- Thiết kế bộ điều khiển vũng ngoài D K
2.Thiết bị hợp thành
Triển khai luật hợp thành trờn cơ sở luật điều khiển IF ... THEN ... a) Tập cỏc mệnh đề hợp thành:
Một mệnh đề hợp thành cú dạng : Nếu x=A thỡ y=B,với x,y là cỏc biến ngụn ngữ,một biến ngụn ngữ sẽ cú nhiều giỏ trị khỏc nhau là tập mờ Ai và cú hàm thuộc khỏc nhau .Giỏ trị của mệnh đề hợp thành trờn là một tập mờ (ta ký hiệu là B’) và cú hàm thuộc là àB’(y)
được xỏc định theo cỏc quy tăc hợp thành:
Cụng thức Zadeh : àA⇒B(x,y) =max{min{àA(x),àB(y)},1−àA(x)} Cụng thức Lukasiewicz : àA⇒B(x,y)=min{1,1−àA(x)+àB(y)}
Cụng thức Kleene_Dienes : àA⇒B(x,y)=max{1−àA(x),àB(y)}
Thường hay sử dụng MIN hoặc PROD của Mamdani
+Quy tắc hợp thành MIN: àB’(y)=min{àA, à B(y)}
à à à àA(x) à B(x) àC(x) H x x x x0 a) b) c)
Trong vớ dụ trờ ta chọn hàm thuộc đầu vào ra là cỏc tam giỏc cụt. Hỡnh b biểu diễn quy tắc hợp thành MIN (cũn gọi là CHOPPING), hỡnh c biểu diễn quy tắc hợp thành PROD (cũng gọi là SCALING)
a) Nguyờn tắc khai triển cỏc mệnh đề hợp thành (Aggriegation): vỡ một luật hợp thành khụng cú ý nghĩa thực tế , chỳng ta thường gặp những luật hợp thành là tập hợp của những luật hợp thành đơn.
b) R1: IF x=x1 THEN y=y1 OR R2: IF x=x2 THEN y=y2 OR R3: IF x=x3 THEN y=y3 OR R4: IF x=x4 THEN y=y4 OR R5: IF x=x5 THEN y=y5 OR ---
ta ký hiệu mệnh đề hợp thành là R và gọi R’ là giỏ trị của mệnh đề hợp thành đú ứng với một giỏ trị vật lý đầu vào.R’ là hợp của cỏc tập mờ Bi’ của mệnh đề hợp thành đơn Ri tương ứng
R’=B1’+ B2’+ B3’+ B4’+ B5’+…
Và phộp cộng này được tớnh theo luật MAX hoặc SUM.Do vậy tuỳ thuộc vào phương phỏp mà chỳng ta sử dụng để xỏc định phộp hợp kết hợp với quy tắc MIN hoặc PROD của mệnh đề hợp thành mà ta cú cỏc luật hợp thành sau đõy:
+ Luật hợp thành max-MIN + Luật hợp thành max-PROD + Luật hợp thành sum-MIN + Luật hợp thành sum-PROD
Khi luật hợp thành kết hợp nhiều cỏc biến ngụn ngữ đầu vào và một biến ngụn ngữ đầu ra chúng ta cú cấu trỳc luật hợp thành MIMO:
R1:IF x=x11 AND x=x12 AND…AND x=x1m THEN y=y1 R2:IF x=x21 AND x=x22 AND…AND x=x2m THEN y=y2 R3:IF x=x31 AND x=x32 AND…AND x=x3m THEN y=y3 ---
Rn:IF x=xn1 AND x=xn2 AND…AND x=xnm THEN y=yn
Vậy với một giỏ trị vật lý đầu vào qua khõu mờ hoỏ và luật hợp thành mờ chỳng ta thu được một giỏ mờ B’ cú hàm thuộc xỏc định từ ma trận hợp thành R. Nhiệm vụ tiếp theo là từ giỏ trị mờ B’ chúng ta phải xỏc định một giỏ trị rừ của tớn hiệu ra. Nhiệm vụ đú được hỡnh thành qua khõu mờ hoỏ sau.
3.Phương phỏp giải mờ:
Cú hai phương phỏp giải mờ chớnh đú là: +Phương phỏp cực đại
+Phương phỏp điểm trọng tõm a.Phương phỏp cực đại :
Theo phương phỏp này thỡ giỏ trị rừ y’ ở đầu ra phải cú hàm thuộc đạt giỏ trị lớn nhất. Khi cú một miền giỏ trị y’ cựng thoả món điều kiện trờn thỡ chỳng ta phải ỏp dụng nguyờn tắc sau:
+Nguyờn lý cận trỏi +Nguyờn lý cận phải +Nguyờn lý trung bỡnh
Luật hợp thành Ri nào chứa miền y’ thỡ gọi là luật hợp thành quyết định.Trong trường hợp cú nhiều luật hợp thành cựng cú hàm thuộc đạt giỏ trị bằng nhau thỡ chỳng ta phải chon một luật hợp thành làm luật hợp thành quyết định.
b.Phương phỏp điểm trọng tõm:
Phương phỏp giải mờ cũng ảnh hưởng đến độ phức tạp cũng như trạng thỏi làm việc của toàn hệ thống.Thường thỡ phương phỏp điểm trọng tõm được ưa dựng hơn do phương phỏp giải mờ này cú sự tham gia bỡnh đẳng của tất cả cỏc luật điều khiển Ri . Nhưng ta cũng thấy rằng phương phỏp này cú nhược điểm là điểm trọng tõm mà chỳng ta tỡm được cú thể cú độ phụ thuộc bằng khụng hoặc cú giỏ trị rất bộ. Để trỏnh được nhược điểm trờn thỡ khi định nghĩa hàm thuộc phải cho miền xỏc định của cỏc giỏ trị mờ đầu ra là hàm liờn thụng. Cụng thức xỏc định điểm trọng tõm nh sau: ∫ ∫ = S B S B dy y dy y y y ) ( ) ( ' ' , à à
Từ cụng thức trờn ta cún nhận they một nhược điểm nữa của phương phỏp điểm trọng tõm là do khụng để ý đến độ thoả món của luật điểu khiển nờn thời gian tớnh cú thể khỏ lõu.
Khi diện tớch cỏc Bi là nh nhau thỡ hỡnh dạng của chỳng khi kh cỏc điểm trọng tõm là ảnh hưởng tới việc xỏc định điểm trọng tõm. Mụ hỡnh Sugano cho phộp chỳng ta xỏc địnhđược điểm trọng tõm một cỏch đơn giản nhah chúng.
Cần lưu ý bộ điều khiển mờ cơ bản là một bộ điều khiển mờ tĩnh nú chỉ cú khả năng xử lý cỏc giỏ trị hiện thời. Để giải quyết được cỏc bài toỏn điều khiển động bộ điều khiển mờ cơ bản phải được nối thờm cỏc khõu động học thớch hợp, vớ dụ khõu tỷ lệ, vi phõn hoặc tớch phõn.
+ Nguyờn tắc tổng hợp một bộ điều khiển mờ hoàn toàn dựa vào những phương phỏp toỏn học trờn cơ sở định một nguyờn tắc nhất định (MAX - MIN, MAX - PROD...), đõy là phần cốt lừi của bộ điều khiển mờ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tuy thiết bị hợp thành là bộ phận quan trọng nhất của bộ điều khiển mờ, nhưng khi giải quyết cỏc bài toỏn động, trong nhiều trường hợp nú cần cỏc thụng tin về đạo hàm hay tớch phõn của sai lệch. Khi đú tớn hiệu vào phải được xử lý sơ qua cỏc khõu động học. Đối với một bài toỏn cú độ phức tạp cao đụi lỳc cũn cần đến nhiều bộ điều khiển mờ với những khõu mắc nối tiếp hoặc song song theo kiểu mạng.
. ∑ ∑ = n i n i i x h C x h y 1 1 ) ( ) ( ' 4.Một số phương phỏp thiết kế
Điểu khiển mờ là một trong những bộ điều khiển thụng minh do Zadel đặt nền múng mà sự phỏt triển của nú dựa vào sự phỏt triển mạnh mẽ của kỹ thuật tớnh toỏn của cỏc bộ vi xử lý.Điều khiển mờ cú hai lớp bài toỏn đú là:
+Ước lượng mờ +Mụ hỡnh mờ
Cú nhiều thuật toỏn mờ đang được ỏp dụng và gặt hỏi nhiều thành cụng trong cụng nghiệp như :
+Điều khiển Madani +Điều khiển mờ trượt +Điều khiển Takgai/Sugeno ---
5.Thiết kế bộ điều khiển mờ trờn Matlab
5.1> Thiết bộ điều khiển mờ dựa trờn cỏc tập mờ đầu vào/ra để điều khiển đối tượng cú hàm truyền là: ( ) (10000,01 1) + = s s s H P FUZZY LOGIC CONTROLER I x(t) y(t) Hình 2.4 Bộ điều khiển mờ động y’(t)
- Cỏc tập mờ đầu vào dưới luật Mandani
Tập mờ đầu ra dưới dạng xung Kornexker:
Chúng ta cài đặt 9 luậthợp thành:
If (input1 is mf1) AND (input2 is mf2) Then (output1 is mf3) If (input1 is mf2) AND (input2 is mf2) Then (output1 is mf2) If (input1 is mf3) AND (input2 is mf2) Then (output1 is mf1) If (input1 is mf1) AND (input2 is mf1) Then (output1 is mf3) If (input1 is mf2) AND (input2 is mf1) Then (output1 is mf3) If (input1 is mf3) AND (input2 is mf1) Then (output1 is mf2) If (input1 is mf1) AND (input2 is mf3) Then (output1 is mf2) If (input1 is mf2) AND (input2 is mf3) Then (output1 is mf1) If (input1 is mf3) AND (input2 is mf3) Then (output1 is mf1)
cỏc thụng số của hệ thống fis trờn được xỏc định nh sau: name: 'fuzzy logic contrler'