3.3.1.1. Miền giá trị vật lý cơ sở của các biến ngôn ngữ
- Sai lệch vận tốc giữa vận tốc thực tế của xe và vận tốc được cài đặt ban đầu được xét nằm trong khoảng:
−7 ≤ ∆𝑣 ≤ 7 (m/s)
- Do xe di chuyển trong làn cao tốc có giới hạn vận tốc 60-80 (km/h) nên chênh lệch vận tốc tối đa là 20 (km/h) tương ứng ≈ 7 (m/s). Sai lệch vận tốc giữa xe mục tiêu và xe có trang bị ACC được xét nằm trong khoảng:
−7 ≤ ∆𝑣 ≤ 7 (m/s)
-Tín hiệu sai lệch giữa khoảng cách thực tế với khoảng cách an toàn chọn dựa trên chênh lệch vận tốc tối đa giữa hai xe và khoảng cách thời gian. Với khoảng cách thời gian đặt trước 𝑡𝑔𝑎𝑝 = 3 (s), sai lệch khoảng cách được xét nằm trong khoảng:
- Tín hiệu đầu ra, gia tốc của xe có trang bị ACC trong trường hợp này ta chỉ xét trong giới hạn đảm bảo tính êm dịu và thoải mái cho người ngồi trên xe:
−2 ≤ a ≤ 2 (m/s2)
3.3.1.2. Số lượng tập mờ (giá trị ngôn ngữ)
Về nguyên tắc, số lượng tập mờ cho mỗi biến ngôn ngữ thường nằm trong khoảng từ 3 đến 10 giá trị. Nếu số lượng tập mờ nhỏ hơn 3 thì ít có ý nghĩa, vì không thể thực hiện được việc chi tiết hóa các phương án xử lý. Nếu lớn hơn 10 thì đòi hỏi người lập trình phải xử lý một khối lượng lớn các suy luận, phải nghiên cứu đầy đủ để đồng thời phân biệt khoảng từ 5 đến 9 phương án khác nhau và phần cứng phải có khả năng lưu trữ lớn, cũng như khả năng xử lý nhanh đặc biệt trong bài toán trong môi trường thực (là bài toán yêu cầu cần có tốc độ xử lý và khả năng lưu trữ rất lớn).
Đối với quá trình điều khiển kiểm soát hành trình thích ứng có thể chọn giá trị ngôn ngữ như sau:
+ ∆𝑑 ∈ {𝑁𝐿, 𝑁𝑀, 𝑁𝑆, 𝑍, 𝑃𝑆, 𝑃𝑀, 𝑃𝐿}
+ ∆𝑣 ∈ {𝑁𝐿, 𝑁𝑀, 𝑁𝑆, 𝑍, 𝑃𝑆, 𝑃𝑀, 𝑃𝐿}
+ ∆𝑣𝑐𝑐 ∈ {NVL, NL, NM, NS, Z, PS, PM, PL, PVL}
+ 𝑎𝑑𝑒𝑠 {𝑁𝑉𝐿, 𝑁𝐿, 𝑁𝑀, 𝑁𝑆, 𝑍, 𝑃𝑆, 𝑃𝑀, 𝑃𝐿, 𝑃𝑉𝐿}
3.3.1.3. Các hàm liên thuộc
Đây là điểm cực kì quan trọng vì quá trình làm việc của bộ điều khiển mờ phụ thuộc rất nhiều vào dạng và kiểu hàm liên thuộc. Do vậy cần chọn kiểu hàm liên thuộc có phần chồng lên nhau và phủ kín miền giá trị vật lý, để trong quá trình điều khiển không xuất hiện “lỗ hổng” và tránh trường hợp với một giá trị vật lý rõ đầu vào x0 mà tập mờ đầu ra có độ cao bằng không (miền xác định là tập rỗng) và bộ điều khiển không thể đưa ra một quyết định điều khiển nào được gọi là hiện tượng “cháy nguyên tắc”.
Mặt khác, hàm liên thuộc được chọn sao cho miền tin cậy của nó chỉ có một phần tử, hay nói cách khác chỉ tồn tại một điểm vật lý có độ phụ thuộc bằng độ cao của tập mờ. Đối với quá trình điều khiển kiểm soát hành trình thích ứng có 3 tập mờ. Mỗi tập mờ đầu vào có 7 biến ngôn ngữ và đầu ra có 9 biến ngôn ngữ, tương ứng với nó là các giá trị ngôn ngữ.
- Sai lệch khoảnh cách ∆𝑑 và sai lệch vận tốc ∆𝑣 có các biến giá trị NL (Negative Large – Âm lớn), NM (Negative Medium – Âm vừa), NS (Negative Small – Âm nhỏ), Z (Zero – Không), PS (Positive Small – Dương nhỏ), PM (Positive Medium – Dương vừa), PL (Positive Large – Dương lớn).
- Gia tốc mong muốn của xe 𝑎𝑑𝑒𝑠 có các biến giá trị NVL (Negative Very Large – Âm rất lớn), NL (Negative Large – Âm lớn), NM (Negative Medium – Âm vừa), NS (Negative Small – Âm nhỏ), Z (Zero – Không), PS (Positive Small – Dương nhỏ), PM (Positive Medium – Dương vừa), PL (Positive Large – Dương lớn), PVL (Positive Very Large – Dương rất lớn).
Mỗi giá trị ngôn ngữ sẽ được gắn với một hàm phụ thuộc dạng tam giác.
Hình 3. 4. Hàm liên thuộc sai lệch vận tốc hai xe
Hình 3. 5. Hàm liên thuộc sai lệch vận tốc mong muốn
Hình 3. 7. Hàm liên thuộc gia tốc đầu ra 3.3.1.4. Rời rạc hóa các tập mờ
- Hàm liên thuộc của sai lệch khoảng cách 𝛥𝑑 là 𝜇(𝛥𝑑) và được rời rạc tại 13 điểm:
𝛥𝑑 {−21; −17.5; −14; −10.5; −7; −3.5; 0; 3.5; 7; 10.5; 14; 17.5; 21}
- Hàm liên thuộc của sai lệch vận tốc hai xe 𝛥𝑣 là 𝜇(𝛥𝑣) và được rời rạc tại 13 điểm:
𝛥𝑣 {−7; −5.8; −4.7; −3.5; −2.3; −1.2; 0; 1.2; 2.3; 3.5; 4.7; 5.8, 7}
- Hàm liên thuộc của sai lệch vận tốc mong muốn 𝛥𝑣𝑐𝑐 là 𝜇(𝛥𝑣𝑐𝑐) và được rời rạc tại 13 điểm:
𝛥𝑣𝑐𝑐 {−7; −5.8; −4.7; −3.5; −2.3; −1.2; 0; 1.2; 2.3; 3.5; 4.7; 5.8, 7}
- Hàm liên thuộc của gia tốc a là 𝜇𝑎 (𝑎) và được rời rạc tại 17 điểm:
𝑎𝑑𝑒𝑠 {-2, -1.75, -1.5, -1.25, -1, -0.75, -0.5, -0.25, 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2}
Thứ tự quá trình xây dựng bộ Fuzzy Logic Cotroller được thực hiện trong Fuzzy Logic Toolbox theo thứ tự các hình dưới đây:
Hình 3. 8. Xây dựng các biến đầu vào ra cho khối FLC