Bao cao tkhtdk thiết kế bộ diều khiển mờ

Đối tượng điều khiển động điện chiều có hàm truyền: G= , , , Thiết kế điều khiển ta dựa vào tín hiệu: sai lệch e đạo hàm e theo thời gian Cấu trúc điều khiển hệ thống: Bộ điều khiển mờ r u Đối tượng e Ta có: e=r–y de = − Giả thiết: Ở chế độ xác lập, tăng giảm tín hiệu đầu vào u tín hiệu đầu y tăng giảm ymax ≥ y ≥ ymin δ2 ≥ ≥ δ1 Đặt ฀ = ymax – ymin => ฀ ≥ e ≥ - ฀ - δ1 ≥ de ≥ - δ2 y Các bước thiết kế điều khiển mờ theo mơ hình Mamdani B1:  Chọn đầu vào sai lệch e đạo hàm de Biến ngôn ngữ e: âm, không, dương Biến ngôn ngữ de: âm, không, dương  Chọn đầu u ( giá trị điện áp đầu vào đối tượng) Biến ngôn ngữ u: âm, âm nhỏ, không, dương nhỏ, dương B2:  Mờ hóa đầu vào e: Khoảng giá trị tín hiệu đầu vào e: (-Π;Π) Dạng hàm liên thuộc: trimf μ(e) âm -2Π -Π không dương Π -2Π e μ âm (e) = trimf (e, [-2 Π; - Π; ] ) μkhông (e) = trimf (e, [- Π; 0; Π ] ) μdương (e) = trimf (e, [ 0; Π; Π ] )  Mờ hóa đầu vào de: Khoảng giá trị tín hiệu đầu vào de: (-0,5 ; 0,5) Dạng hàm liên thuộc: trimf μ (de) âm -0,9 -0,5 dương không -0,4 -0,1 0,1 μ âm (de) = trimf (de, [ -0,9; -0,5; -0,1] ) μ không (de) = trimf (de, [ -0,4; 0; 0,4] ) μ dương (de) = trimf (de, [ 0,1; 0,5; 0,9] )  Mờ hóa đầu u: Khoảng giá trị đầu u: ( -12; 12) Dạng hàm liên thuộc: trimf 0,4 0,5 0,9 de μ (u) âm -18 âm nhỏ -12 -6 không dương nhỏ dương 12 18 μ âm (u) = trimf (u, [ -18; -12; -6] ) μ âm nhỏ (u) = trimf (u, [ -12; -6 ; 0] ) μ không (u) = trimf (u, [ -6; 0; 6] ) μ dương nhỏ (u) = trimf (u, [ 0; 6; 12] ) μ dương (u) = trimf (u, [ 6; 12; 18] )  Xây dựng luật hợp thành: Ta lập bảng liên hệ giá trị đầu với đầu vào: de Âm không dương e âm Âm âm nhỏ âm nhỏ không không không không dương dương nhỏ dương dương R1: Nếu e âm VÀ de âm u âm HOẶC R2: Nếu e âm VÀ de khơng u âm HOẶC u R3: Nếu e âm VÀ de dương u âm nhỏ HOẶC R4: Nếu e khơng VÀ de âm u khơng HOẶC R5: Nếu e không VÀ de không u khơng HOẶC R6: Nếu e khơng VÀ de dương u âm HOẶC R7: Nếu e dương VÀ de âm u dương nhỏ HOẶC R8: Nếu e dương VÀ de khơng u dương HOẶC R9: Nếu e dương VÀ de dương u dương    Lựa chọn phép suy luận: MIN Phép HOẶC : MAX Giải mờ phương pháp: Centroid (điểm trọng tâm) Các bước thiết kế điều khiển mờ theo mơ hình Sugeno B1:  Biến ngơn ngữ đầu vào e: âm, âm nhỏ, không, dương nhỏ, dương Biến ngôn ngữ đầu vào de: âm,không,nhỏ  Biến ngôn ngữ đầu u: âm, âm nhỏ, khơng, dương nhỏ, dương  Mờ hóa đầu vào e: Π Π Dải giá trị đầu vào e: (− ; ) Dạng hàm liên thuộc: trimf μ(e) âm nhỏ âm không dương nhỏ dương e − 9Π 10 − Π − Π 10 Π 10 Π 9Π 10 Π Π μ âm (e) = trimf (e, [- ; - ;- Π Π Π ; 0; μ âm nhỏ (e) = trimf (e, [- ; μ không (e) = trimf (e, [- μ dương nhỏ (e) = trimf (e, [0; Π ]) ;0]) Π ]) Π Π Π Π μ dương (e) = trimf (e, [ ; ; ; ] ) Π  Mờ hóa đầu vào de: ]) Dải giá trị de: ( 0; 1) Dạng hàm liên thuộc: trimf âm không dương de -0.4 0.1 0.4 0.5 0.6 μ âm (de) = trimf (de, [ -0,4; 0; 0,4] ) μ không (de) = trimf (de, [ 0,1; 0,5; 0,9] ) μ dương (de) = trimf (de, [ 0,6; 1; 1,4] )  Mờ hóa đầu u: Dải giá trị u: [-12; 12 ] uâm= -12; uâm nhỏ=-6; 0.9 1.4 ukhông=0; udương nhỏ=6; udương=12; Xây dựng luật hợp thành: Bảng giá trị đầu theo đầu vào: de Âm không dương Âm Âm âm âm nhỏ âm nhỏ Âm âm nhỏ âm nhỏ Không Không không không dương nhỏ dương nhỏ dương nhỏ dương Dương dương nhỏ dương dương e R1: Nếu e âm VÀ de âm u âm HOẶC R2: Nếu e âm VÀ de khơng u âm HOẶC R3: Nếu e âm VÀ de dương u âm nhỏ HOẶC R4: Nếu e âm nhỏ VÀ de âm u âm HOẶC R5: Nếu e âm nhỏ VÀ de khơng u âm HOẶC R6: Nếu e âm nhỏ VÀ de dương u âm nhỏ HOẶC R7: Nếu e khơng VÀ de âm u không HOẶC R8: Nếu e không VÀ de khơng u khơng HOẶC R9: Nếu e khơng VÀ de dương u khơng HOẶC R10: Nếu e dương nhỏ VÀ de âm u dương nhỏ HOẶC R11: Nếu e dương nhỏ VÀ de khơng u dương nhỏ HOẶC R12: Nếu e dương nhỏ VÀ de dương u dương HOẶC R13: Nếu e dương VÀ de âm u dương nhỏ HOẶC R14: Nếu e dương VÀ de khơng u dương HOẶC R15: Nếu e dương VÀ de dương u dương    Sử dụng phép suy luận: MIN Chọn phép HOẶC : MAX Phương pháp giải mờ: WTAVER ( giá trị trung bình) Sau thiết kế xong điều khiển, ta mô Matlab (bản 2013) Mơ hình điều khiển động điện chiều sử dụng điều khiển mờ động PD Ưu điểm điều khiển mờ động PD thiết kế dựa theo tín hiệu de nên ta quản lý giá trị de cho e tiến giá trị nhanh Đầu vào bđk góc đặt, sử dụng khối Step Const Bộ điều khiển mờ Fuzzy Logic Controller chứa luật hợp thành phương pháp giải mờ, đưa giá trị điện áp vào đối tượng Khối Sine Wave Function momen phụ tải động cơ, có dạng hàm sin Ta có đồ thị so sánh giá trị góc thực góc đặt  Mơ hình Mamdani: Đầu vào const: giá trị thực bám giá trị đặt, thời gian độ chấp nhận Đầu vào step: giá trị thực bám giá trị đặt  Mơ hình Sugeno: Đầu vào const: giá trị thực bám giá trị đặt Đầu vào step: Giá trị thực bám giá trị đặt  So sánh mơ hình ta thấy với mơ hình Sugeno giá trị thực bám giá trị đặt nhanh hơn, thời gian độ ngắn Sự khác với mơ hình Sugeno nhóm tăng giá trị đầu vào e thành 5,cịn Mamdani 4 Triển khai thực tế Với hai đầu vào e rời rạc hóa với chu kỳ trích mẫu Ta : e=ek; = ; Bộ điều khiển mờ bọn em chọn sử dụng hình thành 15 luật mờ mơ hình mờ Sugeno: Nếu ek âm âm uk =-12 Nếu ek âm khơng uk=-12 Nếu ek âm dương uk=-6 Nếu ek âm nhỏ âm uk=-12 Nếu ek âm nhỏ khơng uk=-12 Nếu ek âm nhỏ dương uk=-6 Nếu ek khơng âm uk=0 Nếu ek khơng khơng uk=0 Nếu ek khơng dương uk=0 Nếu ek dương nhỏ âm uk=6 Nếu ek dương nhỏ khơng uk=12 Nếu ek dương nhỏ dương uk=12 Nếu ek dương âm uk=6 Nếu ek dương khơng uk=12 Nếu ek dương dương uk=12 ... giải mờ: WTAVER ( giá trị trung bình) Sau thiết kế xong điều khiển, ta mơ Matlab (bản 2013) Mơ hình điều khiển động điện chiều sử dụng điều khiển mờ động PD Ưu điểm điều khiển mờ động PD thiết kế. .. dương    Lựa chọn phép suy luận: MIN Phép HOẶC : MAX Giải mờ phương pháp: Centroid (điểm trọng tâm) Các bước thiết kế điều khiển mờ theo mơ hình Sugeno B1:  Biến ngơn ngữ đầu vào e: âm, âm... hai đầu vào e rời rạc hóa với chu kỳ trích mẫu Ta : e=ek; = ; Bộ điều khiển mờ bọn em chọn sử dụng hình thành 15 luật mờ mơ hình mờ Sugeno: Nếu ek âm âm uk =-12 Nếu ek âm khơng uk=-12 Nếu ek