- Phần hạ nhiệt độ nung: Tốc độ hạ nhiệt độ cần phải đảm bảo để không xảy ra hiện tượng “lạnh đột ngột” gây nứt sản phẩm.
CẢI TIẾN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ LÒ NUNG TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG LOGIC MỜ
LÒ NUNG TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG LOGIC MỜ
Nhiệm vụ chính của luận văn:
Chỉnh định thích nghi ba tham số KP, TI, TD hay Pb, TI, TD (ba tham số thực tế trong công nghiệp) để khắc phục những hạn chế của bộ điều khiển nhiệt độ hiện tại của công ty gạch granite Đồng Nai..
Nguyên lý chỉnh định:
Sử dụng phương pháp mờ để xây dựng các luật chỉnh định cho bộ điểu khiển, để bộ điều khiển sẽ tự động chỉnh định lại ba tham số KP, TI, TD khi hệ thống có sự dao động không ổn định, nhằm giảm chi phí và thời gian chỉnh định cho người vận hành, cho ra ba tham số chỉnh định KP, TI, TD chính xác giúp cho hệ thống nhanh chóng trở lại trạng thái ổn định giảm thiểu những hư hỏng sản phẩm.
Thuật toán chỉnh định:
Áp dụng hai phương pháp chỉnh định
- Phương pháp của Zhao, Tomizuka và Isaka - Phương pháp cải tiến ba đầu vào
4.1 Sơ lược về lý thuyết điều khiển mờ (Fuzzy control)
Có lẽ hầu hết mọi người hiện nay không ai chưa từng nghe đến khái niệm điều khiển mờ (Fuzzy control) cũng như tên các thiết bị điều khiển được tích hợp dựa trên nguyên lý tập mờ (Fuzzy Set). Những thiết bị làm việc dựa trên cơ sở lý thuyết tập mờ hiện có khắp mọi nơi trong cuộc sống thường nhật như: máy giặt Fuzzy, máy ảnh Fuzzy, bàn là Fuzzy, nồi cơm điện Fuzzy…..đã giúp cho sự phổ thông hóa đó của những khái niệm lý thuyết này.
Nhìn lại quãng đường đã đi, kể từ thời điểm ra đời của lý thuyết tập mờ vào khoảng giữa thập niên 60 do nhà toán học người Mỹ Zadeh đưa ra nhằm thay thế, đơn giản hóa các khái niệm đầy tính lý thuyết của xác suất, của quá trình ngẫu nhiên thì cho tới ngày nay điều khiển mờ đã có những bước phát triển vượt bậc, đóng góp không nhỏ vào sự tăng trưởng, hiện đại hóa cuộc sống con người.
Những khái niệm của điều khiển mờ mà trước đây còn mang đầy tính trừu tượng thì nay nó đã được đưa vào ngôn ngữ cộng đồng như một sự đương nhiên ai cũng biết hoặc cũng được nghe đến một cách thường xuyên nhờ các phương tiện của thông tin đại chúng như báo, đài, truyền hình quảng cáo……Sự phát triển nhanh mang tính vượt bậc của điều khiển mờ có nguyên nhân của nó:
Thứ nhất trên cơ sở suy luận mờ, nguyên lý điều khiển mờ đã cho phép con
người tự động hóa được kinh nghiệm điều khiển cho một quá trình, một thiết bị…., tạo ra được những bộ điều khiển làm việc tin cậy thay thế được xong vẫn mang lại chất lượng đã từng đạt được.
Thứ hai là với nguyên tắc mờ, bộ điều khiển tổng hợp có cấu trúc đơn giản
đến kỳ lạ so với những bộ điều khiển kinh điển khác có cùng chức năng. Sự đơn giản đó đóng vai trò quan trọng trong việc tăng độ tin cậy cho thiết bị, giảm giá thành sản phẩm.
Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng cho sự phát triển vượt bậc đó của điều khiển mờ là những cải tiến liên tiếp của kỹ thuật vi xử lý, một cầu nối không thể thiếu giữa kết quả nghiên cứu của lý thuyết điều khiển mờ với thực tế ứng dụng.
Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
bước giải một bài toán điều khiển theo 2 nguyên lý không mờ và nguyên lý mờ:
a, b,
Hình 4.2 (a) mô tả lại các bước thực hiện bài toán theo nguyên lý không mờ. Có thể thấy ngay được rằng không phải là tốt nếu mọi bài toán đều được thực hiện theo nguyên lý không mờ như trên, đặc biệt đối với những bài toán mà ở đó đối tượng điều khiển có mô hình toán học quá phức tạp, cồng kềnh, hoặc không thể có mô hình toán mô tả nó đủ chính xác. Trong những trường hợp như vậy người ta nghĩ ngay đến điều khiển mờ. Đó là một phương pháp điều khiển được xây dựng theo nguyên lý tư duy của con người, hay nói cách khác điều khiển mờ là điều khiển theo lời nói.
Hình 4.2 (b) mô tả từng bước thiết kế bộ điều khiển mờ. Nó cho ta thấy một lần nữa rằng điều khiển mờ là nguyên lý điều khiển không cần đến mô hình toán học mô tả đối tượng điều khiển và được xây dựng theo kinh nghiệm điều khiển của con người hay còn gọi là kinh nghiệm chuyên gia. Chúng được đúc kết chung lại dưới dạng luật hợp thành , bao gồm nhiều mệnh đề hợp thành:
Ri: Nếu 1=A1,i và . … và m=Am,i thì =Bi với i=1,2, … ,n
Trong đó:
k , k=1,2, … ,m là các biến ngôn ngữ đầu vào.
Là biến ngôn ngữ đầu ra
Ak,i , i=1,2, … ,n là các giá trị ngôn ngữ của biến ngôn ngữ k
Bi , i=1,2, … ,n là các giá trị ngôn ngữ của biến ngôn ngữ
1=A1,i và … và m=Am,i được gọi là phần điều kiện và =Bi được gọi là phần kết luận của mệnh đề hợp thành Ri
4.1.1 Khái niệm tập mờ
- Để hiểu rõ khái niệm “ Mờ ” là gì ta hãy thực hiện phép so sánh sau:
Trong toán học phổ thông ta đã học khá nhiều về tập hợp, ví dụ như tập các số thực R, tập các số nguyên tố P = { 2,3,5,….}….Những tập hợp như vậy được gọi là tập hợp kinh điển hay tập rõ, tính “ Rõ ” ở đây được hiểu là với một tập xác định S chứa n phần tử thì ứng với phần tử x ta xác định được một giá trị y = S (x). Giờ ta xét phát biểu thông thường về tốc độ một chiếc xe mô tô: chậm, trung bình, hơi nhanh, rất nhanh. Phát biểu “ Chậm ” ở đây không được chỉ rõ là bao nhiêu km/h, như vậy từ chậm có miền giá trị là một khoảng nào đó, ví dụ từ 5km/h – 20km/h chẳng hạn. Tập L = { chậm, trung bình, hơi nhanh, rất nhanh} như vậy được gọi là một tập các biến ngôn ngữ. Với mỗi thành phần ngôn ngữ xk của phát biểu trên nếu nó nhận được một khả năng µ(xk) thì tập hợp F gồm các cặp ( x, µ(xk) ) được gọi là tập mờ.
Định nghĩa tập mờ: Tập mờ F xác định trên tập kinh điển B là một tập mà mỗi phần tử của nó là một cặp giá trị ( x, µF (x) ),với x∪X và µF(x)là một ánh
xạ µF(x):B →[0 1] trong đó : µF gọi là hàm thuộc, B gọi là tập nền.
Các thuật ngữ trong logic mờ.
- Độ cao tập mờ F là giá trị h = SupµF(x), trong đó SupµF(x) chỉ giá trị nhỏnhất trong tất cả các chặn trên của hàm µF(x).
- Miền xác định của tập mờ F, ký hiệu là S là tập con thỏa mãn: S = Supµ (x) = {x∪Bµ (x)>0}
Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
- Miền tin cậy của tập mờ F, ký hiệu là T là tập con thỏa mãn: T = {x∪BµF(x)= 1}
- Các dạng hàm thuộc (membership function) trong logic mờ: có rất nhiều dạng hàm thuộc như: Gaussian, PI-shape, S-shape, Sigmoidal, Z-shape….
4.1.2 Các phép toán trên tập mờ
Cho X, Y là hai tập mờ trên không gian nền B, có các hàm thuộc tương ứng là
µx, µy khi đó:
Phép hợp hai tập mờ: X ∪Y