Điều khiển fuzzy hệ thống điều khiển tự động thông minh và mô phỏng trên ứng dụng matlab chương 2 phần 7 cô Nguyệt dạy các bạn tham khảo đi nhé điều u khiển fuzzy hệ thống điều khiển tự động thông minh và mô phỏng trên ứng dụng matlab chương 2 phần 7 cô Nguyệt dạy các bạn tham khảo đi nhé
CHƯƠNG HỆ MỜ www.hcmute.edu.vn PHẦN HỆ MỜ www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.1 Sơ đồ khối www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.1 Sơ đồ khối HỆ QUY TẮC MỜ HÓA GIẢI MỜ PHƯƠNG PHÁP SUY DIỄN www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.1 Sơ đồ khối Mặt đặc tính (surface): đồ thị biểu diễn mối quan hệ ngõ với hai ngõ vào Đường đặc tính: đồ thị biểu diễn mối quan hệ ngõ với ngõ vào trường hợp hệ mờ có tín hiệu vào www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.2 Mờ hóa Biến đổi từ giá trị rõ sang mờ (tập hợp mờ) ( x) Ví dụ: Vận tốc xe 50km/h ( x) 50 Vận tốc (km/h) Vận tốc xe xấp xỉ 50km/h, sai số 10% 45 50 55 Vận tốc (km/h) www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ Biến đổi từ tập hợp mờ sang giá trị rõ Bài tốn giải mờ: tìm giá trị phần tử x đại diện cho tập mờ 𝐴ሚ xác định tập sở X Độ cao Có phương pháp giải mờ Điểm trọng tâm www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ •Giải mờ dựa vào độ cao Độ cao Phương pháp Trung bình độ phụ thuộc cực đại Cận trái (cận phải) cực đại www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ Phương pháp trung bình cận trái cực đại 𝒚∗ = 𝒂 Phương pháp trung bình cận phải cực đại y a y* b 𝒚∗ = 𝒃 Phương pháp trung bình độ phụ thuộc cực đại 𝒚∗ 𝒂+𝒃 = 𝟐 www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ •Giải mờ dựa vào trọng tâm Trọng tâm Phương pháp Trung bình có trọng số Trọng tâm tổng www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ Phương pháp trọng tâm ∗ 𝑦 = S1 S2 𝐶𝜇 𝑌ሚ 𝑦 𝑦𝑑𝑦 𝐶𝜇 𝑌ሚ 𝑦 𝑑𝑦 y y* www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.3 Giải mờ Phương pháp trung bình có trọng số Phạm vi: tập hợp mờ đầu hợp hàm liên thuộc đối xứng 𝑦∗ 𝑎 ∗ 0.5 + 𝑏 ∗ 0.9 = 0.5 + 0.9 www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Tính giá trị giải mờ tập mờ sau phương pháp trọng tâm: www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Tính giá trị giải mờ tập mờ sau phương pháp trọng tâm: 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 -1 www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Cho hệ thống xử lý mờ với tập mờ x,y định nghĩa hình sau: x x1 Mờ hoá Thiết bị hợp thành y Px Ny y Giải mờ x Py 𝑅3: 𝑁ế𝑢 𝑥 𝑙à 𝑃𝑥 𝑡ℎì 𝑦 𝑙à 𝑁𝑦 0.5 0.5 𝑅2: 𝑁ế𝑢 𝑥 𝑙à 𝑍𝑥 𝑡ℎì 𝑦 𝑙à 𝑍𝑦 -1 Zy Zx 𝑅1: 𝑁ế𝑢 𝑥 𝑙à 𝑁𝑥 𝑡ℎì 𝑦 𝑙à 𝑃𝑦 Nx Luật hợp thành y www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Yêu cầu: tính tín hiệu y x 0,5 x Với : Phương pháp suy diễn: MAX-MIN Phương pháp giải mờ: trọng tâm www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Cho hệ thống xử lý mờ với tập mờ x,y định nghĩa hình sau: x1 Mờ hố y Thiết bị hợp thành Mờ hoá Zx2 Py Zy Ny Px2 Zy Ny Ny 0.5 0.5 0 x1,x2 Py Zy Zy Py Py Nx2 Ny Px 1 Px1 Zx Zx1 -1 Nx1 x2 Nx y Giải mờ x2 x1 y www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Sử dụng phương pháp suy diễn MAX-MIN Giải mờ theo phương pháp trọng tâm Tính tín hiệu y ứng với • 𝑥1 = 1,5 𝑣à 𝑥2 = 2,5 • 𝑥1 = −0,5 𝑣à 𝑥2 = 1,5 • 𝑥1 = 𝑣à 𝑥2 = www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: Cho hệ thống xử lý mờ với tập mờ x,y định nghĩa hình sau: x x1 Mờ hoá Thiết bị hợp thành BPx1 Zy Nx2 BPy Py Py Zy Ny Zx2 Py Py Zy Ny Ny Px2 Py Zy Ny Ny BNy BPx2 Zy Ny Ny BNy BNy BNxi Nxi Zxi Pxi BPxi BNy 1 0.5 0.5 0 x1 ,x2 7+a Py 6+a Py 5+a BPy y Giải mờ x2 4+a BPy Mờ hoá 3+a BNx2 x2 2+a Px1 1+a Zx1 a Nx1 -1+a BNx1 y Ny Zy Py BPy -3+b -2+b -1+b b 1+b 2+b 3+b 4+b 5+b 6+b 7+b 8+b 9+b y www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ Bài tập: • Phương pháp suy diễn: MAX-PROD • Phương pháp giải mờ: điểm trọng tâm • Xác định tập mờ giá trị giải mờ giá trị x1= (a+0.5) x2= (a+3.5) Lưu ý: • a =(số dư số thứ tự chia cho 3) + • b =a + • Ví dụ: sinh viên STT 20 20 chia dư => a=3, b=4 www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.4 Hệ quy tắc mờ • Hệ quy tắc: Mơ hình tốn học biểu diễn tri thức, kinh nghiệm người Các quy tắc phát biểu : “ Nếu… thì…” Sử dụng để giải toán điều khiển SISO MIMO www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.4 Hệ quy tắc mờ • Phương pháp suy diễn: Suy diễn: kết hợp tín hiệu vào mờ hóa với hệ quy tắc để suy tập hợp mờ đầu Phương pháp MAX-MIN MAX-PROD thường sử dụng điều khiển Mamdani Hai quy tắc phổ biến Takagi-Sugeno www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.4 Hệ quy tắc mờ Qui tắc mờ Mamdani Mệnh đề kết luận mệnh đề mờ Ví dụ: Nếu sai số nhỏ tốc độ thay đổi sai số nhỏ điện áp nhỏ Khuyết điểm: mặt đặc tính bị hạn chế tập mờ tín hiệu vào tắc phân hoạch mờ www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.4 Hệ quy tắc mờ Qui tắc mờ Sugeno Mệnh đề kết luận hàm tín hiệu vào Ví dụ: Nếu sai số e nhỏ tốc độ thay đổi sai số de nhỏ u=e+2de www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7.4 Hệ quy tắc mờ Qui tắc mờ Sugeno Xét quy tắc mờ: 𝑟𝑘 : 𝑁ế𝑢 𝑥1 𝑙à 𝐴ሚ1𝑘 𝑣à 𝑥2 𝑙à 𝐴ሚ2𝑘 𝑡ℎì 𝑦𝑘 = 𝑏0𝑘 + 𝑏1𝑘 𝑥1 + 𝑏2𝑘 𝑥2 Phép giao, phép kéo theo : PROD Giải mờ: phương pháp trung bình có trọng số Tín hiệu hệ qui tắc mờ Sugeno (có n qui tắc mờ) 𝑦∗ 𝛽1 𝑦1 + 𝛽2 𝑦2 + ⋯ + 𝛽𝑛 𝑦𝑛 = 𝛽1 + 𝛽2 + ⋯ + 𝛽𝑛 Với 𝛽𝑘 độ phù hợp mệnh đề điều kiện qui tắc thứ k www.hcmute.edu.vn ...PHẦN HỆ MỜ www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7. 1 Sơ đồ khối www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7. 1 Sơ đồ khối HỆ QUY TẮC MỜ HÓA GIẢI MỜ PHƯƠNG PHÁP SUY DIỄN www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7. 1... www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7. 3 Giải mờ •Giải mờ dựa vào trọng tâm Trọng tâm Phương pháp Trung bình có trọng số Trọng tâm tổng www.hcmute.edu.vn Phần 7: Hệ mờ 7. 3 Giải mờ Phương pháp trọng tâm ∗