3.2.2.1 Xác định các biến vào ra
Trƣớc tiên phải xác định đƣợc tất cả các yếu tố đầu vào của bộ điều khiển và gán tên biến cho từng yếu tố đầu vào, và cũng làm tƣơng tự nhƣ vậy cho các yếu tố đầu ra.
3.2.2.2 Xác định tập mờ của các biến vào ra
Sau khi xác định các biến vào ra ta tiến hành định nghĩa các biến ngôn ngữ vào/ra tƣơng ứng cho các biến bao gồm số các tập mờ và dạng hàm thuộc của chúng. Để làm việc đó cần xác định:
GVHD: PGS TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Trần Thanh Phong
Trang 63
Thực chất đó là dải biến thiên thực của các biến vào/ra trong bài toán thực tế đang xét, chẳng hạn nhƣ:
Biến đầu vào là công suất PT: biến thiên từ Pmin đến Pmax Biến đầu vào là công suất QT: biến thiên từ Qmin đến Qmax Đầu ra là góc α: biến thiên từ α1 đến α2.
b. Số lƣợng tập mờ
Dựa trên cơ sở miền giá trị vật lý của các biến vào/ra, phân vùng thích hợp miền giá trị của chúng và ứng với miền giá trị gán cho nó một giá trị ngôn ngữ (tƣơng ứng với tập mờ). Thông thƣờng thì số lƣợng các giá trị ngôn ngữ cho mỗi biến nằm trong khoảng từ 3 đến 10, nếu nhỏ hơn 3 thì bài toán thực hiện sẽ ít có ý nghĩa còn nếu lớn hơn 10 thì con ngƣời khó có khả năng bao quát hết phƣơng án xảy ra.
c. Xác định hàm thuộc
Đây là điểm cực kỳ quan trọng vì quá trình làm việc của bộ điều khiển mờ phụ thuộc rất chặt chẽ vào dạng và kiểu hàm thuộc. Thông thƣờng trƣớc tiên ta chọn những dạng hàm thuộc đã biết trƣớc (hình tam giác, hình chuông, hình thang, ...), sau đó lần lƣợt thay đổi mô hình hóa cho đến khi nhận đƣợc các bộ điều khiển làm việc nhƣ mong muốn. Các hàm thuộc cho một biến vào/ra cần đƣợc lựa chọn sao cho chúng có phần chồng lên nhau và phủ kín miền giá trị vật lý của nó để trong quá trình điều khiển không xuất hiện các “lỗ hổng”.
3.2.2.3. Xây dựng các luật điều khiển
Dựa trên thực tế hoạt động của đối tƣợng đƣợc điều khiển (thể hiện bằngbảng tƣơng ứng giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra) ta có thể xác định sơ bộ đƣợc ánh xạ giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra) ta có thể xác định sơ bộ ánh xạ giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra. Trên cơ sở đó xây dựng luật điều khiển là tổ hợp các mệnh đề hợp thành có dạng nhƣ sau (minh họa cho trƣờng hợp hai tín hiệu đầuvào và một tín hiệu đầu ra):
R1: nếu x = A1 và y = B1 thì η = C11, hoặc R2: nếu x = A2 và y = B1 thì η = C21, hoặc ……
GVHD: PGS TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Trần Thanh Phong
Trang 64
Trong đó: i =1, 2, ..., n; j = 1, 2, ..., m; k = 1, 2, ..., m.n. Ta có bảng luật điều khiển nhƣ bảng 3.1
Bảng 3.1 Luật điều khiển
Tuy nhiên, trong thực tế không phải luật điều khiển nào cũng có ý nghĩa. Cho nên trên cơ sở bảng luật điều khiển trên ta sẽ loại các bảng luật điều khiển không có ý nghĩa và cuối cùng ta có bảng luật khởi đầu đƣợc trích từ một phần của bảng luật trên. Qua quá trình mô hình hóa hoạt động của bộ điều khiển ta sẽ hiệu chỉnh bảng luật điều khiển khởi đầu này để cuối cùng đạt đƣợc luật điều khiển tối ƣu cho bộ điều khiển.
3.2.2.4. Chọn thiết bị hợp thành
Tùy theo bài toán điều khiển cụ thể mà ta chọn quy tắc thích hợp cho thiết bị hợp thành. Đó là quy tắc max – MIN, sum – MIN, max – PROD, sum – PROD.
3.2.2.5. Chọn nguyên lý giải mờ
Việc chọn giải mờ cho bài toán cụ thể là hết sức quan trọng bởi vì không những đòi hỏi phải đạt độ chính xác cao mà còn phải tính đến sự ảnh hƣởng của nó đến độ phức tạp và trạng thái làm việc của toàn bộ hệ thống. Thông thƣờng trong thiết kế hệ thống điều khiển mờ, giải mờ bằng phƣơng pháp trọng tâm có nhiều ƣu điểm hơn cả bởi vì trong kết quả giải mờ đều có sự tham gia của tất cả các kết luận của các luật điều khiển.
3.2.2.6. Tối ƣu
Sau khi bộ điều khiển mờ đƣợc tổng hợp, có thể ghép nối nó với đối tƣợng điều khiển thực hiện hoặc với một đối tƣợng mô phỏng để thử nghiệm. Trong quá trình thử nghiệm cần đặc biệt kiểm tra xem có tồn tại “lỗ hổng” nào trong quá trình làm việc hay không, tức xác định xem tập các luật điều khiển có đƣợc xây dựng đầy đủ hay không để X
Y A1 A2 Am
B1 C11 C12 Bm
B2 C21 C22 Cm
GVHD: PGS TS Nguyễn Minh Tâm HVTH: Trần Thanh Phong
Trang 65
khắc phục. Nguyên nhân của hiện tƣợng “lỗ hổng” có thể do việc thiết lập các nguyên tắc điều khiển xung quanh điểm làm việc không phủ lên nhau hoàn toàn, hoặc có một số kết quả sai lệch trong các nguyên tắc điều khiển đã đƣợc thiết lập. Một nguyên nhân nữa có thể xảy ra là bộ điều khiển làm việc không ổn định vì nó nằm quá xa điểm làm việc. Trong mọi trƣờng hợp trƣớc hết nên xem xét lại các luật điều khiển cơ sở.
Sau khi đã đảm bảo đƣợc bộ điều khiển làm việc ổn định và không có các “lỗ hổng” thì bƣớc tiếp theo là tối ƣu hóa trạng thái làm việc của nó theo các chỉ tiêu khác nhau. Việc chỉnh định bộ điều khiển theo chỉ tiêu này chủ yếu đƣợc thực hiện qua việc hiệu chỉnh các hàm thuộc và thiết lập thêm các nguyên tắc điều khiển bổ sung hoặc sửa đổi lại các nguyên tắc điều khiển đã có. Việc chỉnh định sẽ rất có kết quả nếu nhƣ thực hiện ƣợc trên một hệ kín.