Với sự phát triển của khoa học máy tính, kinh nghiệm điều khiển của người vận hành được lưu trữ vào máy tính như kiến thức sử dụng phương pháp trí tuệ nhân tạo. Các thơng số PID có thể được máy tính tự động điều chỉnh tùy theo tình hình thực tế tại mỗi mơi trường làm viêc. Có rất nhiều cách để điểu chỉnh tự động thông số của bộ PID như dùng các cơng thức tốn học hoặc bằng kinh nghiệm của chuyên gia về hệ thống. Tuy nhiên đối với hệ thống ABS khó có thể thay đổi thơng số PID bằng các cơng thức tinh tốn bởi một chiếc xe khó có thể biểu diễn chính xác bằng cơng thức, cho dù có biểu diễn được thì nó khá là phúc tạp cho việc tính tốn vì vậy lý thuyết mờ (Fuzzy Logic) là con đường hiệu quả để giải quyết những vấn đề này. Loại bộ điều khuyển Fuzzy PID được tạo ra nhầm kết hợp điểu khiển PID cổ điển với sự hiểu biết của chuyên gia về hệ thống đó để thực hiện điều khiển hệ thống. Trong lý thuyết điều khiển này, các các quy tắc và hoạt động được thể hiện bằng các tập mờ, và các các luật mờ, cũng như các thơng tin có liên quan (chẳng hạn như chỉ báo đánh giá, các tham số PID ban đầu,…). Sau đó, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh tham số PID được tự động một các tốt nhất bằng suy luận mờ theo tình thực tế của hệ thống điều khiển. Trong bài báo cáo này, bộ điều khiển Fuzzy PID sẽ lấy e (Error) là đầu vào của hệ thống, từ đầu vào là một sai số cụ thể Fuzzy sẽ cho ra các hệ số Kp, Ki và Kd từ các hệ số này bộ PID sẽ tính tốn u (Control effort) để điều khiển. Hình 3.11 cho thầy cấu trúc của một bộ điều khiển Fuzzy PID.
Hình 3.12 Cấu trúc của một bộ điều khiển Fuzzy PID
Mờ hóa ngõ vào bộ Fuzzy logic: Đầu vào của bộ Fuzzy là sai số của độ trượt, phạm vi biến thiên của e là [-0.85 ; 0.2] tuy nhiên bộ Fuzzy chỉ tập trung vào [-0.2 ; 0.2]. Các biến mờ ngõ vào ở đây là Negative Big(NB), Negative Small(NS),Zero(ZE), Positive Small(PS), Positive Big(PB). Các hàm liên thuộc ngõ vào được biểu diễn như
hình 3.13
Hình 3.13 Các hàm liên thuộc ngõ vào
Mờ hóa ngõ ra bộ Fuzzy logic: Đầu ra sử dụng sugeno được làm tiều chuẩn [0 ; 0.25 ; 0.5; 0.75; 1] để dể dàng thay đổi đầu ra bằng các bước thực nghiệm. Các biến mờ ngõ vào ở đây là VL(Verry Low), L(Low), M(Medium), H(High), VH(Very High). Các hàm liên thuộc ngõ ra được biểu diễn như hình 3.14
Luật Fuzzy logic: Khi sai số độ trượt càng lớn hệ thống sẽ tăng nhiều Kp và Ki lên để giảm sai số và ngược lại.
Hình 3.15 Luật mờ
Ngồi ra bộ Fuzzy logic cịn sử dụng các khối tiền sử lý và hậu sử lý để hệ thống dể thay đổi trong các quy trình thực nghiệm.
Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển Fuzzy PID như sau : Từ đầu vào là sai số (e) cụ thể, Fuzzy logic sẽ mờ hóa tín hiệu đầu vào bằng các hàm liên thuộc. Sau đó tín hiệu đầu vào sẽ được chuyển sang các giá trị dạng NB, NS, Z..., dựa vào luật mờ bộ Fuzzy logic sẽ cho ra kết quả là một miền giá trị được tạo bởi các hàm liên thuộc đầu ra, sau đó giải mờ và cho ra các giá trị Kp, Ki tương ứng. Kp và Ki sẽ được đi qua khối hậu xửa lý trước khi vào bộ điều khiển PID truyền thống để cho ra tính hiệu điều khiển (u). Rồi đi qua bộ Speed Limit để được tối ưu quảng đường phanh. Ở bộ Fuzzy PID cịn có thêm khối Saturation để giới hạn tín hiệu điều khiển từ 0 đến 1, '0' ở đây là phanh 0% áp suất xilanh chính, '1' là phanh 100% áp suất xilanh chính.
Hình 3.17 Bộ điều khiển Fuzzy PID cho 2 bánh trước trên simulink
Hình 3.18 Bộ điều khiển Fuzzy PID cho 2 bánh sau trên simulink