1 ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN MÁY GIẶT 1 Hệ mờ Một hệ mờ tiêu biểu có kiến trúc như hình vẽ Hình 1 Hệ mờ tiêu biểu Thành phần trung tâm của hệ mờ là cơ sở luật mờ (fuzzy rule base) Cơ sở luật mờ bao.
ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐIỀU KHIỂN MÁY GIẶT Hệ mờ Một hệ mờ tiêu biểu có kiến trúc hình vẽ Cơ sở luật mờ Tham khảo luật mờ Đầu vào Đầu vào (số) Bộ mờ hoá (tập mờ) Đầu Bộ suy diễn mờ (tập mờ) Bộ giải mờ Đầu (số) Hình 1: Hệ mờ tiêu biểu Thành phần trung tâm hệ mờ sở luật mờ (fuzzy rule base) Cơ sở luật mờ bao gồm luật mờ if-then biểu diễn tri thức chuyên gia lĩnh vực Trong trường hợp hệ điều khiển mờ cụ thể sở luật mờ tri thức kinh nghiệm chuyên gia việc điều khiển chưa áp dụng hệ mờ Thành phần quan trọng suy diễn mờ (fuzzy inference engine) Nhiệm vụ phận kết hợp luật sởluật mờ,áp dụng vào tập mờ đầu vào theo phương pháp suy diễn mờ để xác định tập mờ đầu Dữ liệu đầu vào hệ điều khiển mờ tín hiệu phận cảm biến mơi trường cung cấp sau số hố nên có tính chất rõ (khái niệm rõ có nghĩa tín hiệu khơng phải tập mờ, khơng có nghĩa tín hiệu khơng có nhiễu) Vì cần phải có mờ hoá (fuzzier) để chuyển liệu số đầu vào thành tập mờ để suy diễn mờ thao tác Dữ liệu đầu suy diễn mờ dạng tập mờ giải mờ (defuzzier) chuyển thành tín hiệu số trước truyền đến quan chấp hành tay máy, công tắc, van điều khiển,… Do liệu đầu vào đầu số hoá nên ta cần xem xét hệ mờ làm việc với biến số Trường hợp tổng quát, hệ mờ nhận vector n chiều đầu vào cho vector m chiều đầu Hệ mờ gọi hệ mờ nhiều đầu vào – nhiều đầu (MIMO) Nếu m 1, ta có hệ hệ mờ nhiều đầu vào – đầu (MISO) Một hệ mờ nhiều đầu vào – nhiều đầu phân tích thành nhiều hệ nhiều đầu vào – đầu Do ta cần tìm hiểu kỹ hệ mờ nhiều đầu vào – đầu với biến số Khi nói hệ mờ nhiều - ta ngầm hiểu hệ mờ nhiều đầu vào – đầu với biến số n Ký hiệu U U i R n ,V R , U i miền xác định biến vào i, i 1 i=1 n V miền giá trị biến y, ta có mơ hình hệ mờ nhiều đầu vào – đầu hình vẽ: x U1 Hệ mờ x U … nhiều đầu vào – đầu y V x U n Hình 2: Hệ mờ với biến vào Các mục mô tả kỹ phận chức hệ mờ Phân tích hệ thống mờ máy giặt Ngày nhiều trang thiết bị nhúng Logic mờ việc sử dụng dễ dàng hơn, tiện lợi Chúng ta tìm thấy logic mờ camera, nồi cơm điện, máy hút bụi,… Như có ý tưởng chúng làm nào, xem mơ hình đơn giản hóa máy giặt ứng dụng logic mờ Khi sử dụng máy giặt, việc lựa chon thời gian giặt dựa vào khối lượng quần áo, chất liệu vải độ bẩn mà quần áo có Để tự động hóa q trình sử dụng phần tử sensor để phát tham số ( ví dụ thể tích quần áo, độ kiểu chất bẩn, chất liệu vải) Thời gian giặt xác định từ liệu Không may, khơng dễ có cách cơng thức hóa mối qua hệ tốn học xác thể tích quần áo độ bẩn thời gian giặt chất liệu vải Chúng ta giải vấn để thiết kết cách sử dụng logic mờ 2.1 Xây dựng điều khiển mờ cho máy giặt Có giá trị nhập vào (input) : - Một cho độ bẩn quần áo - Một cho chất liệu vải - Một cho lượng quần áo cần giặt Ba đầu vào thu từ phần tử sensors quang học Độ bẩn xác định suốt nước Mặt khác, loại chất bẩn xác định từ bão hòa, thời gian dùng để đạt đến bão hịa Quần áo dầu mỡ chẳng hạn cần lâu cho suốt nước để đạt bão hòa mỡ chất tan nước dạng khác chất bẩn Như hệ thống phần tử sensors tốt cung cấp giá trị vào (input) cần thiết nhập vào cho điểu khiển mờ Những giá trị cho độ bẩn chất liệu vải chuẩn hóa cho giá trị phẩn tử sensors Với biến ngơn ngữ Độ bẩn có tập mờ Bẩn (D.bẩn ít) Bẩn vừa (D.banvừa) Bẩn nhiều(D.quaban) Với biến ngôn ngữ khối lượng quần áo có tập mờ Nhẹ (K.nhẹ) Trung bình (K.trung binh) Nặng ( K.nặng) Với biến ngơn ngữ chất liệu vải quần áo có tập mờ Mỏng (H.Mỏng) Mỏng vừa (H.mỏngvua) Dày ( H.day) Với biến ngôn ngữ kết luận xác định lượng nước có tập mờ Ít (T.it) Vừa (T.vua) Cao (T.cao) Với biến ngơn ngữ kết luận lượng bột giặt có tập mờ Ít (G.it) Vừa (G.vua) Nhiều (G.nhiều) Với biến ngôn ngữ kết luận tốc độ quay có tập mờ Chậm (N.chậm) Vừa (N.vua) Nhanh (N.Nhanh) Với biến ngôn ngữ kết luận xác định thời gian giặt có tập mờ Rất nhanh (B.ratnhanh) Nhanh (B.Nhanh) Vừa (B.Vừa) Lâu (B.Lâu) Rất lâu(B.ratlau) 2.2.Tập luật Quyết định làm cho khả mờ điều khiển lập luật tập hợp quy tắc Nói chung, quy tắc trực giác dễ hiểu Một quy tắc trực giác tiêu biểu : Nếu bão hịa lâu suốt thời gian giặt cần phải lâu Từ kết hơp khác luật điều kiện khác, viếc quy tắc cần thiết để xây dụng điều khiển máy giặt Ta có tập luật: R1: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (it) A tốc độ quay (châm) A thơi gian giặt(rất nhanh); R2: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (it) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(nhanh) R3: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(vừa) R4: độ bẩn(bẩn ít)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(nhanh) R5: độ bẩn(bẩn ít)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thời gian giặt( nhanh) R6: độ bẩn(bẩn ít)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(lâu) R7: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(nhanh) R8: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(nhanh) R9: độ bẩn(bẩn it)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(lâu) R10: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (it) A tốc độ quay (chậm) A thơi gian giặt(lâu) R11: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt( nhanh) R12: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(vừa) R13: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(it) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt( nhanh) R14: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(vừa) R15: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt( nhanh) R16: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(vừa) R17: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(nhanh) R18: độ bẩn(bẩn vừa)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(vừa) R19: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(nhanh) R20: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay ( nhanh) A thơi gian giặt( nhanh) R21: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nhẹ)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(rất lâu) R22: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(vừa) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (vừa) A thơi gian giặt(lâu) R23: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(lâu) R24: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(trung bình)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(rất lâu) R25: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(mỏng) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (vừa) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(lâu) R26: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(trung bình) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (nhiều) A tốc độ quay (nhanh) A thơi gian giặt(rất lâu) R27: độ bẩn(quá bẩn)Akhối lượng(nặng)A chất liệu vải(dày) => lượng nước(cao) A lượng bột giặt (Nhiều) A tốc độ quay (rất nhanh) A th Ời gian giặt(rất lâu) 2.3 Hàm Thành viên Các biến đầu vào gồm: lượng quần áo, độ bẩn, chất liệu vải, Khối lượng quần áo i1: “lượng quần áo” - Hàm thành viên khối lượng quần áo: Hình 3: hàm thành viên khối lượng quần áo K.nhe(x) = (10-x)/7 0