- Xác ựịnh yỖ có thể chấp nhận từ G.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC đIỀU KHIỂN MỜ LA
2.2 Nguyên lý của hệ thống ựiều khiển mờ
Cấu trúc và nguyên lý làm việc của một hệ thống ựiều khiển mờ như sau: Hoạt ựộng của một bộ ựiều khiển mờ phụ thuộc vào kinh nghiệm và phương pháp rút ra kết luận theo tư duy của con người sau ựó ựược cài ựặt vào máy tắnh trên cơ sở logic mờ.
Vào Ra dt d Bộ ựiều khiển mờ cơ bản
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 30
Hình 2.2. Sơ ựồ cấu trúc bộ ựiều khiển mờ
Hệ thống ựiều khiển mờ ựược thiết kế trên:
- Giao diện ựầu vào bao gồm khâu fuzzy hoá và các khâu phụ trợ thêm ựể thực hiện bài toán ựộng như tắch phân, vi phân...
- Thiết bị hợp thành mà bản chất của nó sự triển khai luật hợp thành R ựược xây dựng trên cơ sở luật ựiều khiển.
- Khâu dao diện ựầu ra (khâu chấp hành) gồm khâu giải mờ và các khâu dao diện trực tiếp với ựối tượng. Nguyên tắc tổng hợp một bộ ựiều khiển mờ hoàn toàn dựa vào những phương pháp toán học trên cơ sở ựịnh nghĩa các biến ngôn ngữ vào/ra và sự lựa chọn những luật ựiều khiển. Do các bộ ựiều khiển mờ có khả năng xử lý các giá trị vào/ra biểu diễn dưới dạng dấu phẩy ựộng với ựộ chắnh xác cao nên chúng hoàn toàn ựáp ứng ựược các yêu cầu của một bài toán ựiều khiển "rõ ràng" và "chắnh xác".
Trong sơ ựồ mạch ựiều khiển hình 2.2 có khâu ựối tượng. đối tượng này ựược ựiều khiển bằng ựại lượng u là tắn hiệu ựầu ra của bộ ựiều khiển mờ. Vì các tắn hiệu ựiều khiển ựối tượng là các "tắn hiệu rõ", nên tắn hiệu ra của bộ
x e u y - Giao diện ựầu ra thiết bị hợp thành Giao diện ựầu vào
Luật ựiều khiển
đối tượng ựiều khiển Bộ ựiều khiển mờ Thiết bị ựo y ộ BỖ ộ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 31
ựiều khiển mờ trước khi ựưa vào ựiều khiển ựối tượng phải qua khâu giải mờ nằm trong bộ giao diện ựầu ra. Các tắn hiệu ra y của ựối tượng ựược ựo bằng các bộ cảm biến và ựược xử lý sơ bộ trước khi ựưa vào bộ ựiều khiển. Các tắn hiệu này cũng là các "tắn hiệu rõ", do vậy ựể bộ ựiều khiển mờ hiểu chúng, tắn hiệu y và ngay cả tắn hiệu chủ ựạo x phải ựược mờ hoá.
Trong nhiều trường hợp, ựộ chắnh xác của hệ thống không phải là ựiều quan tâm số một của bài toán tổng hợp bộ ựiều khiển, mà còn nhiều ựiểm khác quan trọng hơn cần xét với mức ựộ ưu tiên cao hơn như vấn ựề tiết kiệm năng lượng, không dao ựộng, robust (bền vững)... và trong nhiều trường hợp người ta cũng ựã rất thoả mãn khi hệ thống tổng hợp ựược làm việc ổn ựịnh và có ựộ bền vững cao.
Trái tim của bộ ựiều khiển mờ chắnh là luật ựiều khiển mờ cơ bản có dạng là tập các mệnh ựề hợp thành cùng cấu trúc nếu ... thì ... và nguyên tắc triển khai các mệnh ựề hợp thành ựó có tên là nguyên tắc MAX - MIN và SUM - MIN...
Mô hình R của luật ựiều khiển ựược xây dựng theo một nguyên tắc triển khai ựã chọn trước và có tên là luật hợp thành. Thiết bị thực hiện luật hợp thành trong bộ ựiều khiển mờ là thiết bị hợp thành. Hai thành phần cơ bản là luật ựiều khiển và nguyên tắc triển khai hình thành nên cuộc sống của bộ ựiều khiển mờ mà ở ựó nguyên tắc triển khai như một ựộng cơ và luật ựiều khiển như là nguồn cung cấp năng lượng cho ựộng cơ quay. để cho thiết bị thực hiện luật ựiều khiển làm việc ựúng chế ựộ phải chọn cho nó các biến ngôn ngữ hợp lý có khả năng biểu diễn các ựại lượng vào/ra chuẩn và phù hợp với luật ựiều khiển. Dạng ựúng của các luật ựiều khiển mờ cơ bản ựược hình thành nhờ quá trình luyện tập và kinh nghiệm thiết kế.
Tuy thiết bị hợp thành là phần quan trọng nhất trong bộ ựiều khiển mờ, nhưng nó chưa phải là tất cả của một bộ ựiều khiển mờ. Trong nhiều trường
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 32
hợp, các thông tin về sai lệch giữa tắn hiệu chủ ựạo x và tắn hiệu ra y chưa ựủ ựể tạo luật ựiều khiển. Với các bài toán ựiều khiển ựộng, bộ ựiều khiển mờ còn ựòi hỏi phải có các thông tin về ựạo hàm của sai lệch hay tắch phân của sai lệch ựể cung cấp thêm cho các ựại lượng ựầu vào cho thiết bị hợp thành. Trong nhiều trường hợp, các ựại lượng vào này phải ựược số hoá một cách phù hợp cho thiết bị hợp thành. Tương tự như vậy với các giá trị ra của hệ thống, không phải trong trường hợp nào cũng cần các tắn hiệu ra rõ mà có trường hợp lại cần giá trị tắch phân của tắn hiệu ra.
đối với các hệ thống ựiều khiển gián ựoạn có bộ ựiều khiển mờ, khi nó còn làm việc trên cơ sở các tắn hiệu số, có thể thiết kế các bộ ựiều chỉnh luật P (luật tỉ lệ), theo luật I (luật tắch phân) và theo luật D (luật vi phân) như sau:
Hình 2.3. Bộ ựiều khiển mờ có khâu P, khâu D trong giao diện ựầu vào và khâu I trong giao diện ựầu ra.
- Luật ựiều khiển P: yk = K.xk, trong ựó K là hệ số khuếch ựại - Luật ựiều khiển I: yk+1 = yk+ a
IT T
T xk, với TI là hằng số tắch phân. - Luật ựiều khiển D: yk+1 =
a D
TT T
(xk - yk), với TD là hằng số vi phân. Trong ựó Ta là chu kì gián ựoạn (chu kì lấy mẫu tắn hiệu)
đối với các bài toán tổng thể phải cần ựến nhiều thiết bị thực hiện luật
Luật ựiều khiển
đối tượng Thiết bị hợp thành và giải mờ I D P Thiết bị ựo
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 33
ựiều khiển kiểu mắc nối tiếp hoặc mắc song song hay mắc kiểu mạng như trong hình 2.4.
Hình 2.4. Hệ ựiều khiển mờ với 2 thiết bị hợp thành nối song song