Mơn học NHẬP MƠN ĐIỀU KHIỂN THƠNG MINH Giảng g viên: PGS TS Huỳnh ỳ Thái Hồng g Bộ mơn Điều Khiển Tự Động Khoa Điện – Điện Tử Đại học Bách Khoa TP.HCM TP HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Chương LÝ THUYẾT U LOGIC OG C MỜ Ờ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Nội dung chương Giới thiệu Tập hợp mờ Các Cá phép ttoán ttrên ê tậ tập mờ Logic mờ Suy S luận l ậ mờ Hệ mờ Mamdani hệ mờ Takagi-Sugeno Ví dụ ứng dụng hệ suy luận mờ Giới thiệu công cụ logic mờ Matlab 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM GIỚI THIỆU 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ Điề khiển Điều khiể mực chất hất lỏng lỏ dù dùng logic l i kinh ki h điể điển V1 LH mưcc chat chất long lỏng tren mưc mức cao nhat 1 mự LH 0 mực chất lỏng mức cao 1 mực chất lỏng mức thấp LL 0 mực chất lỏng mức thấp LL Bộ điềàu khiểån logic kinh điểån 1, LL chuyển từ sang V1 neu LH chuyen chuyển tư từ sang 0, 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM (1) Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ Điề khiển Điều khiể mực chất hất lỏng lỏ dù dùng logic l i mờ V1 G ù trị đ Giá đặt Sai số Mực chất lỏng Người vận hành nếu sai số lớn góc mở V1 lớn nếu 19 August 2014 sai số nhỏ góc mở V1 nhỏ © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM (2) Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ Phương án điều ề khiển ể 1: PLC (Programmable Logic Controller) Phương án điều khiển 2: FLC (Fuzzy Logic Controller) Phương pháp điều khiển mờ phương pháp điều khiển bắt chước trình xử lý thơng tin khơng rõ ràng định điều khiển người 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Các ứng dụng phương pháp điều khiển mờ Ứng dụng Ứ d đầu đầ tiên: iê ĐK động độ h i nước (Mamdani, (M d i 1974) Càng Cà ngày có ó nhiều hiề hệ thố thống điề điều khiể khiển ttrong công nghiệp dân dụng áp dụng phương pháp điều khiển mờ mờ Điều khiển hệ thống thắng tăng tốc xe lửa, hệ thống lái xe Điều khiển robot Điều khiển máy giặt giặt, máy ảnh tự động động, 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM Cơ sở tốn học phương pháp điều khiển mờ Phân loại mờ Nhận dạng mờ Lý thuyết tập ập mờ Logic mờ suyy luận ậ mờ Điều khiển mờ Đo lường mờ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM TẬP HỢP MỜ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 10 Ví dụ 3: Chuẩn đốn cố hệ thống điện (tt) Sơ đồ khối chuẩn chuẩn đốn mờ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 91 Ví dụ 3: Chuẩn đoán cố hệ thống điện (tt) Các giá trị ngôn ngữ biến vào “Điện áp hài” 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 92 Ví dụ 3: Chuẩn đốn cố hệ thống điện (tt) Các giá trị ngôn ngữ biến vào “Nhiệt độ” 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 93 Ví dụ 3: Chuẩn đoán cố hệ thống điện (tt) Các giá trị ngôn ngữ biến 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 94 Ví dụ 3: Chuẩn đoán cố hệ thống điện (tt) Hệ qui tắc chuẩn đoán cố 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 95 Ví dụ 3: Chuẩn đoán cố hệ thống điện (tt) Hệ qui tắc chuẩn đoán cố (tt) Chọn ọ p phương gp pháp p suy y luận ậ MAX-MIN,, phương p g pháp p pg giải mờ MOM (Mean of Maximum) 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 96 Bài tập Vẽ kết suy luận mờ giá trị biến vào là: Điên áp hài: (V) Nhiệt độ: 60 (0C) Tính kết q suy y luận hệ mờ Sử dụng g Fuzzy y Logic g Toolbox, kiểm chứng g lại kết q suy y luận tính tốn 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 97 GIỚI THIỆU Ệ FUZZY TOOLBOX CỦA MATLAB 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 98 Kích hoạt Fuzzy Toolbox: >> fuzzy [ENTER] Chọn toán tử thực phép tốn logic mờ 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 99 Thêm ngõ vào ngõ 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 100 Kích hoạt cửa sổ soạn thảo hàm liên thuộc Double-click vào khung chữ nhật Input Output bất kỳ, cửa sổ Membership Function Editor xuất hình bên 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 101 Thêm hàm liên thuộc cho biến vào / biến 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 102 Kích hoạt cửa sổ soạn thảo hệ qui tắc Trở cửa sổ FIS Editor, double-click vào khối chữ nhật màu trắng Untitled (Mamdani), cửa sổ ổ soạn thảo hệ qui tắc xuất hình bên 19 August 2014 © H T Hồng - ÐHBK TPHCM 103 Kích hoạt cửa sổ soạn thảo hệ qui tắc Trở cửa sổ FIS Editor, double-click vào khối chữ nhật màu trắng Untitled (Mamdani), cửa sổ ổ soạn thảo hệ qui tắc xuất hình bên 19 August 2014 Thêm, xóa, thay đổi qui tắc mờ © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 104 Kết học tập dự kiến Sau học xong chương này, SV phải có khả năng: Nắm vững khái niệm tập mờ thực phép toán tập mờ Nắm vững khái niệm biến ngôn ngữ biết cách định nghĩa giá trị ngôn ngữ cho biến ngơn ngữ Tính tốn mờ hóa, suy luận mờ, giải mờ Phân biệt hệ mờ Mamdani hệ mờ Sugeno Thiết kế hệ suy luận mờ Sử dụng Fuzzy Logic Toolbox 19 August 2014 © H T Hoàng - ÐHBK TPHCM 105