Thiết kế bộ biến đổi DC DC cho các ứng dụng

Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông Lâm Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình

Lời cam đoan

Em xin cam đoan luận văn này là do em nghiên cứu, thiết kế dưới sự hướng dẫn của

PGS.TSKH Trần Hoài Linh Các số liệu và kết quả trong đề tài là hoàn thành trung

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

Lời cam đoan 2

Mục lục 3

Danh mục các hình vẽ đồ thị 6

Mở đầu 9

Chương I: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 11

1.1.Cấu tạo 11

1.1.1 Phần tĩnh hay Stator 11

1.1.2 Phần quay hay rôto 13

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập [2] 14

1.3 Ứng dụng 15

1.4 Phân loại động cơ điện một chiều [2] 15

1.5 Các sự cố thường xảy ra ở động cơ điện một chiều 16

1.5.1 Chạm tắt các vòng dây phần ứng 16

1.5.2 Hở mạch phần ứng 17

1.5.3 Mất kích từ 17

Chương II: MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Ở MỘT SỐ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 19

2.1 Khái niệm cơ bản về mô hình hoá hệ thống 19

2.1.1 Phân loại mô hình hệ thống 19

2.1.2 Một số nguyên tắc khi xây dựng mô hình 22

2.2 Mô hình hoá động cơ điện một chiều [3] 23

2.2.1 Các phương trình cơ bản 23

2.2.2 Xây dựng mô hình động cơ điện một chiều kích từ độc lập ở các chế độ làm việc 25

Chương III: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 30

3.1 Giới thiệu về Logic mờ 30

3.1.1 Khái niệm lô-gic mờ 30

3.1.2 Biểu thức giá trị mờ 31

3.1.3 Quy tắc suy luận mờ và giá trị của quy tắc suy luận mờ 36

3.1.4 Các phép toán trên tập mờ 38

3.1.5 Các phương pháp giải mờ 42

3.1.6 Mô hình mờ Tagaki-Sugeno 45

3.2 Nhận dạng bằng lôgíc mờ 46

3.2.1 Vị trí và vai trò của hệ thống nhận dạng: 47

3.2.3 Lựa chọn mô hình nhận dạng: 48

3.3 Mạng TSK (Takaga – Sugeno - Kang) 48

3.3.1 Mô hình mạng TSK 49

Chương IV: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB 58

4.1 Giới thiệu về phần mềm Matlab + Simulink [5, 6] 58

4.1.1 Giới thiệu về phần mềm Matlab 58

4.1.2 Giới thiệu về SIMULINK 60

4.2 Mô phỏng động cơ trên phần mềm SIMULINK 61

4.2.1 Mô phỏng động cơ khi làm việc bình thường 62

4.2.2 Mô phỏng động cơ khi đang làm việc bình thường xảy ra sự cố 64

4.3 Phần mềm phân tích số liệu để nhận dạng sự cố 68

4.3.1 Tạo bộ số liệu và xây dựng mô hình nhận dạng sự cố 68

4.3.2 Phân tích và trích chọn vectơ đặc tính đối tượng 69

4.3.3 Ứng dụng mô hình mạng TSK nhận dạng sự cố trong động cơ điện một chiều 70

Kết luận và hướng phát triển 77

1 Kết luận 77

Tài liệu tham khảo 79

Danh mục các hình vẽ đồ thị

Hình 2.3: Họ đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi

Hình 2.5: Sơ đồ khối động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Hình 3.4: Hình dạng của hàm liên thuộc 3  x với ba độ mở khác nhau 35Hình 3.5: Hình dạng hàm liên thuộc 3  x với giá trị khác nhau hệ số b 37

Hình 4.2: Sơ đồ cấu trúc động cơ điện một chiều kích từ độc lập bình thường khi

Hình 4.3: Đồ thị đáp ứng tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập làm việc

Hình 4.4: Đồ thị đáp ứng tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập làm việc

Hình 4.5: Đồ thị đáp ứng dòng điện phần ứng động cơ điện một chiều kích từ độc

Hình 4.6: Đồ thị đáp ứng tốc độ khi xảy ra sự cố chạm tắt vòng dây phần ứng

Hình 4.15: Kết quả học trên 99 mẫu cho nhận dạng trạng thái của mô-men tải(biến thiên từ 0 đến 100% mô men max)(a), và sai số học giữa kết quả đầu raTSK và giá trị đích (cho mô-men tải)

72

Hình 4.16: Kết quả kiểm tra trên 33 mẫu nhận dạng giá trị mô-men tải (biến thiên

từ 0 đến 100% mô men max)(a) và Sai số học giữa kết quả đầu ra TSK và giá trịđích (cho mô-men tải )(b)

73

Hình 4.17: Kết quả học trên 99 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng phầnứng(a) và sai số học trên 99 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng phần ứng(b) 74Hình 4.18: Kết quả kiểm tra trên 33 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng phầnứng(a), sai số kiểm tra trên 33 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng phần ứng 74Hình 4.19: Kết quả học trên 99 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng kích từ 75

(a), sai số học giữa đầu ra của mạng và giá trị đích trên 99 mẫu cho nhận dạngtrạng thái của dòng kích từ.

Hình 4.20: Kết quả kiểm tra trên 33 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòngkíchtừ (a), sai số kiểm tra trên 33 mẫu cho nhận dạng trạng thái của dòng kích từ 76

Việc xây dựng các thiết bị đo có khả năng phân tích và phát hiện các sự cố bêntrong của động cơ nhanh, chính xác là rất cần thiết Nó cho phép hỗ trợ cho quá trìnhvận hành an toàn và giảm thiểu chi phí sửa chữa Giải quyết bài toán này trong thực tế

đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng kỹ thuật nhận dạng sự cố thành công Các

mô hình nhận dạng thường dùng như: Mô hình cây quyết định / bảng quyết định, môhình Bayes, mô hình KNN, mô hình mạng nơ-rôn MLP, mô hình mạng nơrôn lôgic mờRBF Trong đó giải pháp áp dụng mô hình mạng nơrôn lôgíc mờ có nhiều ưu điểmvượt trội so với các giải pháp khác, nhờ khả năng mô hình hoá các hàm phi tuyến với

độ chính xác tuỳ ý, khả năng dễ dạng thay đổi đầu ra thông qua điều chỉnh trọng số khiđiều kiện hoạt động thay đổi,…

Đó cũng chính là lý do tác giả lựa chọn đề tài “Ứng dụng logic mờ nhận dạng sự

cố trong động cơ điện một chiều” để nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu:

Mạng nơ rôn logic mờ TSK: Phân tích và đề xuất các giải pháp nhằm thích nghi vàtriển khai ứng dụng nhận dạng sự cố trong động cơ điện một chiều kích từ độc lập.Nội dung bản luận văn này gồm các phần như sau:

Chương I: Lý thuyết chung về động cơ điện một chiều

Giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại và ứng dụng của động cơ điệnmột chiều Mô tả một số sự cố thường xảy ra trong động cơ điện một chiều, phươngpháp đo, kiểm tra phát hiện các sự cố

Chương II: Mô hình hóa động cơ điện một chiều ở một số chế độ làm việc

Lý thuyết về mô hình hóa hệ thống, các phương trình cơ bản của động cơ điện mộtchiều Từ đó xây dựng mô hình toán học động cơ điện một chiều kích từ độc lập ở chế

độ làm việc bình thường, chế độ làm việc không tải, mô hình động cơ điện một chiềukích từ độc lập khi từ thông không đổi phục vụ quá trình mô phỏng

Chương III: Ứng dụng lôgíc mờ nhận dạng sự cố trong động cơ điện một chiều

Nghiên cứu về lôgíc mờ, lý thuyết chung về nhận dạng, ứng dụng mô hình mạng rôn lôgíc mờ TSK để xây dựng mô hình nhận dạng

nơ-Chương IV: Mô phỏng hệ thống trên phần mềm Matlab

Khảo sát các ý tưởng, xây dựng các mô hình mô phỏng để tạo tín hiệu và cácchương trình để thử nghiệm các thuật toán tính toán, xử lý tín hiệu đo nhằm mục đíchnhận dạng Toàn bộ các mô hình và hệ thống được mô phỏng trong môi trường Matlab

và sử dụng Toolbox Simulink

Kết luận và hướng phát triển:

Tóm tắt các kết quả đã đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn tại và đề xuất hướng pháttriển của luận văn.

Do thời gian và trình độ có hạn nên bản luận văn không tránh khỏi những khiếmkhuyết cần phải hoàn thiện thêm Tôi rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn của cácthầy cô và các bạn đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS – TSKH Trần Hoài Linh,

thầy đã giành cho em thời gian, kiến thức và phương pháp tư duy quí báu

Chương I: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Nội dung chương này tập trung giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại

và ứng dụng của động cơ điện một chiều Mô tả một số sự cố thường xảy ra trong động

cơ điện một chiều, phương pháp đo, kiểm tra phát hiện các sự cố

thành khối lá thép Đối với các động cơ điện một chiều có công suất nhỏ có thể đượcchế tạo bằng thép khối Cực từ được gắn chặt với vỏ máy nhờ các bu lông Dây quấnkích từ được làm bằng dây đồng có vỏ bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọccách điện, sơn tẩm tạo thành một khối trước khi đặt lên các cực từ Các cuộn dây quấnkích từ được đấu nối tiếp với nhau.

- Cực từ phụ

Cực từ phụ dùng để cải thiện sự đảo chiều và được đặt giữa các cực từ chính Lõithép của cực từ phụ thường được chế tạo bằng thép khối, trên thân có đặt dây quấn cócấu tạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ cũng được gắn chắc chắn vào vỏmáy nhờ các bu lông

- Gông từ

Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động

cơ điện cỡ nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại, trong động cơ lớn thườngdùng thép đúc, một số loại dùng gang làm vỏ máy

- Các bộ phận khác gồm có:

quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện Trong động cơ điện cỡ nhỏ và vừa,nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp này lắp máy thường đượcchế tạo bằng gang

chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi thanđược đặt cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giá chổi than có thể quayđược để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng, điều chỉnh xong dùng vít cố định chặt lại.Chổi than được tạo thành từ khối ép của bột than có pha thêm bột đồng, kích thướcchổi than tùy thuộc vào công suất của động cơ Tùy theo cấu tạo của động cơ mà có thể

có một đôi chổi than hoặc hai, ba đôi chổi than

1.1.2 Phần quay hay rôto

Phần quay của động cơ bao gồm các bộ phận chính sau:

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo lá thép rôto

- Lõi sắt phần ứng

Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật dầy từ 0,5đến 1mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm hao tổn do dòng điệnxoáy gây nên Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấnvào

Trong những máy cỡ lớn, người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thànhlõi sắt có thể tạo thành những lỗ thông gió dọc trục Đối với những máy điện cỡ trungbình thì lõi sắt thường được chia thành từng đoạn nhỏ Giữa các đoạn ấy có một khe hởgọi là khe thông gió ngang trục Khi máy làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dâyquấn và lõi sắt

Đối với các động cơ điện một chiều cỡ nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vàotrục Trong những máy cỡ lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto Dùng giá rôto có thểtiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto

- Dây quấn phần ứng

Dây quấn phần ứng là thành phần sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua.Dây quấn phần ứng thường được làm bằng đồng có vỏ bọc cách điện Trong máy điện

cỡ nhỏ (công suất dưới vài kilôoat) thường dùng dây có tiết diện tròn Trong những

máy điện cỡ vừa và lớn, thường dùng dây có tiết diện chữ nhật Dây quấn được cáchđiện cẩn thận với rãnh của lõi thép

Để tránh khi quay bị văng ra do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm chèn, chènchặt hoặc phải đai chặt dây quấn Nêm chèn có thể làm bằng tre khô, gỗ hay bakêlit

- Cổ góp

Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoaychiều thành một chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có đuôi nhạn ghép cách điện vớinhau bằng lớp mica dầy 0,4 đến 1,2 và hợp thành một hình trụ tròn Hai đầu trụ tròndùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp và trụ tròn cũng được cách điệnbằng mica Đuôi vành góp có cao hơn lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tửdây quấn vào các phiến góp được dễ dàng

- Các bộ phận khác

Các bộ phận khác gồm có:

được chế tạo theo kiểu bảo vệ, ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió Cánh quạt được lắptrên trục máy Khi máy quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào máy Gió đi qua vành góp,cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội máy Để bảo vệ cánhquạt và đảm bảo an toàn, phía ngoài cánh quạt bao giờ cũng có nắp bảo hiểm

máy thường được chế tạo bằng thép cácbon tốt

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập [2]

Khi cho dòng điện một chiều chạy vào cuộn dây kích từ, trong cuộn dây sẽ sinh ra từtrường, từ trường này sẽ tạo ra các cực từ tương ứng ở chính bề mặt cuộn dây Ta có thể xác định chiều của từ trường này theo quy tắc vặn nút chai Ta nhận thấy từ trường này cũng giống như từ trường của nam châm vĩnh cửu, nhưng do dòng điện chạy trong

Khi cho điện áp U vào hai chổi than, trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra dòng điện

Iư Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực Fđt tácdụng làm Rôto quay, khi phần ứng quay nửa vòng thì vị trí các thanh dẫn đổi chỗ chonhau do đó các phiến góp đổi chiều dòng điện giữ cho chiều tác dụng không đổi đảmbảo động cơ có chiều quay không đổi khi, khi động cơ quay các thanh dẫn cắt từtrường sẽ cảm ứng sức điện động Eư, chiều quay được xác định theo quy tắc bàn taytrái

1.3 Ứng dụng

Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn được coi là một loại máy quantrọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoaychiều thông dụng Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm như có mô men mởmáy lớn, do vậy kéo được tải nặng khi khởi động Ngoài ra, phạm vi điều chỉnh tốc độrộng, khoảng nhảy cấp tốc độ nhỏ phù hợp với hệ thống tự động hóa khi cần thay đổimịn tốc độ Chính vì vậy mà động cơ một chiều được dùng nhiều trong các nghànhcông nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vậntải

Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định của nónhư so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn chế tạo và bảo quản cổ góp điệnphức tạp hơn (dễ phát sinh tia lửa điện) nhưng do những ưu điểm của nó nên động cơđiện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất

Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng 10.000 kW,điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000V Hướng phát triển hiện nay là cải tiến tínhnăng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những động cơ cócông suất lớn hơn

1.4 Phân loại động cơ điện một chiều [2]

Động cơ điện một chiều được phân loại theo cách kích từ, bao gồm các loại sau:

• Động cơ điện một chiều kích thích song song

Trên thực tế đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập và kích thích songsong giống nhau nên khi cần công suất lớn người ta thường dùng động cơ kích từ độclập để có thể điều chỉnh dòng điện kích thích được thuận tiện, do đó quá trình điềuchỉnh tốc độ dễ dàng và kinh tế hơn mặc dù yêu cầu phải có nguồn kích từ ngoài

Trong luận văn này ta xét đến động cơ điện một chiều kích từ độc lập:

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập

1.5 Các sự cố thường xảy ra ở động cơ điện một chiều

Cũng như các loại động cơ khác trong quá trình vận hành có nhiều các sự cố thườngxảy ra, ở động cơ điện một chiều ta quan tâm một số sự cố chính sau:

1.5.1 Chạm tắt các vòng dây phần ứng

Khi có một số vòng dây ở phần ứng do hư cách điện chạm với nhau, dẫn tới dòngđiện đi qua các vòng dây động cơ tăng cao quá định mức, làm cho điện áp của cácmạch điện song song trong phần ứng không cân bằng nên xuất hiện dòng điện vòng.Dòng điện này làm cho phần ứng bị quá nhiệt Mặt khác khi có hiện tượng chạm tắt cácvòng dây phần ứng sẽ phát sinh tia lửa điện và hồ quang nghiêm trọng giữa chổi than

và cổ góp Đồng thời lúc này điện áp phần ứng cũng giảm xuống Hiện tượng này nếu

Uư

f

Ikt

Rkt

U CKT

Ukt

Để xác định chính xác sự cố này ta có thể dùng đồng hồ đo dòng điện và điện ápphần ứng.

1.5.2 Hở mạch phần ứng

Khi dây phần ứng bị đứt, hoặc bong mối hàn … không nối liền dây quấn với cổ góp.Khi đó xảy ra tình trạng là cứ mỗi lần chổi than quét qua phiến góp này lại làm chodòng điện trong mạch phần ứng đột ngột bị cắt, tốc độ động cơ có giảm đi nhưng doquán tính động cơ vẫn quay

Để xác định sự cố này ta có thể dùng thiết bị đo dòng điện, điện áp phần ứng, tốc độđộng cơ

1.5.3 Mất kích từ

Xét tr ường hợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ng h p thi u kích t , t c i n áp kích t ho c dòng kích t b ợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ặc dòng kích từ bị ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ị

gi m, d n t i dòng i n ới dòng điện động cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng c t ng quá m c cho phép Khi ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng c ang ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị

l m vi c m t kích t , ta có th xác nh ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ốc độ theo phương trình sau: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang c t c theo ph ươ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng trình sau:

U A R I A A K

A

U R

E U

Do U không đổi và R A rất nhỏ (điện trở cuộn dây phần ứng) nên I A rất lớn làm cháydây quấn và vành góp

Để xác định sự cố mất kích từ ta đo dòng điện, đo tốc độ động cơ.

Chương II: MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Ở MỘT SỐ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

Nội dung chương II học viên sẽ tóm tắt lý thuyết về mô hình hóa hệ thống, mô hìnhhóa động cơ điện một chiều dựa trên các phương trình cơ bản của động cơ điện mộtchiều Từ đó tác giả xây dựng mô hình toán học động cơ điện một chiều kích từ độc lập

ở chế độ làm việc bình thường, chế độ làm việc không tải, mô hình động cơ điện mộtchiều kích từ độc lập khi từ thông không đổi phục vụ quá trình mô phỏng và nhận dạng

sự cố ở chương sau

2.1 Khái niệm cơ bản về mô hình hoá hệ thống

2.1.1 Phân loại mô hình hệ thống

Có thể căn cứ vào nhiều dấu hiệu khác nhau để phân loại mô hình Hình 2.1 biểudiễn một cách phân loại mô hình điển hình Theo cách này mô hình được chia thànhhai nhóm chính: mô hình vật lý và mô hình toán học hay còn gọhay còn gọi là mô hìnhtrừu tượng

Mô hình hệ thống

Mô hình mô phỏng

Hình 2.1: Sơ đồ phân loại mô hình hệ thống

- Mô hình vật lý: là mô hình được cấu tạo bởi các phần tử vật lý Các thuộc tính của

đối tượng được phản ánh bởi các định luật vật lý xảy ra trong mô hình Nhóm mô hìnhvật lý được chia thành mô hình thu nhỏ và mô hình tương tự Mô hình vật lý thu nhỏ cócấu tạo giống như đối tượng thực nhưng có kích thước nhỏ hơn cho phù hợp với điềukiện của phòng thí nghiệm Ví dụ, người ta chế tạo lò hơi của nhà máy nhiệt điện cókích thước nhỏ đặt trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu quá trình cháy trong lò hơi,hoặc xây dựng mô hình đập thuỷ điện có kích thước nhỏ trong phòng thí nghiệm đểnghiên cứu các chế độ thuỷ văn của đập thuỷ điện Ưu điểm của loại mô hình này làcác quá trình vật lý xảy ra trong mô hình giống như trong đối tượng thực, có thể đolường quan sát các đại lượng vật lý một cách trực quan với độ chính xác cao Nhượcđiểm của mô hình vật lý thu nhỏ là giá thành đắt, vì vậy chỉ sử dụng khi thực sự cầnthiết

- Mô hình vật lý tương tự: được cấu tạo bằng các phần tử vật lý không giống với

đối tượng thực nhưng các quá trình xảy ra trong mô hình tương đương với quá trìnhxảy ra trong đối tượng thực Ví dụ, có thể nghiên cứu quá trình dao động của con lắcđơn bằng mô hình tương tự là mạch dao động R-L-C vì quá trình dao động điều hoàtrong mạch R-L-C hoàn toàn tương tự quá trình dao động điều hoà của con lắc đơn,hoặc người ta có thể nghiên cứu đường dây tải điện (có thông số phân bố rải) bằng môhình tương tự là mạng bốn cực R-L-C (có thông số tập trung) Ưu điểm của loại môhình này là giá thành rẻ, cho phép chúng ta nghiên cứu một số đặc tính chủ yếu của đốitượng thực

- Mô hình toán học: thuộc loại mô hình trừu tượng Các thuộc tính được phản ánh

bằng các biểu thức, phương trình toán học Mô hình toán học được chia thành mô hìnhgiải tích và mô hình số Mô hình giải tích được xây dựng bởi các biểu thức giải tích

Ưu điểm của loại mô hình là cho ta kết quả rõ ràng, tổng quát Nhược điểm của môhình giải tích là thường phải chấp nhận một số giả thiết đơn giản hoá để có thể biểu

diễn đối tượng thực bằng các biểu thức giải tích, vì vậy loại mô hình này chủ yếu đượcdùng cho các hệ tiền định và tuyến tính.

- Mô hình số: được xây dựng theo phương pháp số tức là bằng các chương trình

chạy trên máy tính số Ngày nay, nhờ sự phát triển của kỹ thuật máy tính và công nghệthông tin, người ta đã xây dựng được các mô hình số có thể mô phỏng được quá trìnhhoạt động của đối tượng thực Những mô hình loại này được gọi là mô hình mô phỏng

này (simulation model) Ưu điểm của mô hình mô phỏng là có thể mô tả các yếu tố

ngẫu nhiên và tính phi tuyến của đối tượng thực, do đó mô hình càng gần với đối tượngthực Ngày nay, mô hình mô phỏng được ứng dụng rất rộng rãi

Có thể căn cứ vào các đặc tính khác nhau để phân loại mô hình như: mô hình tĩnh và

mô hình động, mô hình tiền định và mô hình ngẫu nhiên, mô hình tuyến tính và môhình phi tuyến, mô hình có thông số tập trung, mô hình có thông số rải, mô hình liêntục, mô hình gián đoạn,

Mô hình phải đạt được hai tính chất cơ bản sau:

theo những tiêu chuẩn định trước

Rõ ràng, để tăng tính đồng nhất trong mô hình phải đưa vào nhiều yếu tố phản ánh đầy

đủ các mặt của đối tượng Nhưng như vậy nhiều khi mô hình trở nên quá phức tạp vàcồng kềnh đến nỗi không thể dùng để tính toán được nghĩa là mất đi tính chất thựcdụng của mô hình Nếu quá chú trọng tính thực dụng, xây dựng mô hình quá đơn giảnthì sai lệch giữa mô hình và đối tượng thực sẽ lớn, điều đó sẽ dẫn đến kết quả nghiêncứu không chính xác Vì vậy, tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà người ta lựa chọntính đồng nhất và tính thực dụng của mô hình một cách thích hợp

2.1.2 Một số nguyên tắc khi xây dựng mô hình

Việc xây dựng mô hình toán học phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống thực, vì vậy,khó có thể đưa ra những nguyên tắc chặt chẽ mà chỉ có thể đưa ra những nguyên tắc cótính định hướng cho việc xây dựng mô hình

Nhìn chung hệ thống thực là một hệ thống lớn phức tạp, vì vậy, người ta tìm cáchphân chúng ra thành nhiều hệ con, mỗi hệ con đảm nhận một số chức năng của hệ lớn.Như vậy, mỗi hệ con được biểu diễn bằng một khối, tín hiệu ra của khối trước chính làtín hiệu vào của khối sau

Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà người ta lựa chọn một cách thích hợp giữa tínhđồng nhất và tính thực dụng của mô hình Có thể bỏ bớt một số chi tiết không quantrọng để mô hình bớt phức tạp và việc giải các bài toán trên mô hình dễ dàng hơn

2.2 Mô hình hoá động cơ điện một chiều [3]

2.2.1 Các phương trình cơ bản

Xét trường hợp khi dòng điện kích từ của động cơ không đổi, hoặc động cơ đượckích thích bằng nam châm vĩnh cửu thì từ thông kích từ là hằng số, đối tượng được mô

tả bởi hệ các phương trình sau:

Hình 2.2: Giản đồ thay thế động cơ điện một chiều

• Phương trình cân bằng điện áp phần ứng:

 

dt

t di L t i R t e t

A A

A A

• Sức từ động cảm ứng:

 t k  t n

k t

• Phương trình chuyển động:

m M m T

J dt

K

iK

mM,

n

A A

mT - là mômen cản của tải

n - tốc độ quay của rotor

 - tốc độ góc của rôto

J - mômen quán tính của động cơ.

U K và i K - điện áp và dòng kích từ

R K và L K - điện trở và điện cảm của mạch kích từ

T các ph ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ươ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng trình trên ta xây d ng ựng được phương trình đặc tính cơ và điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị c ph ươ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng trình điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịặc dòng kích từ bị c tính c v ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang

h điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịặc dòng kích từ bị c tính c th hi n quan h gi a t c ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ữa tốc độ góc và mô men của động cơ ốc độ theo phương trình sau: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang góc v mô men c a ủa động cơ điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng c ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang

i n m t chi u kích t c l p khi thay i t thông:

điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ều kích từ độc lập khi thay đổi từ thông: ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ập khi thay đổi từ thông: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịổi từ thông: ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị

K  M

R K

A A

A A

Bi n ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịổi từ thông: i Laplace ta có:

 p R i p L p i  p e

p

u A( )  AA( ) A A

A A A

e p u

p i

A A A

A

A

1

 t k

t

Bi n ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịổi từ thông: i Laplace ta có:

 p k

Từ các phương trình (2.9); (2.10); (2.11); (2.12); (2.13) ta xây dựng được sơ đồ

khối mô tả toán học động cơ DC kích từ độc lập như sau:

Hình 2.4: Sơ đồ khối mô tả toán học động cơ DC kích từ độc lập

Trong mô hình này các đầu vào là:

• Mô hình của động cơ điện một chiều khi từ thông kích từ không đổi

Giả sử từ thông  const

T các ph ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ươ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng trình c b n c a ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ủa động cơ điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng c i n m t chi u kích t ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ều kích từ độc lập khi thay đổi từ thông: ừ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ập khi thay đổi từ thông: c l p

bi n ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịổi từ thông: i Laplace ta có h ph ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ươ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ng trình sau:

 p R i p L p i  p e

p

u A( )  AA( ) A A

 p k

p

 p k i p

m M  M 

 p m  p j p  p

Từ hệ phương trình (2.14) ta xây dựng được sơ đồ khối động cơ điện một chiều

kích từ độc lập khi từ thông kích từ không đổi như sau

Hình: 2.5: Sơ đồ khối động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi từ thông kích từ

không đổi

 Mô hình động cơ ở chế độ làm việc không tải

Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải tức là: mT = 0

H m truy n ều kích từ độc lập khi thay đổi từ thông: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịạch phần ứng: ủa động cơ t c a h th ng trong tr ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ốc độ theo phương trình sau: ường hợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ng h p n y ợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị c thi t l p nh ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ập khi thay đổi từ thông: ư sau:

 

A A

dm đc

K Js s T R

K s

 

 2

2

dm A

A A

dm đc

K Js R Js R T

K s







s K

J R s K

J R T

K s

dm đc

K s

G

c c A

K

J R T

A A

R

L

T  - hằng số thời gian điện từ

Do Tu << Tc nên có th g n úng coi: ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: ần ứng: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị

C

D đc

sT

K G





Để mô phỏng các chế độ hoạt động, các sự cố xảy ra khi động cơ đang làm việc ta

sử dụng mô hình mô tả chung động cơ điện một chiều kích từ độc lập (hình 2.4) Kếtquả mô phỏng thu được là sự thay đổi về tốc độ góc ω Qua quan sát tốc độ góc ω ta dựbáo được các sự cố xảy ra trong động cơ Công cụ hỗ trợ phân tích, đánh giá các kếtquả mô phỏng là mạng nơ rôn logic mờ

 Công cụ mạng nơ rôn logic mờ sẽ được giới thiệu ở chương III

 Các kết quả nhận dạng được giới thiệu ở chương IV

Chương III: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ NHẬN DẠNG

SỰ CỐ TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Nội dung chương này, tác giả sẽ nghiên cứu về lôgíc mờ, lý thuyết chung về nhậndạng, ứng dụng mô hình mạng nơ-rôn lôgíc mờ TSK để xây dựng mô hình nhận dạng

3.1 Giới thiệu về Logic mờ

Khái niệm về logic mờ được giáo sư Lotfi Zadeh đưa ra lần đầu tiên năm 1965, tạitrường Đại học Berkeley, bang California, Mỹ

Năm 1970 tại trường Mary Queen, London – Anh, Ebrahim Mamdani đã dùng logic

mờ để điều khiển một máy hơi nước mà ông không thể điều khiển được bằng kỹ thuật

cổ điển Tại Đức Hann Zimmermann đã dùng logic mờ cho các hệ ra quyết định TạiNhật logic mờ được ứng dụng vào nhà máy xử lý nước của Fuji Electronic vào 1983,

hệ thống xe điện ngầm của Hitachi vào 1987

Trong lĩnh vực tự động hoá logic mờ ngày càng được ứng dụng rộng rãi Nó thực sựhữu dụng với các đối tượng phức tạp mà ta chưa biết rõ hàm truyền, logic mờ có thểgiải quyết các vấn đề mà điều khiển kinh điển không làm được

3.1.1 Khái niệm lô-gic mờ

Khái niệm “logic mờ” dùng để chỉ việc xử lý các thông tin mà giá trị logic khôngthể xác định rõ, hoặc biến thiên theo điều kiện bên ngoài [5] Chẳng hạn với các mệnh

đề “Nhiệt độ < 20 0 C là lạnh” hay “Tốc độ ô tô khoảng 60 km/h là nhanh” thì rất khó

xác định được giá trị logic vì không có 100% số người cho rằng các mệnh đề này làchính xác Trong trường hợp này, thường hay gặp dạng phát biểu như sau:

Có 70% số người đồng ý “t < 20 0 C là lạnh” hay có 60% số người đồng ý “Tốc độ ô

tô khoảng 60 km/h là nhanh”

Trong logic kinh điển, khi đưa ra một định nghĩa về tập hợp, ví dụ như:B l m t ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang

t p h p g m các s th c l n h n 6 ập khi thay đổi từ thông: ợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ồm các số thực lớn hơn 6 ốc độ theo phương trình sau: ựng được phương trình đặc tính cơ và ới dòng điện động cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang

Khác với logic kinh điển chỉ có hai giá trị là 1 nếu x C hoặc bằng 0 nếu x C ,logic mờ sẽ đưa ra quan niệm mới có vai trò làm rõ định nghĩa cho tập mờ Nói một

cách khác, với logic mờ thì một giá trị x nào đó sẽ có thể thuộc về tập C khoảng bao

nhiêu phần trăm? điều đó sẽ được thể hiện thông qua giá trị hàm liên thuộc ( )x tại

điểm x đó sẽ bằng bao nhiêu Chẳng hạn có thể nói như sau “giá trị x=2,9 thuộc về tập

C chín sáu phần trăm” hay “giá trị x=2 thuộc về tập C bốn sáu phần trăm” và giá trị

bao nhiêu phần trăm đó sẽ tuỳ thuộc vào cách xây dựng mô hình hàm liên thuộc nhưthế nào? Như vậy với ví dụ trên, cần có độ tin cậy của mệnh đề x2,9C phải caohơn độ tin cậy của mệnh đề x 2 C

3.1.2 Biểu thức giá trị mờ

Để tìm hiểu về biểu thức giá trị mờ, ta xem xét 3 dạng biểu thức mờ cơ bản sau:

• x nhỏ hơn nhiều so với A: x <<A

• x xấp xỉ bằng A : x A

• x lớn hơn nhiều so với A : x >>A

Đối với biểu thức mờ x <<A, hàm liên thuộc (hay còn gọi là hàm phụ thuộc)

( )

A x

 có dạng như hình vẽ 3.1 với 0  A  x  1, được định nghĩa:

1 ( )

Hình 3.1: Hàm liên thuộc của biểu thức mờ x <<A

Đối với biểu thức mờ x A , hàm liên thuộcA( ) x sẽ có dạng hình chuông nhưhình 3.2 với 0  A  x  1, được định nghĩa:

1 ( )

B A

Hình 3.2: Hàm liên thuộc hình chuông của biểu thức mờ x A

Đối với biểu thức mờ x>>A, hàm liên thuộcA( ) x sẽ có dạng như hình 3.3 với

 

0  A x  1, điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịị c nh ngh a: ĩa:

1 ( )

y

x

Hình 3.3: Hàm liên thuộc của biểu thức mờ x>>A

Các hàm liên thuộc đều có thể được mô tả dưới dạng rời rạc gồm một tập các giá trịliên thuộc Đối với các hàm liên thuộc hình chuông, thường sử dụng hàm Gauss được

mô tả bằng phương trình sau:

  2b c,b,σ

1

x - c 1+

Để làm rõ về ảnh hưởng của các tham số đến hình dạng của hàm liên thuộc, xét ví

dụ về tập mờ c g m các s th c g n b ng 3 ồm các số thực lớn hơn 6 ốc độ theo phương trình sau: ựng được phương trình đặc tính cơ và ần ứng: ằng điện áp mạch phần ứng:

trong đó 3  x  1 khi x - 3  0 và 3  x  0 khi x - 3  

Giả sử chọn giá trị c=3, độ mở =1, b=1 thì hàm liên thuộc của tập C như sau:

1+ ( x - 3 )

x - 3 1+

Hình 3.4: Hình dạng của hàm liên thuộc 3  x với ba độ mở khác nhau

Hình 3.5: Hình dạng hàm liên thuộc 3  x với giá trị khác nhau hệ số b

Hình 3.4 mô tả hình dạng của hàm liên thuộc 3  x với hệ số mũ được chọn cố

định b =1 và giá trị độ mở  lần lượt thay đổi bằng 1, 2 và 3 Trên hình 3.5, nếu chọngiá trị độ mở  cố định bằng 1 và giá trị b thay đổi lần lượt bằng 0,5 thì hàm kích hoạt

sẽ có dạng gần như hình tam giác, b=1 sẽ dạng hình chuông và b=3 có dạng gần với

hình thang

Một điểm chung trong các hàm 3  x là các điểm có giá trị càng gần trọng tâm thì

sẽ có giá trị liên thuộc càng lớn (tiến tới 1), đối với các điểm có giá trị càng xa trọngtâm thì có giá trị liên thuộc càng nhỏ (tiến tới 0)

3.1.3 Quy tắc suy luận mờ và giá trị của quy tắc suy luận mờ

Trong lý thuyết điều khiển, các quy tắc điều khiển thường được mô tả dưới dạng mệnh đề điều kiện IF …THEN

i v i khái ni m i u khi n chính xác, s ph i ch rõ r ng n u i Đốc độ theo phương trình sau: ới dòng điện động cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ều kích từ độc lập khi thay đổi từ thông: ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: ẽ phải chỉ rõ rằng nếu đại ỉ (bằng hoặc gần bằng) 3” hay ằng điện áp mạch phần ứng: ếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịạch phần ứng:

l ượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ng điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịần ứng: u v o có giá tr c th bao nhiêu thì ị ụ thể bao nhiêu thì đầu ra cũng bằng một giá trị cụ ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịần ứng: u ra c ng b ng m t giá tr c ũng bằng một giá trị cụ ằng điện áp mạch phần ứng: ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ị ụ thể bao nhiêu thì đầu ra cũng bằng một giá trị cụ

th n o ó Nh v y m t quy t c suy lu n chính xác s có c u trúc nh sau: ể xác định được tốc độ theo phương trình sau: điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ư ập khi thay đổi từ thông: ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ắc suy luận chính xác sẽ có cấu trúc như sau: ập khi thay đổi từ thông: ẽ phải chỉ rõ rằng nếu đại ư

tức là khi giá trị x bằng A thì giá trị y sẽ bằng B.

Tuy nhiên một vấn đề đặt ra: Nếu khi giá trị x “xấp xỉ” bằng A thì giá trị y sẽ bằng bao nhiêu? Và với các giá trị x lân cận quanh giá trị A với độ “xấp xỉ” khác nhau thì có thể tính được giá trị của y hay không? Khái niệm “logic mờ” sẽ trả lời được câu hỏi

trên thông qua quy tắc suy luận mờ

M t quy t c suy lu n m s có c u trúc nh sau: ộng cơ tăng quá mức cho phép Khi động cơ đang ắc suy luận chính xác sẽ có cấu trúc như sau: ập khi thay đổi từ thông: ờng hợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ẽ phải chỉ rõ rằng nếu đại ư

tức là nếu x xấp xỉ bằng A thì y sẽ xấp xỉ bằng B Khi x bằng A thì sẽ có y bằng B.

Ở đây khái niệm “xấp xỉ” sẽ được biểu diễn thông qua hàm liên thuộc A( ) x và

thông qua giá trị của hàm liên thuộc Với một giá trị đầu vào x bất kì, có thể đề xuất phương pháp tính được giá trị đầu ra y c a quy t c suy lu n m nh sau: ủa động cơ ắc suy luận chính xác sẽ có cấu trúc như sau: ập khi thay đổi từ thông: ờng hợp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị ư

Như vậy đáp ứng đầu vào của hệ thống trong cùng lúc sẽ chịu tác động của nhiều quytắc suy luận mờ

Ví dụ: hệ thống gồm có 4 quy tắc mờ R1, R2, R3, R4 như hình 3.6

R1: If x is small and x is small Then y = x1 2 3 1  2 x2  4

R2: If x is small and x is big Then y = x1 2 2 1  3 x2  5

R3: If x is big and x is big Then y1 2  x1 4 x2  3

R4: If x is big and x is small Then y1 2  2 x1  5 x2  3

Giả sử vectơ đầu vào là: x = x ;x  1 2T = 10;0,5  T , khi đó các giá trị liên thuộctương ứng với các quy tắc sẽ được lần lượt tính toán bằng: 0,24; 0,8; 1,0; 0,3, tươngứng với các giá trị đầu ra là: y R1 27; y R2 23,5; y R3 9; y R4 20,5.

Hình 3.6: Đồ thị hệ thống gồm có 4 quy tắc mờ

Trong trường hợp này độ mạnh của luật được chọn sẽ chính bằng giá trị liên thuộc

của x trong từng quy tắc Giá trị i  x và giá trị đầu ra của toàn hệ thống đối với một

giá trị x nào đó sẽ được tính dựa trên ảnh hưởng (độ mạnh) của các quy tắc đối với giá trị x ó v điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bịượp thiếu kích từ, tức điện áp kích từ hoặc dòng kích từ bị c tính nh sau: ư

N μx= (x).y i i 1

y = N

μx= (x) i 1

Hợp của hai tập mờ A và B có cùng cơ sở M là một tập mờ cũng xác định trên cơ sở

M với hàm liên thuộc:

AB (x) = MAX{A (x), B (x)}

Có nhiều công thức khác nhau được dùng để tính hàm liên thuộc  (x) của hợp hai

Hình 3.7: Hàm liên thuộc của hợp hai tập mờ có cùng cơ sở.



x

A(x) B(x)

1

0)}

(),(min{

)}

(),(max{

)(

x x

x x x

x x

B A

B A B

A B

x x

x

B A

B A

B A

a) Hàm liên thuộc của hai tập mờ A, B.

b) Đưa hai tập mờ về chung một cơ sở M  N.

c) Hợp hai tập mờ trên cơ sở M  N.