6. Bố cục và nội dung của luận án
3.2.1. Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng HAC
Các tác giả đã thiết kế bộ điều khiển mờ với 3 đầu vào là sai lệch, đạo hàm sai lệch, tích phân của sai lệch và đã đạt đƣợc những thành công nhất định với kết quả đã giảm đƣợc từ 75 luật điều khiển xuống còn 27 luật điều khiển [25]. Tuy nhiên, việc nội suy để tính toán giá trị đầu ra bộ điều khiển là rất khó khăn vì phải nội suy trong không gian 4 chiều với khối lƣợng phép tính và công thức phức tạp. Việc giảm xuống còn 27 luật điều khiển đã tốt hơn nhiều so với hệ luật ban đầu nhƣng số lƣợng luật điều khiển nhƣ vậy vẫn còn khá nhiều và khá phức tạp khi lập trình thiết kế bộ điều khiển.
Đối với bài toán điều khiển mờ trên, sử dụng HA có thể kết nhập (hoặc kết nhập có trọng số) các giá trị định lƣợng ngữ nghĩa của các biến vào (ánh xạ: R3R) để xác định đƣợc mối quan hệ vào - ra trong không gian 2 chiều nên có thể tiếp tục giản lƣợc thêm đƣợc khá nhiều số lƣợng luật điều khiển.
Cải tiến bộ điều khiển theo đề xuất (gọi là NEW_HAC): ngoài đầu vào của bộ điều khiển là sai lệch e(t), đạo hàm sai lệch e(t) (nhƣ đã thiết kế trong chƣơng 2), đƣa thêm một đầu vào thứ 3 là tích phân của sai lệch e(t)dt.
Bước 1: Chọn bộ tham số cho các gia tử: G = {0, Âm (N), W, Dƣơng (P), 1};
Các gia tử Ít (L) và Nhiều (V); –
–1
H L h ; H V h ;1 - Chọn tập giá trị ngôn ngữ cho đầu vào sai lệch e(t) (kí hiệu E) gồm 5 giá trị ngôn ngữ, đầu vào đạo hàm sai lệch e(t)(kí hiệu DE) gồm 5 giá trị ngôn ngữ và đầu ra (kí hiệu U) gồm 5 giá trị ngôn ngữ, kí hiệu nhƣ sau: Âm Nhiều (VN,) Âm Ít (LN), W, Dƣơng Ít (LP) và Dƣơng Nhiều (VP).
- Chọn tập giá trị ngôn ngữ cho đầu vào tích phân sai lệch e(t)dt (kí hiệu IE) gồm 3 giá trị ngôn ngữ, kí hiệu nhƣ sau: Âm (N), W, Dƣơng (P).
- Kết hợp kinh nghiệm thiết kế và hệ luật trong [25], thiết kế hệ luật gồm 27 luật điều khiển với các nhãn ngôn ngữ của HA theo bảng 3.1.
Bảng 3.1. 27 tập luật điều khiển với nhãn ngôn ngữ HA
E = W DE = W IE = P U = LP DE E = W DE = W IE = N U = LN IE = W U VN LN W LP VP E VN VN VN VN LN W LN VN VN LN W LP W VN LN W LP VP LP LN W LP VP VP VP W LP VP VP VP
- Tính toán các giá trị định lƣợng ngữ nghĩa cho E, DE, IE và U. - Thành lập bảng SAM từ 27 luật điều khiển trong bảng 3.1.
- Để tránh mất mát thông tin so với việc sử dụng phép kết nhập “min”, sử dụng phép kết nhập có trọng số với các giá trị của đầu vào NEW_HAC (Input_NEW_HAC) nhƣ sau: Input_NEW_HAC=w1*E+w2*DE+ w3*IE.
- Lúc này, đầu vào NEW_HAC gồm 27 giá trị định lƣợng ngữ nghĩa và đầu ra U của NEW_HAC (Output_ NEW_HAC) gồm 5 giá trị định lƣợng ngữ nghĩa. Kết nhập 27 điểm giá trị định lƣợng ngữ nghĩa của Input_NEW_HAC bằng phép lấy trung bình tại các điểm có cùng giá trị Output_ NEW_HAC. Hệ luật điều khiển của NEW_HAC cải tiến lúc này sẽ giảm xuống chỉ còn 5 luật điều khiển. Qua khảo sát thấy rằng với phép kết nhập này lƣợng thông tin bị mất mát là ít nhất, không làm tăng độ phức tạp của đƣờng cong ngữ nghĩa mà lại cho kết quả khá chính xác.
- Để đảm bảo hệ thống vẫn trong miền xác định, bổ sung thêm 2 phần tử trong HA mang ý nghĩa “tuyệt đối” với giá trị là “0” và “1”. Vậy NEW_HAC cải tiến đƣợc thiết kế với 3 đầu vào chỉ còn 7 tập luật điều khiển.
Bước 3:
Xây dựng đƣờng cong ngữ nghĩa định lƣợng và giải định lƣợng ngữ nghĩa tìm giá trị thực.