời gian ngắn - STFT (Short time Fourier Transform) được áp dụng để trích các đặc trưng cơ bản của tín hiệu tiếng nói. Một mạng nơ-ron nhân tạo được huấn luyện để nhận dạng giọng nói tiếng Việt của bất kỳ người nào, khi họ đọc một trong bốn từ lệnh ?Trái?, ?Phải?, ?Tới? và ?Lui? (áp dụng để điều khiển robot). Kết quả nghiên cứu được kiểm chứng thông qua việc điều khiển từ xa một xe vô tuyến. éộ chính xác được ước lượng xấp xi? 90% và khả năng mở rộng tập lệnh điều khiển là rất cao

Hiệu chuẩn cảm biến áp lực đất trong phòng thí nghiệm

Cảm biến áp suất đất được sử dụng để ước lượng giá trị ứng suất đất tại điểm lắp đặt trong khối đất hoặc ở vị trí giao diện đất-kết cấu công trình. Việc hiệu chuẩn cảm biến áp suất đất nhằm xác định mối quan hệ giữa áp suất đặt vào và đáp ứng của cảm biến trong các điều kiện tải khác nhau. Điều này là rất cần thiết để thu được kết quả đo chính xác hơn. Nghiên cứu này triển khai hai hoạt động cơ bản, gồm: i)phát triển thiết bị hiệu chuẩn cảm biến áp suất trong hai môi trường khác nhau: chất lỏng và đất cát bão hòa nước; ii)khảo sát ảnh hưởng của độ dày lớp cát đến tín hiệu đầu ra của pin áp suất đất (earth pressure cell - EPC). Kết quả thu được của nghiên cứu cho thấy độ tin cậy cao của thiết bị hiệu chuẩn được phát triển và sự ảnh hưởng của độ dày lớp cát đến kết quả hiệu chuẩn. Độ dày lớp cát tối ưu đạt được bằng 6,5 lần đường kính của EPC

Đánh giá một số giải thuật lấy nét tự động cho kính hiển vi quang học

Việc lấy nét ở các loại kính hiển vi quang học thông dụng thường được thực hiện thủ công nên mất nhiều thời gian và gây mỏi mắt cho người sử dụng. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng một hệ thống có thể điều chỉnh lấy nét tự động dựa vào các ảnh chụp của mẫu vật quan sát tại các vị trí lấy nét liền kề dọc theo trục quang học. Đề tài thực hiện đánh giá một số giải thuật lấy nét tự động thông dụng để có thể lựa chọn giải thuật phù hợp cho việc thiết kế hệ thống điều chỉnh lấy nét tích hợp vừa nêu. Tám giải thuật phổ biến đã được đánh giá dựa trên hai bộ ảnh sợi sơ dừa và sợi tảo được chụp khi quan sát bởi kính hiển vi quan sát ngược với thấu kính có độ phóng đại 10x. Kết quả cho thấy giải thuật sử dụng hàm tự tương quan để xác định độ nét cho kết quả tốt và có thể được sử dụng cho hệ thống điều chỉnh lấy nét tự động

BƯớC ĐầU NGHIÊN CứU ĐIềU KHIểN ÁP LựC TƯớI MáU NãO

áp lực tưới máu não (cerebral perfusion pressure - CPP) được định nghĩa là hiệu số giữa huyết áp động mạch trung bình (mean arterial pressure - MAP) và áp lực nội sọ (intracranial pressure - ICP), tức là, CPP=MAP-ICP. Việc duy trì CPP ở một giá trị thích hợp là một trong những yêu cầu chính của hoạt động săn sóc đặc biệt các bệnh nhân bị tăng ICP, đặc biệt đối với các bệnh nhân bị chấn thương sọ não, thường gặp từ các tai nạn giao thông. Trong nghiên cứu này, phương pháp nâng cao MAP bằng cách tự động điều khiển việc tiêm Noradrenaline, được trình bày nhằm mục tiêu duy trì CPP ở một giá trị thích hợp bù trừ lại việc tăng ICP, gây ra do thương tổn. Một cách tổng quát, hệ thống hiển thị Datex AS/3 và Codman ICP Express được sử dụng để đo giá trị MAP và ICP hiện tại của bệnh nhân. CPP được tính toán từ hai giá trị này và được hồi tiếp về bộ điều khiển PID. Bộ điều khiển PID sẽ quyết định tốc độ tiêm Noradrenaline cho hệ thống bơm tự động, nhằm duy trì CPP ở giá trị mong muốn, bù trừ lại sự gia tăng ICP. Hệ thống điều khiển đã được thực nghiệm để ổn định CPP xung quanh giá trị 70 mmHg trên 10 con heo, trong điều kiện gây mê kết hợp với việc tăng ICP nhân tạo thông qua sự thay đổi áp lực bóng hơi nội não thất (intraventricular balloon catheter). Đáp ứng của hệ thống có thời gian xác lập đạt 5±1.30 phút và độ vọt lố chỉ 4±1.72 mmHg. Các kết quả thực nghiệm trên động vật kiểm chứng được khả năng tự động điều khiển áp lực tưới  máu não