Thiết kế bộ điều khiển mờ PI để điều khiển đối tượng 2
2 1 ( ) 1 DT k W s a s a s = + + , với 1 1,5 ; 2 0,5 ; 0,5
a = a = k = . Cho biết tín hiệu đặt phạm vi r = [0 1], tín hiệu điều khiển u= [0 4]. Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ trên Matlab Simulink.
Các bước thực hiện:
61 K1 ĐỐI TƯỢNG r E - + BỘĐIỀU KHIỂN PI MỜ y U K2 d/dt DE K3 E DE DU U
Hình 2.39. Cấu trúc bài toán điều khiển cho ví dụ 2.5.2
Thiết kế bộ điều khiển mờ
1. Xác định các ngõ vào/ ra:
+ Có 2 ngõ vào gồm: sai lệch E, đạo hàm sai lệch DE + Có 1 ngõ ra : DU
2. Xác định tập mờ:
ạ Miền giá trị vật lý của các biến ngôn ngữ vào/ra:
Sai lệch E được chọn trong miền giá trị từ -1 đến 1, tốc độ biến đổi DE của sai lệch có giá trị biến đổi từ 0 tới 1 và tốc độ biến đổi tín hiệu ra DU nằm trong khoảng 0 đến 4. Chọn K1=1, K2 = 1, K3=4.
b. Số lượng tập mờ (giá trị ngôn ngữ):
Sai lệch: E = {NB, NS, ZE, PS, PB}
Đạo hàm sai lệch: DE = {NB, NS, ZE, PS PB}
Tín hiệu điều khiển DU: DU = {NB, NM, NS, ZE, PS, PM, PB}
3. Xác định hàm thuộc và xây dựng các luật điều khiển
62
6. Giải mờ: Giải mờ theo phương pháp điểm trọng tâm.
Thiết kế bộ điêu khiển mờ trên Matlab Simulink
1. Xác định cấu trúc bộ điều khiển mờ 2. Mờ hóa đầu vào E
3. Mờ hóa đầu vào DE 4. Mờ hóa đầu vào DU
Xây dựng các luật điêu khiển và chọn thiết bị hợp thành MAX-MIN, với phương pháp giải mờ điểm trọng tâm:
63 Quan sát hoạt động của các luật điều khiển và quan hệ vào ra bộ điều khiển mờ:
Chương trình Simulink mô phỏng hệ thống điều khiển với bộ điều khiển mờ đã thiết kế:
64