Chương 2 XÂY DỰNG HỆ LUẬT MỜ TỪ PHÂN CỤM TRỪ
3.1. Phát biểu bài toán
Thông thường khi xây dựng hệ điều khiển mờ thì việc đầu tiên cần thiết phải xây dựng luật điều khiển mờ. Luật điều khiển mờ thể hiện dưới dạng luật:
Nếu <điều kiện> Thì <tác động> (3.1)
Luật điều khiển mờ dạng (3.1) thường được xây dựng từ hệ thức của các chuyên gia điều khiển, những người đì làm việc lâu năm trong ngành điều khiển hoặc những chuyên gia có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ cần điều khiển hoặc hệ luật (3.1) có thể xây dựng từ dữ liệu thu nhận được của các quá trình công nghệ khi cho tín hiệu vào đối tượng với một khoảng giá trị nào đó là sẽ có được các tín hiệu ra. Để xây dựng hệ luật từ dữ liệu này ta phải sử dụng phân cụm trừ từ dữ liệu.
Hệ điều khiển mờ tổng quát điều khiển cho các đối tượng được biểu diễn trên hình 3.1
Hình 3.1. Sơ đồ tổng quát hệ điều khiển mờ xây dựng từ dữ liệu
y(k) r(k) u(k) Đọc dữ liệu đưa vào phân cụm trừ Mờ hóa Hệ thống suy diễn mờ Giải mờ Đối tượng điều khiển Cơ sở tri thức Cơ sở dữ liệu Cơ sở luật
Trên hình 3.1, bộ điều khiển mờ cho điều khiển qua trinh bao gồm các thành phần sau:
- Cơ sở tri thức
Cơ sở tri thức bao gồm 2 phần cơ sở dữ liệu và cơ sở luật, trong đó cơ sở luật được hình thành từ phân cụm trừ dữ liệu. Số luật được hình thành từ thuật toán phân cụm trừ dữ liệu, có bao nhiêu cụm được hình thành thì có bấy nhiêu luật. Việc tạo luật được hình thành từ các hàm của matlab. Cơ sở dữ liệu chứa các dữ liệu sử dụng để tạo phân cụm trừ các dữ liệu chuyển tiếp được hình thành trong quá trình tạo lập luật...
- Đọc dữ liệu đưa vào phân cụm trừ
Đây là bộ quan sát (đọc) dữ liệ vào ra của hệ thống tạo điều kiện để xây dựng hệ luật qua phân cụm trừ.
- Đối tượng điều khiển
Đây là các đối tượng điều khiển cụ thể ví dụ như động cơ, máy bay.... ở đây trong luận văn là một lò nhiệt có mô hình toán học [9]
- Thành phần mờ hóa và giải mờ
Các số liệu được đọc vào từ đầu ra của đối tượng điều khiển qua phản hồi âm để có sai lệch điều khiển và được mờ hóa để đưa vào điều khiển mờ. Sau khi mờ hóa được thực hiện theo lập luận xấp xỉ từ hệ luật của cơ sở tri thức mờ để có được tập mờ đầu ra và qua quá trình giả mờ để có giá trị thực.
- Hệ thống suy diễn mờ.
Đây là quá trình lập luận xấp xỉ theo tiếp cận của lập luận tiến của trí tuệ nhân tạo Các tín hiệu trên hình 3.1 bao gồm:
- r(k): là tín hiệu đặt ở thời điểm k. Ví dụ, ta muốn đặt nhiệt độ cần là 700C chẳng hạn.
- y(k): là tín hiệu ra ở thời điểm k từ đối tượng điều khiển.
- u(k): là tín hiệu điều khiển được đưa vào để điều khiển lò nhiệt ở thời điểm