6. Cấu trúc luận văn
3.1. GIỚI THIỆU MATLAB
Matlab [34] là tên viết tắc của từ “Matrix Laboratory” là một phần mềm ứng dụng chạy trong môi trường windows do hãng Math Works sản xuất và cung cấp. Ban đầu Matlab được viết chỉ để phục vụ cho việc tính toán ma trận. Tuy nhiên trải qua thời gian dài nghiên cứu và phát triển, nó đã được phát triển thành một công cụ rất hữu ích và đồng thời cũng là một ngôn ngữ của kỹ thuật. Vì nó tích hợp các công cụ rất mạnh nhằm phục vụ tính toán, lập trình, thiết kế, mô phỏng,... trong môi trường và rất dễ sử dụng trong các bài toán và lời giải được biểu diễn theo những ký hiệu toán học quen thuộc.
Matlab cung cấp một họ các giải pháp theo hướng chuyên dụng hóa được gọi là các Toolbox. Các Toolbox cho phép người dùng có thể sử dụng học hoặc áp dụng các kỹ thuật chuyên dụng cho một lĩnh vực nào đó. Toolbox là một tập toàn diện các hàm của Matlab (M - file) nhằm cho phép mở rộng môi trường Matlab để giải các bài toán cụ thể.
Đối với phần mềm Matlab giao diện của nó bao gồm một số thành phần chính sau.
Command Window: Đây là cửa sổ làm việc chính của Matlab. Tại đây, chúng ta thực hiện toàn bộ việc nhập dữ liệu cũng như việc xuất kết quả sau khi tính toán. Dấu nháy >> này tức là báo hiệu chương trình đã sẵn sàng cho việc nhập dữ liệu. Tuy nhiên, việc nhập dữ liệu này kết thúc bằng cách nhấn phím Enter. Sau đó, Matlab sẽ thực thi dòng lệnh mà chúng ta đã nhập vào Command Window và nó sẽ trả kết quả đồng thời hiển thi trong Command Window.
Command History: Phần này sẽ thực hiện nhiệm vụ lưu lại tất cả các dòng lệnh mà chúng ta đã nhập vào trong Command Window. Đồng thời, ta có thể xem lại tất cả các lệnh bằng cách dùng scroll bar, hay thực hiện lại lệnh đó bằng cách nhấp kép lên chính dòng lệnh đó. Ngoài ra chúng ta còn có thể cut, paste hay delete các lệnh.
Workspace Browser: Trong Matlab các dữ liệu được lưu trong các biến. Workspace Browser sẽ liệt kê tất cả các biến mà chúng ta đang sử dụng trong Matlab. Nó cung cấp thông tin về kích thước và loại dữ liệu. Ta có thể truy cập trực tiếp vào dữ liệu bằng cách nhấn kép vào biến để hiển thị Array Editor.
Launch pad: Cho phép người dùng truy cập nhanh vào các bộ Toolbox, hoặc phần Help của giao diện.
Editor: Phần này dùng để soạn thảo và debug các M – file của Matlab.
Current Directory: Phần này với chức năng giúp chúng ta có thể xem lại các file trong thư mục hiện hành.
Tuy nhiên, hộp công cụ Logic mờ (The Fuzzy Logic Toolbox) là tổ hợp các hàm được xây dựng trên nền Matlab giúp cho việc thiết kế, mô phỏng, kiểm tra và hiệu chỉnh bộ điều khiển mờ một cách dễ dàng. Để thiết kế bộ điều khiển mờ trong hộp công cụ này ta có thể thực hiện thông qua dòng lệnh hoặc thông qua giao diện đồ họa. Tuy nhiên, trong luận văn này tác giả sử dụng những thao tác cơ bản để thiết kế bộ điều khiển mờ thông qua giao diện đồ họa. Toàn bộ logic mờ được thể hiện thông qua hình vẽ sau:
Hình 3.2. Cấu trúc logic mờ trong Matlab
Có thể nói, Matlab là bộ chương trình phần mềm lớn dành cho tính toán kỹ thuật. Chúng ta có thể sử dụng Matlab để thực hiện các công việc, chẳng hạn:
- Tính toán
- Phát triển thuật toán - Thu thập dữ liệu
- Mô hình và mô phỏng dữ liệu
- Phân tích dữ liệu - Vẽ đồ thị
- Giao diện đồ họa
Tuy nhiên để thiết kế cụ thể một hệ điều khiển mờ, chúng ta cũng có thể sử dụng phần mềm Matlab. Nhìn chung, đây cũng là một phương án nhằm mô phỏng hệ điều khiển mờ tức là hỗ trợ việc mô phỏng Fuzzy Logic. Để thực hiện được nó chúng ta sẽ phải hình dung thông qua một mô hình thể hiện ở hình bên dưới một cách tổng quát về các chức năng nhằm thiết kế hệ điều khiển mờ.
Các thực đơn cho phép, tạo, mở, giữ ...
Hệ mờ Mở và soạn thảo các hàm liên thuộc đầu vào
Soạn thảo các luật hợp thành
Hiển thị tên và kiểu của bộ điều
khiển Hiển thị tên các nguyên tắc xây dựng
luật hợp thành và
nguyên tắc giải mờ Hiển thị trạng
thái đang thao tác Mở và soạn thảo các
hàm liên thuộc đầu ra
Hiển thị tên loại và giá trị của biến hiện
thời
Hình 3.3. Cấu trúc bộ điều khiển mờ