4 Mô phỏng và đánh giá hiệu quả của bộ điều khiển tần số điện áp
1.10 Các thông số đặc trưng của tập mờ
1.4.2.2 Lô-gíc mờ
Khái niệm
Lô-gíc mờ (fuzzy logic) được phát triển từ lý thuyết tập mờ để thực hiện lập luận một cách xấp xỉ thay vì lập luận chính xác theo lô-gíc cổ điển. Người ta hay nhầm lẫn mức độ đúng với xác suất. Tuy nhiên, hai khái niệm này hoàn toàn khác nhau. Độ đúng đắn của lô-gíc mờ biểu diễn độ liên thuộc với các tập được định nghĩa không rõ ràng, chứ không phải khả năng xảy ra một biến cố hay điều kiện nào đó.
Để minh họa sự khác biệt, xét tình huống sau: A đang đứng trong một ngôi nhà có hai phòng thông nhau: phòng bếp và phòng ăn. Trong nhiều trường hợp, trạng thái
của A là một tập hợp gồm hai biến cố: hoặc là anh ta “trong bếp” hoặc “không ở trong bếp”. Nhưng vấn đề gì sẽ xảy ra nếu A đứng tại cửa nối giữa hai phòng? Lúc này, anh ta có thể được coi là “có phần ở trong bếp”. Việc định lượng trạng thái “một phần” này cho ra một quan hệ liên thuộc đối với một tập mờ. Chẳng hạn, nếu A chỉ thò một ngón chân cái vào phòng ăn, ta có thể nói rằng A ở “trong bếp” đến 99% và ở trong phòng ăn 1%. Một khi anh ta còn đứng ở cửa thì không có một biến cố nào quyết định rằng A hoàn toàn “ở trong bếp” hay hoàn toàn “không ở trong bếp”.
Lôgic mờ cho phép độ liên thuộc có giá trị trong khoảng đóng 0 và 1. Nếu ở hình thức ngôn từ, các khái niệm không chính xác như “hơi hơi”, “gần như”, “khá là” và “rất” là được chấp nhận. Cụ thể, nó cho phép quan hệ thành viên không đầy đủ giữa thành viên và tập hợp. Tính chất này có liên quan đến tập mờ và lý thuyết xác suất.
Biến ngôn ngữ
Biến ngôn ngữ có thể xem là một thành phần chính trong các hệ thống lô-gíc mờ. Một biến ngôn ngữ có thể xem như là sự kết hợp các thành phần ngôn ngữ mô tả cùng một ngữ cảnh.
Ví dụ như trong trường hợp mô tả nhiệt độ, ta không chỉ có hai trạng thái là “nóng” và “lạnh” mà còn có các trạng thái như “rất nóng”, “hơi nóng”, “trung bình”, “hơi lạnh” và “rất lạnh”. Tất cả các trạng thái này đều được dùng để mô tả nhiệt độ. Chúng được gọi là các tập ngôn ngữ, mang một khoảng giá trị nào đó của biến ngôn ngữ và được vẽ trên cùng một đồ thị. Các luật trong hệ lô-gíc mờ sẽ mô tả hoạt động của hệ thống. Các luật này sẽ dùng biến ngôn ngữ như là những từ vựng để mô tả các tầng điều khiển trong hệ.
Khái niệm biến ngôn ngữ đã được Zadeh đưa ra như sau [93]:
• Một biến ngôn ngữ được xác định bởi bộ (x, T, U, M) trong đó: x là tên biến. Ví dụ: “nhiệt độ”, “tốc độ”, “độ ẩm”,. . .
• T là tập các từ là các giá trị ngôn ngữ tự nhiên màx có thể nhận. Ví dụ: x là “tốc độ” thì T có thể là “chậm”, “trung bình”, “nhanh”
• U là miền các giá trị vật lý mà x có thể nhận. Ví dụ: x là “tốc độ” thì U có thể là 0km/h,1km/h,. . . , 150km/h
• M là luật ngữ nghĩa, ứng mỗi từ trong T với một tập mờ At trong U. Từ định nghĩa trên chúng ta có thể nói rằng biến ngôn ngữ là biến có thể nhận giá trị là các tập mờ trên một vũ trụ nào đó.
1.4.2.3 Thiết kế hệ thống mờ
Để thiết lập một hệ thống mờ hoàn chỉnh, chúng ta cần xây dựng các thành phần con của hệ thống như ở Hình 1.11.