a) Định nghĩa các biến ngôn ngữ vào và ra
Biến ngôn ngữ vào: là tín hiệu điều khiển của bộ điều khiển mờ cụ thể là lƣợng sai lệch điện áp điều khiển ET.
Biến ngôn ngữ ra: là đại lƣợng tác động trực tiếp hay gián tiếp lên đối tƣợng ở đây biến ngôn ngữ ra là điện áp điều khiển U.
b) Định nghĩa tập mờ
Miền giá trị vật lý phải bao hàm hết các khả năng giá trị mà biến ngôn ngữ vào ra có thể nhận. Qua quá trình mô phỏng, chạy thử, ta chọn:
ET = [-5 ÷ 5] U = [-3 ÷ 3]
* Xác định số lƣợng tập mờ
Số lƣợng tập mờ thƣờng đại diện cho số trạng thái của biến ngôn ngữ vào ra, thƣờng nằm trong khoảng 3 đến 10 giá trị. Nếu số lƣợng giá trị ít hơn 3 thì không thực hiện đƣợc vì việc lấy vi phân, nếu nhiều hơn thì con ngƣời khó có khả năng bao quát, vì con ngƣời phải nghiên cứu đầy đủ để đồng thời phân biệt khoảng 5 đến 9 phƣơng án khác nhau và có khả năng lƣu trữ trong thời gian ngắn, ở đây chúng chọn đầu vào gồm 9 tập mờ và đầu ra cũng có 9 tập mờ nhằm tăng độ chính xác của bộ điều khiển.
ET = {mf1,mf2,mf3,mf4,mf5,mf6,mf7,mf8,mf9} U = { mf1,mf2,mf3,mf4,mf5,mf6,mf7,mf8,mf9} Trong đó:
mf1 Âm rất lớn mf3 Âm vừa mf5 Không mf7 Dƣơng vừa mf2 Âm lớn mf4 Âm nhỏ mf6 Dƣơng nhỏ mf8 Dƣơng lớn mf9 Dƣơng rất lớn
Bảng 4.1 : trạng thái của biến ngôn ngữ * Xác định các hàm liên thuộc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Đây là giai đoạn rất quan trọng, vì các quá trình làm việc của bộ điều khiển mờ phụ thuộc rất nhiều vào dáng của hàm lên thuộc. Mặc dù không có một chuẩn mực nào cho việc lựa chọn nhƣng thông thƣờng có thể chọn hàm liên thuộc có dạng hình học đơn giản nhƣ hình thang, hình tam giác... Các hàm liên thuộc phải có miền phủ kín nhau đồng thời hợp của các miền liên thuộc phải phủ kín miền giá trị vật lý để trong quá trình điều khiển không xuất hiện các “lỗ trống”. Ta chọn các hàm liên thuộc hình tam giác.
Hình 4.19 : Hàm liên thuộc đầu vào ET
Hình 4.20: Hàm liên thuộc đầu ra
0.2 0.75 1.5 2.25 -0.75 -1.5 -2.25 -3 V mf1 mf2 mf3 mf4 mf5 mf6 mf7 mf8 mf9 3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
c) Xây dựng luật điều khiển
Các luật điều khiển thƣờng đƣợc biểu diễn dƣới dạng mệnh đề IF... THEN... Các mệnh đề này có thể viết dƣới dạng ma trận, ngôn ngữ, liệt kê.
Hình 4.21: luật điều khiển
d) Chọn thiết bị hợp thành và nguyên lý giải mờ(wtsum)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ta có mối quan hệ vào ra của bộ điều khiển mờ nhƣ sau:
Hình 4.23 : quan hệ vào ra của bộ điều khiển mờ
e) Mô phỏng bộ điều khiển mờ tĩnh * Sơ đồ cấu trúc của hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Kết quả mô phỏng (với các giá trị đặt 150oC, 200oC, 250oC)
Hình 4.25 : Kết quả mô phỏng (với các giá trị đặt 150oC, 200oC, 250oC)
Nhận xét:
- Bộ điều khiển mờ tĩnh không có độ quá điều chỉnh
- Chỉ phản ứng tốt với một giá trị đặt, với các giá trị đặt khác tồn tại sai lệch tĩnh