Điều khiển thông minh

1 Giáo trình: Giáo trình: Hệ thống thông minh Hệ thống thông minh gồm 2 phần: gồm 2 phần: Hệ thống điều khiển mờ Hệ thống điều khiển mờ và mạng và mạng nơron nơron nhân tạo nhân tạo Phần 1: Hệ thống điều khiển mờ Phần 1: Hệ thống điều khiển mờ Chương 1 Chương 1 : : Cơ sở lý thuyết của hệ mờ Cơ sở lý thuyết của hệ mờ Chương 2 Chương 2 : điều kiển mờ : điều kiển mờ Chương 3 Chương 3 : Các phần mềm cho hệ mờ : Các phần mềm cho hệ mờ NextNi dung 2 Chương 1 Chương 1 : : Cơ sở lý thuyết của hệ mờ Cơ sở lý thuyết của hệ mờ 1.1. 1.1. Các khái niệm cơ bản Các khái niệm cơ bản 1.2. 1.2. Các phép toán trên tập mờ Các phép toán trên tập mờ 1.3. 1.3. Biến ngôn ngữ Biến ngôn ngữ 1.4. 1.4. Luật hợp thành mờ Luật hợp thành mờ 1.5. 1.5. Giải mờ Giải mờ NextNội dung C1 Back 3 1.1 1.1 . Các khái niệm cơ bản . Các khái niệm cơ bản 1.1.1 1.1.1 . Bộ điều khiển mờ lý tưởng . Bộ điều khiển mờ lý tưởng 1.1.2 1.1.2 . Nhắc lại về tập kinh điển . Nhắc lại về tập kinh điển 1.1.3 1.1.3 . Khái niệm về tập mờ . Khái niệm về tập mờ NextC1 T1 Back 4 1.2 1.2 . C¸c phÐp to¸n trªn tËp mê . C¸c phÐp to¸n trªn tËp mê 1.2.1 1.2.1 . PhÐp hîp hai tËp mê . PhÐp hîp hai tËp mê 1.2.2 1.2.2 . PhÐp giao hai tËp mê . PhÐp giao hai tËp mê 1.2.3 1.2.3 . PhÐp bï cña mét tËp mê . PhÐp bï cña mét tËp mê 1.3 1.3 . BiÕn ng«n ng÷ . BiÕn ng«n ng÷ NextC1 T2 Back 5 1.4. 1.4. LuËt hîp thµnh mê LuËt hîp thµnh mê 1.4.1 1.4.1 . MÖnh ®Ò hîp thµnh . MÖnh ®Ò hîp thµnh 1.4.2 1.4.2 . Qui t¾c hîp thµnh . Qui t¾c hîp thµnh 1.4.3 1.4.3 . LuËt hîp thµnh . LuËt hîp thµnh NextC1 T4 Back 6 1.5 1.5 . Gi¶i mê . Gi¶i mê 1.5.1 1.5.1 : Ph­¬ng ph¸p cùc ®¹i : Ph­¬ng ph¸p cùc ®¹i 1.5.2 1.5.2 : Ph­¬ng ph¸p ®iÓm träng t©m : Ph­¬ng ph¸p ®iÓm träng t©m NextC1 T5 Back 7 Chương 1: Chương 1: Cơ sở lý thuyết của hệ mờ Cơ sở lý thuyết của hệ mờ 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1.1 1.1.1 . Bộ điều khiển mờ lý tưởng . Bộ điều khiển mờ lý tưởng Trên góc độ điều khiển thì con người có Trên góc độ điều khiển thì con người có khả năng tuyệt vời của bộ điều khiển mờ hoàn khả năng tuyệt vời của bộ điều khiển mờ hoàn chỉnh. Để hiểu rõ ta xét hoạt động lái xe của một chỉnh. Để hiểu rõ ta xét hoạt động lái xe của một người lái xe trên đường xem ông ta xử lý những người lái xe trên đường xem ông ta xử lý những thông tin gì và xử lý chúng như thế nào: thông tin gì và xử lý chúng như thế nào: NextC1 T1 Back 8 + + Đại lượng điều khiển thứ nhất là con đường trước mặt Đại lượng điều khiển thứ nhất là con đường trước mặt . . Người lái xe có nhiệm vụ điều khiển chiếc xe Người lái xe có nhiệm vụ điều khiển chiếc xe đi đúng phần đường quy định, tức là phải luôn giữ đi đúng phần đường quy định, tức là phải luôn giữ cho xe nằm trong phần đường bên phải kể từ vạch cho xe nằm trong phần đường bên phải kể từ vạch phân cách, trừ trường hợp vượt xe khác, tránh các phân cách, trừ trường hợp vượt xe khác, tránh các phương tiện lưu thông khác trên đường . phương tiện lưu thông khác trên đường . Để làm được việc đó người lái xe phải biết xe Để làm được việc đó người lái xe phải biết xe của mình đang ở đâu bằng các quan sát vạch phân của mình đang ở đâu bằng các quan sát vạch phân cách trên đường, quan sát các vật cố định khác có cách trên đường, quan sát các vật cố định khác có trên đường, quan sát các chướng ngại vật nhờ đó mà trên đường, quan sát các chướng ngại vật nhờ đó mà người lái xe phải quyết định đánh lái sang trái hay người lái xe phải quyết định đánh lái sang trái hay sang phải, đánh lái mạnh hay yếu. sang phải, đánh lái mạnh hay yếu. NextC1 T1 Back 9 + + Đại lượng điều khiển thứ hai là tốc độ của xe Đại lượng điều khiển thứ hai là tốc độ của xe . . Với nguyên tắc để xe chạy êm và an toàn cũng Với nguyên tắc để xe chạy êm và an toàn cũng như tiết kiệm xăng người lái xe có nhiệm vụ giữ ổn như tiết kiệm xăng người lái xe có nhiệm vụ giữ ổn định tốc độ cho xe, tránh phanh gấp hoặc gia tốc đột định tốc độ cho xe, tránh phanh gấp hoặc gia tốc đột ngột không cần thiết. ngột không cần thiết. Giá trị tốc độ xe phải giữ cũng phụ thuộc nhiều Giá trị tốc độ xe phải giữ cũng phụ thuộc nhiều vào môi trường xung quanh như thời tiết, cảnh quan, vào môi trường xung quanh như thời tiết, cảnh quan, mật độ xe trên đường và cũng còn phụ thuộc việc ông mật độ xe trên đường và cũng còn phụ thuộc việc ông người lái xe có quen đường hay không. người lái xe có quen đường hay không. Tuy nhiên, quy luật điều khiển này hoàn toàn Tuy nhiên, quy luật điều khiển này hoàn toàn không cố định. Giả sử phía trước có xe chạy chậm thì không cố định. Giả sử phía trước có xe chạy chậm thì người lái xe phải giảm tốc độ cho đến khi vượt được người lái xe phải giảm tốc độ cho đến khi vượt được chiếc xe đó. chiếc xe đó. Next Back C1 T1 10 + Ngoài hai đại lượng cần điều khiển chính + Ngoài hai đại lượng cần điều khiển chính như như trên người lái xe còn phải theo dõi tình trạng làm trên người lái xe còn phải theo dõi tình trạng làm việc của xe như nước làm mát có quá nóng, dầu bôi việc của xe như nước làm mát có quá nóng, dầu bôi trơn có còn đủ, lượng xăng trong bình, nhiệt độ trơn có còn đủ, lượng xăng trong bình, nhiệt độ trong xe, áp suất hơi trong lốp, nhiệt độ máy để trong xe, áp suất hơi trong lốp, nhiệt độ máy để có thể phân tích, nhận định kịp thời các lỗi hư hỏng có thể phân tích, nhận định kịp thời các lỗi hư hỏng của xe. của xe. Tất cả các sự thay đổi tham số ở trên người Tất cả các sự thay đổi tham số ở trên người lái xe có thể nhận biết trực tiếp qua các đèn tín lái xe có thể nhận biết trực tiếp qua các đèn tín hiệu trong xe, song cũng có thể nhận biết gián tiếp hiệu trong xe, song cũng có thể nhận biết gián tiếp qua phản ứng của xe với các đại lượng điều khiển. qua phản ứng của xe với các đại lượng điều khiển. Next Back C1 T1 [...]... lý điều khiển mờ như trên, tuy có khác nhau về số lượng các mệnh đề điều kiện, song đều cùng có một cấu trúc: nếu điều kiện 1 và và điều kiện n thì quyết định 1 và và quyết định m Dựa trên nguyên lý điều khiển mờ của người lái xe thực hiện việc lái xe các nhà khoa học cũng xây dựng lại mô hình điều khiển theo nguyên lý mờ để có thể áp dụng cho các lĩnh vực điều khiển khác nhau đó chính là hệ thống điều. .. trình lái xe, đã thực hiện tuyệt vời chức năng của bộ điều khiển, từ thu thập thông tin, thực hiện thuật toán điều khiển (trong đầu) cho đến đưa ra tín hiệu điều khiển kịp thời mà không cần phải biết chính xác về vị trí, tốc độ, tình trạng của xe Hoàn toàn ngược lại với khái niệm điều khiển chính xác, người lái xe cũng chỉ cần đưa ra những đại lượng điều khiển theo nguyên tắc xử lý mờ như: Back C1 T1 11... khiển mờ của người lái xe thực hiện việc lái xe các nhà khoa học cũng xây dựng lại mô hình điều khiển theo nguyên lý mờ để có thể áp dụng cho các lĩnh vực điều khiển khác nhau đó chính là hệ thống điều khiển mờ, mà lý thuyết của nó là logic mờ Back C1 T1 13 Next 1.1.2 Nhắc lại về tập kinh điển a, Khái niệm về tập hợp Tập hợp có thể coi là sự xếp đặt chung lại các vật, các đối tượng có cùng chung một... ngược lại ký hiệu x A để chỉ x không thuộc A Một tập hợp không có phần tử nào được gọi là tập rỗng, tập rỗng ký hiệu Có nhiều cách để ký hiệu một tập hợp như: liệt kê các phần tử của tập hợp, biểu diễn thông qua tính chất tổng quát của các phần tử Back C1 T1 15 Next Cho hai tập hợp A và B Nếu mọi phần tử của A cũng là phần tử của B thì A A B được gọi là tập con của B và ký hiệu bằng Nếu trong B còn... ) = max{ à A ( x ), à B ( x )} àA C (x) = 1 àA (x) à Aì B ( x, y) = à A ( x )à B ( y) Back C1 T1 21 Next 1.1.3 Khái niệm về tập mờ Trước tiên ta xem xét sự khác nhau giữa tập mờ và tập hợp kinh điển thông qua khái niệm hàm liên thuộc Hàm liên thuộc àA của tập hợp kinh điển chỉ có hai giá trị chính xác là 0 và 1 như hình 1.2, do vậy nếu ta đã biết tập hợp A thì cũng xác định đư ợc hàm liên thuộc àA(x) . Giáo trình: Giáo trình: Hệ thống thông minh Hệ thống thông minh gồm 2 phần: gồm 2 phần: Hệ thống điều khiển mờ Hệ thống điều khiển mờ và mạng và mạng nơron. bản 1.1.1 1.1.1 . Bộ điều khiển mờ lý tưởng . Bộ điều khiển mờ lý tưởng Trên góc độ điều khiển thì con người có Trên góc độ điều khiển thì con người có