Bài thí nghiệm số 5(mờ)

Bài thí nghiệm số 8 Bài thí nghiệm số 5 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 1 1 Mục đích thí nghiệm Dùng simulink để mô phỏng bộ điều khiển mờ điều khiển nhiệt độ của phòng bằng cách thay đổi vận tốc.

Bài thí nghiệm số THỰC HIỆN MƠ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 1.1 Mục đích thí nghiệm Dùng simulink để mô điều khiển mờ điều khiển nhiệt độ phòng cách thay đổi vận tốc quạt 1.2 Yêu cầu Thực công việc theo hướng dẫn 1.3 Hướng dẫn tiến hành thí nghiệm Trên hình matlab, thực lệnh sau: Lúc xuất giao diện sau: Lúc này, xuất giao diện sau: (Nếu khối mờ có ngõ vào hay ngõ ra, ta chọn Edit/Add Variables/ để thêm ngõ hay ngõ vào cho phù hợp) Chọn cách khai báo tên cho input, output cho phù hợp Nhấn đúp vào khối “nhietdo” để khai báo việc mờ hoá liệu: Ta hồn tồn khai báo thêm biến mờ hàm liên thuộc cách chọn Edit/Add MFs Đặt tên biến mờ, khai báo tham số hàm liên thuộc mờ tương ứng với biến mờ tương ứng sau: Ngõ vào: Khai báo thêm biến mờ hàm liên thuộc mờ ngõ sau: Ngõ ra(vận tốc quạt): + Zero : 0m/s + Chậm : 300m/s + Nhanh: 600m/s Tiếp theo, ta khai báo hệ qui tắc mờ sau: Nhấp đúp vào khối trắng (khối “khai báo hệ qui tắc mờ” trên) Ta có hình xuất sau: Khai báo quy tắc mờ có ý nghĩa sau: + Nếu nhiệt độ “cold” vận tốc quạt “zero” + Nếu nhiệt độ “medium”thì vận tốc quạt “slow” + Nếu nhiệt độ “hot” vận tốc quạt “fast” Để tạo khối thực luật mờ từ ngõ vào, xuất ngõ ra, ta thực thao tác sau: Bạn chọn đường dẫn để lưu file D:\bai6 Sau đó, bạn tạo thư mục Lưu ý, bạn nhóm 1, sáng thứ 6, bạn tạo thư mục “n1_s6” Nếu bạn nhóm 2, chiều thứ 7, bạn lưu lại tên sau:”n2_c7” Hãy lưu file có fis vừa tạo vào thư mục đó(Lưu ý, tên file m có u cầu sau: khơng cách khoảng, không bắt đầu số hay dấu !,+,=… ) “Set path” đường dẫn matlab để matlab đọc file Lưu ý, đặt tên sai bị điểm Tiếp theo, vào simulink, vẽ sơ đồ sau, lưu lại với tên “bai6” thư mục tạo để lưu file fis trước đó: Trong đó, khối “Fuzzy Logic Control” chọn sau: Quay trở lại sơ đồ Simulink, ta nhấn đúp vào khối “Fuzzy logic Control” Lúc này, bảng sau ra: Xong, ta nhấn Ok Lần lượt thay đổi nhiệt độ phòng để xem vận tốc quạt tương ứng Lưu ý: để ý, sinh viên nhận phương pháp giải mờ mặc định phương pháp “trung bình có trọng số” ( Weughted Average Method ) Phương pháp trung bình có trọng số tính ngõ sau: a  ( a )  b  (b ) y  ( a )   (b ) 1.4 Bài tập Bài tập 1: Dùng simulink với khối fuzzy thực tập sau: Để điều khiển tự động máy điều hòa nhiệt độ kỹ thuật logic mờ, người ta dùng hai cảm biến: Trong phòng cảm biến nhiệt Ti, bên ngồi cảm biến nhiệt T0 Việc điều hịa nhiệt độ thông qua điều khiển tốc độ quạt làm lạnh máy điều hòa Biết rằng: - Tầm nhiệt độ quan tâm [00C – 500C]; - Tốc độ quạt v  [0 – 600 vòng/phút] Ti,To: {Lạnh, Vừa, Nóng) tương ứng với {20, 25, 300C) V: {Zero, Chậm, Trung bình, Nhanh, Max) tương ứng với {0, 150, 300, 450, 600 vịng/phút} Chọn biến ngơn ngữ: T i, To: {Rất lạnh, Lạnh, Vừa, Nóng, Rất nóng} tương ứng với nhiệt độ{15,20,25,30,35} Tốc độ quạt là: {Zero, Chậm, Trung bình, Nhanh, Max} To Rất lạnh Lạnh Vừa Nóng Rất nóng Rất lạnh Zero Zero Zero Chậm TB Lạnh Zero Chậm Chậm TB Nhanh Ti Vừa Zero Chậm TB Nhanh Max Nóng Chậm TB Nhanh Nhanh Max Rất nóng TB Nhanh Max Max Max Hãy tính tốc độ quạt trường hợp sau: Ti = 270C; T0 = 320C Bài tập 2: Xây dựng mơ hình hệ lắc ngược Xét hệ thống lắc ngược hình vẽ sau: Thông số hệ thống: M - trọng lượng xe (kg) m – trọng lượng lắc (kg) l – chiều dài lắc (m) u – lực tác động vào xe (N) g – gia tốc trọng trừơng (m/s2) x – vị trí xe  - góc lắc phương thẳng đứng (rad) Phương trình vi phân mô tả hệ thống: u  ml (sin  )&2  mg cos  sin  & & x M  m  m(cos  ) & & u cos   ( M  m) g (sin  )  ml (cos  sin  ) & ml (cos  )  ( M  m)l Thiết kế điều khiển mờ: 1/ Chọn biến vào góc lệch lắc, vận tốc góc lắc, vị trí xe tốc độ xe Biến lực tác dụng vào xe Tập sở biến phụ thuộc chủ yếu vào đối tượng, ta chọn sau: Góc lệch: [-0.3 , 0.3 ] (rad) Vận tốc góc: [-1 , ] (rad/sec) Vị trí xe: [ -3 , ] (m) Vận tốc xe: [ -3 , ] (m/sec) Lực tác dụng : [ - 40 , 40 ] (N) 2/ Chuẩn hoá tập sở biến vào / miền [ - , ], đó, ma trận hệ số khuếch đại khối tiền xử lí hậu xử lí sau: Các hệ số tiền xử lí : K1=1/0.3 ; K2=1 ; K3=1/3 ; K4=1/3 Hệ số hậu xử lí: K5=40 3/ Định nghĩa tập mờ mô tả giá trị ngôn ngữ biến vào biến điều khiển mờ Chọn tập mờ (giá trị ngôn ngữ) cho biến vào, tập mờ phân hoạch mờ sở chuẩn hoá hàm liên thuộc dạng tam giác Góc lệch Vị trí xe Vận tốc góc Vận tốc xe Tập mờ chuẩn hoá biến ngõ vào Tập mờ chuẩn hoá biến ngõ STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41  NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE  NE NE NE NE NE NE NE NE NE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE ZE PO PO PO PO PO PO PO PO PO NE NE NE NE NE NE NE NE NE ZE ZE ZE ZE ZE x  X U STT  x NE NE NB 42 ZE ZE ZE NE ZE NB 43 ZE ZE PO NE PO NM 44 ZE ZE PO ZE NE NB 45 ZE ZE PO ZE ZE NM 46 ZE PO NE ZE PO NS 47 ZE PO NE PO NE NM 48 ZE PO NE PO ZE NS 49 ZE PO ZE PO PO ZE 50 ZE PO ZE NE NE NB 51 ZE PO ZE NE ZE NM 52 ZE PO PO NE PO NS 53 ZE PO PO ZE NE NM 54 ZE PO PO ZE ZE NS 55 PO NE NE ZE PO ZE 56 PO NE NE PO NE NS 57 PO NE NE PO ZE ZE 58 PO NE ZE PO PO PS 59 PO NE ZE NE NE NM 60 PO NE ZE NE ZE NS 61 PO NE PO NE PO ZE 62 PO NE PO ZE NE NS 63 PO NE PO ZE ZE ZE 64 PO ZE NE ZE PO PS 65 PO ZE NE PO NE ZE 66 PO ZE NE PO ZE PS 67 PO ZE ZE PO PO PM 68 PO ZE ZE NE NE NB 69 PO ZE ZE NE ZE NM 70 PO ZE PO NE PO NS 71 PO ZE PO ZE NE NM 72 PO ZE PO ZE ZE NS 73 PO PO NE ZE PO ZE 74 PO PO NE PO NE NS 75 PO PO NE PO ZE ZE 76 PO PO ZE PO PO PS 77 PO PO ZE NE NE NM 78 PO PO ZE NE ZE NS 79 PO PO PO NE PO ZE 80 PO PO PO ZE NE NS 81 PO PO PO ZE ZE ZE Các quy tắc giữ cân cho hệ lắc ngược x PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO NE ZE PO U PS ZE PS PS PM NS PS ZE PS PM PS PM PB NM NS ZE NS ZE PS ZE PS PM NS ZE PS ZE PS PM PS PM PB ZE PS PM PS PM PB PM PB PB ... phương pháp “trung bình có trọng số? ?? ( Weughted Average Method ) Phương pháp trung bình có trọng số tính ngõ sau: a  ( a )  b  (b ) y  ( a )   (b ) 1.4 Bài tập Bài tập 1: Dùng simulink với... sở biến vào / miền [ - , ], đó, ma trận hệ số khuếch đại khối tiền xử lí hậu xử lí sau: Các hệ số tiền xử lí : K1=1/0.3 ; K2=1 ; K3=1/3 ; K4=1/3 Hệ số hậu xử lí: K5=40 3/ Định nghĩa tập mờ mô... tính tốc độ quạt trường hợp sau: Ti = 270C; T0 = 320C Bài tập 2: Xây dựng mơ hình hệ lắc ngược Xét hệ thống lắc ngược hình vẽ sau: Thông số hệ thống: M - trọng lượng xe (kg) m – trọng lượng lắc