Giá trị chân lý của phép toán kéo theo P Q P ⇒ Q 1 1 1 1 0 0 0 1 1
0 0 1
Bảng 2.1: Giá trị chân lý của phép toán kéo theo
Các mệnh đề đã đợc diễn giải thành các quan hệ mờ, vậy với các luật mờ IF –THEN thì sao? Ta sẽ biểu diễn một luật mờ IF–THEN thành phép kéo theo P ⇒ Q trong đó phép kéo theo đợc ký hiệu là ⇒ đợc định nghĩa ở
bảng 2.1
Trên bảng 2.1 ta thấy nếu cả P và Q là đúng hoặc sai thì P ⇒ Q đúng, nếu P là đúng và Q là sai thì P ⇒ Q là sai, ngợc lại nếu P là sai và Q là đúng thì P ⇒ Q là đúng. Vậy P ⇒ Q đúng với
P v Q
AND (P ∧ Q) v P
Do các luật mờ IF- THEN có thể đợc xem nh thay p và q bởi các mệnh đề đơn nên ta có thể diễn giải các luật mờ IF- THEN bằng cách thay các phép toán -, ∨, ∧ bằng các phép hợp mờ, giao mờ, bù mờ.
2.6 kết luận
Trong chơng hai đã đề cập tới các vấn đề sau: 2.1- Nhắc lại về tập hợp kinh điển.
2.2- Các phép toán trên tập hợp.
2.3- Lý thuyết tập mờ trong điều khiển mờ. 2.4- Các phép toán trên tập mờ.
2.5- Các biến ngôn ngữ và các luật mờ if- then.
Chơng hai đã hệ thống lại một số kiến thức cơ sở về lý thuyến tập mờ. Các cơ sở toán học của hệ mờ đợc trình bày theo phơng pháp mở rộng các kiến thức đã có trên các hệ logic kinh điển. Đồng thời đa vào một hệ thống các khái niệm, định nghĩa trên các tập mờ, thông qua các biến ngôn ngữ và các giá trị ngôn ngữ, nghiên cứu các luật mờ IF-THEN đó là trái tim của hệ thống điều khiển mờ.
Chơng 3 Cấu trúc bộ điều khiển mờ
Hệ điều khiển logic mờ đã đợc Mamdani và Asilian đề xớng cách đây hai thập kỷ. Đến nay, điều khiển mờ đã là một phơng pháp điều khiển nổi bật bởi tính linh hoạt và thu đợc những kết quả khả quan trong nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết tập mờ, logic mờ và suy luận mờ. Khác với kỹ thuật điều khiển thông thờng, hệ điều khiển logic mờ đợc dùng hiệu quả nhất trong các quá trình cha xác định rõ, trong điều kiện thiếu thông tin.Trong các trờng hợp đó nó sử dụng các kinh nghiệm chuyên gia trong thao tác để điều khiển mà không cần hiểu biết nhiều về các thông số của hệ thống. ý tởng cơ bản trong hệ điều khiển logic mờ là tích hợp các kinh nghiêm chuyên gia trong thao tác vào các bộ điều khiển trong quá trình điều khiển, quan hệ giữa các đầu vào và đầu ra của hệ điều khiển logic mờ đợc thiết lập thông qua việc lựa chọn các luật điều khiển mờ trên các biến ngôn ngữ. Luật điều khiển IF-THEN là một cấu trúc câu điều kiện dạng Nếu-Thì trong đó có một số từ đợc đặc trng bởi các hàm liên thuộc liên tục. Các luật mờ và các thiết bị suy diễn mờ là những công cụ gắn liền với việc sử dụng kinh nghiệm chuyên gia trong việc thiết kế các bộ điều khiển.
Dới đây ta xét cấu trúc cơ bản, phơng pháp thiết kế, tính toán và phân tích các bộ điều khiển logic mờ và đa ra một vài ứng dụng thực tiễn của hệ điều khiển logic mờ ta thấy đợc điểm mạnh của hệ điều khiển logic mờ trong việc sử dụng các tập mờ, các quan hệ mờ, các biến ngôn ngữ và các phép suy luận mờ.
Trên hình 3.1 cho ta cấu trúc của một bộ điều khiển mờ cơ bản. Trong sơ đồ mạch điều khiển có khâu đối tợng. Đối tợng này đợc điều khiển bằng đại lợng u là tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển mờ. Vì các tín hiệu điều khiển đối tợng là các “ tín hiệu rõ”, nên tín hiệu ra của bộ điều khiển mờ trớc khi đa và điều khiển đối tợng phải đa qua khâu giải mờ. Các tín hiệu ra y của đối t-
ợng đợc đo bằng các bộ cảm biến và đợc xử lý sơ bộ trớc khi đa vào bộ điều khiển. Các tín hiệu này cũng là các “tín hiệu rõ”, do vậy để bộ điều khiển mờ hiểu đợc chúng thì tín hiệu y và ngay cả tín hiệu chủ đạo x phải đợc mờ hoá. [3]
Hình 3.1: Bộ điều khiển mờ cơ bản
Bộ điều khiển mờ có thể là SISO (Single Input Single Output), SIMO (Single input Multi Output), MISO (Multi Input Single Output), MIMO (Multi Input Multi Output)
+ Với bộ điều khiển mờ là SISO: Nếu a = A1 thì b = B1
Nếu a = A2 thì b = B2
Nếu a = An thì b = Bn. Trong đó:
a: là biến ngôn ngữ đầu vào. b: là biến ngôn ngữ đầu ra
Ai: các giá trị của biến ngôn ngữ a
Bi: các giá trị của biến ngôn ngữ b (i = 1ữ n) + Với bộ điều khiển MISO:
Nếu a1 = A11; a2 = A12; ...., am = A1m; thì b = B1. Nếu a1 = A21; a2 = A22; ...., am = A2m; thì b = B2. Nếu a1 = An1; a2 = An2; ...., am = Anm; thì b = Bn. + Với bộ điều khiển MIMO:
Nếu a1 = A11; a2 = A12; ...., am = A1m thì b1 = B11; b2 = B12; ...., bm = B1m
Luật hợp thành với SISO là luật hợp thành đơn, luật hợp thành với MIMO là luật hợp thành kép. [8]
Một hệ thống MIMO có thể đợc chia làm nhiều hệ thống MISO nh hình vẽ sau:
Hình 3.2: Bộ điều khiển MIMO
Khi nghiên cứu về bộ điều khiển MIMO chỉ cần nghiên cứu bộ điều khiển MISO là đủ.
Sau đây ta đi nghiên cứu cấu trúc một bộ điều khiển mờ cơ bản trên cơ sở phân tích chi tiết chức năng của các khối trên sơ đồ hình 3.1.