BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CƠNG NGHỆ TÍNH TỐN MỀM ĐIỀU KHIỂN MỜ GVHD: PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG HÀ NHÓM: NGUYỄN HỮU ÁNH TRẦN NGUYÊN KHUYẾN 41200138 41201752 Bài 5.6 Để điều khiển tự động máy điều hòa nhiệt độ kỹ thuật logic mờ, người ta dùng hai cảm biến: phòng cảm biến nhiệt Ti , bên cảm biến nhiệt T0 Việc điều hòa nhiệt độ thơng qua điều khiển tốc độ quạt làm lạnh máy điều hòa Biết rằng: - Tầm nhiệt độ quan tâm [00C – 500C] Tốc độ quạt v ϵ [0 – 600 vòng/phút] Hãy tính tốc độ quạt trường hợp sau : Ti = 210C Ti = 300C Ti = 260C T0 = 280C T0 = 350C T0 = 330C Giải Xác định biến ngôn ngữ vào – Xác định tập mờ Ti , To : { lạnh, vừa, nóng, nóng} ứng với {20, 25, 30, 35} (nhiệt độ) V: {Zero, Chậm, Vừa, TB, Nhanh, Max} ứng với {0, 120, 240, 360, 480, 600} (vòng/phút) Chọn hàm thuộc hàm tam giác Ngõ vào Ngõ Xác định luật hợp thành mờ To Ti Lạnh Vừa Nóng Rất nóng Zero Chậm Vừa TB Vừa Chậm Chậm TB Nhanh Nóng Vừa TB Nhanh Max Rất nóng Nhanh Nhanh Max Max Lạnh Tính tốn cặp nhiệt độ a) Ti = 21oC ; To = 28oC µ(21oC) = {0.8 , 0.2 , , 0} µ(28oC) = {0 ; 0.4 ; 0.6 ; 0} Luật hợp thành Max – Min Chậm : max{0.4 ; 0.2} = 0.4 Vừa : 0.6 TB : 0.2 m y ' Phương pháp độ cao : y' �y H k 1 m k �H k 1 k với H k B ' k ( yk ) k 0.4*120 0.6* 240 0.2*360 220 1.2 (vòng/phút) b) Ti = 30oC ; To = 35oC µ(30oC) = {0 , , , 0} µ(35oC) = {0 , , , 1} Luật hợp thành Max – Min Max : m y ' Phương pháp độ cao : �y H k 1 m k �H k 1 k k với H k B ' k ( yk ) y ' 600 c) Ti = 26oC ; To = 33oC µ(26oC) = {0 , 0.8 , 0.2 , 0} µ(33oC) = {0 , , 0.4 , 0.6} Luật hợp thành Max – Min TB : 0.4 Nhanh : max{0.2 ; 0.6} 0.6 Max : 0.2 m y ' �y H k 1 m Phương pháp độ cao : y' k �H k 1 k với H k B ' k ( yk ) k 0.4*360 0.6* 480 0.2*600 460 1.2 (vòng/phút) Đồ thị nhận xét Đồ thị tốc độ quạt theo Ti 460 Do thi toc do quat (uu tien theo Ti) 440 420 400 380 360 340 320 300 280 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 Đồ thị tốc độ quạt theo To Kiểm tra lại tính tuyến tính đồ thị: Đầu: Ti + To = 49oC ; V = 220 vòng/ph Cuối: Ti + To = 65oC ; V = 600 vòng/ph Vậy thời điểm Ti + To = 59oC y' 600 220 (59 49) 220 475.5 65 49 (vòng/ph) So với tính tốn lý thuyết y’ = 460 độ sai lệch coi khơng đáng kể Nhận xét : - Đồ thị tốc độ quạt tăng tuyến tính vẽ theo Ti To - Nếu Ti To thay đổi đồ thị (T i + To , V) tăng tuyến tính điểm khác nằm đối xứng bên đường thẳng - Kết điều khiển chấp nhận Bài 5.7 Thiết kế mờ điều khiển nhiệt độ Bộ mờ có ngõ vào sai lệch e(t) [ET] đạo hàm sai lệch de(t) [DET], ngõ đạo hàm công suất [DP] Biết rằng: - Lò nhiệt có cơng suất 5kW, tầm đo max 200oC, sai số 5% Tầm thay đổi DET -10oC/s 10oC/s Tầm thay đổi DP -100W/s 100W/s Hãy tính cơng suất cung cấp cho lò trường hợp sau: ET = 8oC ET = 2oC ET = 7oC DET = 9oC/s DET = 9oC/s DET = -7oC/s Nhận xét đáng giá kết nhận Giải Xác định tín hiệu vào - tín hiệu vào: + ET = Tđặt – Tđo +DET ϵ [-10oC ; 10oC] ; tín hiệu : DP ϵ [-100W/s ; 100W/s] Biến ngôn ngữ giá trị tương đương ET {3 , 2 , 1 , Zero, P1 , P2 , P3} {10; 20 10 10 20 ; ;0; ; ;10} 3 3 (oC) DET {3 , 2 , 1 , Zero, P1 , P2 , P3} {10; 20 10 10 20 ; ;0; ; ;10} 3 3 (oC) DP {3 , 2 , 1 , Zero, P1 , P2 , P3} {100; 200 100 100 200 ; ; 0; ; ;100} 3 3 (W/s) P {Zero, P1 , P2 , P3 , Max} {0;1.25; 2.5;3.75;5} (W) Chọn hàm thuộc hàm tam giác µ(8oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.6; 0.4} µ(9oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.3; 0.7} µ(7oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.9; 0.1} µ(-7oC) = {0.1; 0.9; 0; 0; 0; 0; 0} µ(2oC) = {0; 0; 0; 0.4; 0.6; 0; 0} Luật hợp thành mờ DP ET DET Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π2 Π1 Z Π2 Π3 Π2 Π2 Π2 Π1 Z P1 Π1 Π3 Π2 Π1 Π1 Z P1 P2 Z Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 P1 Π2 Π1 Z P1 P1 P2 P3 P2 Π1 Z P1 P2 P2 P2 P3 P3 Z P1 P2 P3 P3 P3 P3 DET ET Tdat Tdo ET (i 1) ET (i ) T DP P (i 1) P (i ) T P(i) : công suất ET cho trước điều kiện DET = 0oC P(i+1): công suất lò ET DET cho trước P(i 1) P(i ) DP.T 103 �5(kW ) Giải mờ ET = 8oC DET = 9oC/s µ(8oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.6; 0.4} µ(9oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.3; 0.7} DP DET Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 ET Π3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π2 Π1 Z Π2 Π3 Π2 Π2 Π2 Π1 Z P1 Π1 Π3 Π2 Π1 Π1 Z P1 P2 Z Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 P1 Π2 Π1 Z P1 P1 P2 P3 P2 Π1 Z P1 P2 P2 P2 P3 P3 Z P1 P2 P3 P3 P3 P3 Chọn P2 = max{ min( 0.3; 0.6)} = 0.3 Chọn P3 = max{ min( 0.4; 0.3); min( 0.4; 0.7) ; min( 0.6 ; 0.7)} = 0.6 0.3* 0.3P2 0.6 P3 0.3 0.6 Theo lý thuyết ET 10o C � P 5kW DP 200 0.6*100 88.89 0.9 (W/s) ET 0o C � P 0kW ET 8o C � P 4kW Do ET có phân cấp dương P lại có phân cấp dương nên có hai trường hợp Theo điều khiển mờ ta có : TH1 : Chọn ET {Z, P1 , P2, P3} �{Z, P1 , P2, P3} = P P 0.6*5 / 0.4*15 / 3kW TH2 Chọn ET {Z, P1 , P2, P3} �{ P1 , P2, P3,Max} = P P 0.6*15 / 0.4*15 4.25kW gần với kết lý thuyết nên chọn kết P = 4.25 +DP*T*10-3 < 5KW => T< 8.4 Chọn T = 8s => P = 4.96 2.ET = 2oC DET = 9oC/s µ(2oC) = {0; 0; 0; 0.4; 0.6; 0; 0} µ(9oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.3; 0.7} DP DET Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 ET Π3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π2 Π1 Z Π2 Π3 Π2 Π2 Π2 Π1 Z P1 Π1 Π3 Π2 Π1 Π1 Z P1 P2 Z Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 P1 Π2 Π1 Z P1 P1 P2 P3 P2 Π1 Z P1 P2 P2 P2 P3 P3 Z P1 P2 P3 P3 P3 P3 Chọn P2= max{ min( 0.4; 0); min( 0.6; 0.3) } = 0.3 Chọn P3= max{ min( 0.6; 0.3); min( 0.7; 0) } = 0.3 0.3P2 0.3P3 DP 0.3 0.3 0.3* 200 0.3*100 83.3 0.6 (W/s) Theo lý thuyết ET 10o C � P 5kW ET 0o C � P 0kW ET 2o C � P 1kW P �{Z, P1 , P2, P3, Max} P 0.4* 0.6 *1.25 0.75kW P = 0.75 +DP*T*10-3 < 5KW => T< 51.02s Chọn T =51 => P = 4.998 3.ET = 7oC DET = -7oC/s µ(7oC) = {0; 0; 0; 0; 0; 0.9; 0.1} µ(-7oC) = {0.1; 0.9; 0; 0; 0; 0; 0} DP ET DET Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π3 Π2 Π1 Z Π2 Π3 Π2 Π2 Π2 Π1 Z P1 Π1 Π3 Π2 Π1 Π1 Z P1 P2 Z Π3 Π2 Π1 Z P1 P2 P3 P1 Π2 Π1 Z P1 P1 P2 P3 P2 Π1 Z P1 P2 P2 P2 P3 P3 Z P1 P2 P3 P3 P3 P3 max{ min( 0.9; 0); min( 0.1; 0) } = 0Z max{ min( 0.1; 0)} = 0P1 max{ min( 0.9; 0)} = 0Π1 DT = Theo lý thuyết ET 10o C � P 5kW ET 0o C � P 0kW ET o C � P 3.5kW Do ET có phân cấp dương P lại có phân cấp dương nên có hai trường hợp Theo điều khiển mờ ta có : TH1 : Chọn ET {Z, P1 , P2, P3} �{Z, P1 , P2, P3} = P P 0.9*5 / 0.1*15 / 2.625kW gần với kết lý thuyết nên chọn kết TH2 Chọn ET {Z, P1 , P2, P3} �{ P1 , P2, P3,Max} = P P 0.9*15 / 0.1*15 4.871kW P = 2.625 +DP*T*10-3 < 5KW DP nên P = 2.625 kW ...Bài 5.6 Để điều khiển tự động máy điều hòa nhiệt độ kỹ thuật logic mờ, người ta dùng hai cảm biến: phòng cảm biến nhiệt Ti , bên cảm biến nhiệt T0 Việc điều hòa nhiệt độ thơng qua điều khiển tốc... i + To , V) tăng tuyến tính điểm khác nằm đối xứng bên đường thẳng - Kết điều khiển chấp nhận Bài 5.7 Thiết kế mờ điều khiển nhiệt độ Bộ mờ có ngõ vào sai lệch e(t) [ET] đạo hàm sai lệch de(t)... ET 8o C � P 4kW Do ET có phân cấp dương P lại có phân cấp dương nên có hai trường hợp Theo điều khiển mờ ta có : TH1 : Chọn ET {Z, P1 , P2, P3} �{Z, P1 , P2, P3} = P P 0.6*5 / 0.4*15 /