Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là file slide thuyết trình. Nội dung thuyết trình có thể tham khảo cuốn lý thuyết điều khiển mờ hoặc tải thêm tài liệu bài tập lớn lý thuyết điều khiển mờ của mình ở link sau: (link sẽ update sau khi tài liệu kia được duyệt)
NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI THUYẾT TRÌNH BÁO CÁO Học phần: ĐIỀU KHIỂN MỜ Nhóm số 5: Nguyễn Hữu Mạnh Nguyễn Tiến Toàn ? ĐIỀU KHIỂN MỜ • Tổng quan logic mờ điều khiển mờ • Logic mờ phép toán mờ • Biến ngôn ngữ • Hệ suy dẫn mờ • Tổng quan logic mờ điều khiển mờ Năm 1965 Lý thuyết tập mờ Tổng quan logic mờ điều khiển mờ Lịch sử đời Logic Mờ Năm 1965, trường Đại học Berkeley , Bang Califonia – Mỹ L.A Zadeh người sáng lập lý thuyết tập mờ Năm 1970 trường Marry Queen , London – Anh , Ebrahim Mandani dung logic Mờ để điều khiển máy nước mà ông điều khiển kỹ thuật cổ điển Lý thuyết mờ đời Mỹ , ứng dụng Anh phát triền mạnh mẽ Nhật Bản Trong lĩnh vực Tự động hóa logic mờ ngày ứng dụng rộng rãi Nó thực hữu dụng với đối tượng phức tạp mà ta chưa biết rõ hàm truyền, logic mờ giải vấn đề mà điều khiển kinh điển không làm Logic mờ phép toán mờ • 2.1 Khái niệm tập mờ Trong lôgic mờ, hàm liên thuộc tập mờ không nhận giá trị 1(Hình 2.1) tập hợp kinh điển mà toàn giá trị từ đến tức ≤ µB (x)≤ Hình 2.2 hàm liên thuộc tập mờ B (Hình 2.2a,) tập mờ C (Hình 2.2b,) Như lôgic mờ suy luận thuận ngược với tập hợp kinh điển Vì vậy, định nghĩa tập mờ phải nêu thêm hàm liên thuộc vai trò làm rõ tập mờ Hình 2.1: Hàm liên tục thuộc tập kinh điển Hình 2.2: Hàm liên tục thuộc tập mờ Logic mờ phép toán mờ • Định nghĩa tập mờ • Tập mờ F xác định tập kinh điển M tập mà phần tử cặp giá trị (x, μf (x)), x∈M μf ánh xạ μ : M → [ 0, ] Tập kinh điển M gọi sở tập mờ F • Các hàm liên thuộc µf (x) có dạng trơn Hình 1.2a gọi hàm liên thuộc kiểu S Đối với hàm liên thuộc kiểu S, công thức biểu diễn µf (x) có độ phức tạp lớn, nên thời gian tính độ phụ thuộc cho phần tử lâu Vì vậy, kỹ thuật thông thường hàm liên thuộc kiểu S thay đoạn thẳng (tuyến tính đoạn) • Tập mờ F bao gồm số thực lớn nhỏ có hàm liên thuộc gần hình thang Hình 1.3 Từ hàm liên thuộc ta xác định độ phụ thuộc (liên thuộc) số tập này: Hình 1.3: Hàm liên thuộc có mức chuyển đổi tuyến tính Logic mờ phép toán mờ • 2.2 Các phép toán tập mờ • Cho X, Y hai tập mờ không gian B, có hàm thuộc tương ứng µX , µY đó: • Phép hợp hai tập mờ: X ∪Y • Theo luật Max: µX∪Y (b) = Max { µX (b), µY (b)} • Theo luật Sum :µX∪Y (b) = Min { 1,µX (b) + µY (b)} • Tổng trực tiếp : µX∪Y (b) = µX (b) + µY (b) - µX (b) µY (b) • Phép giao hai tập mờ: X ∩Y • Theo luật Min : µX∩Y (b) = Min { µX (b), µY (b)} • Theo luật Lukasiewicz : • Theo luật Pord : • Phép bù tập mờ: µX∪Y (b) = Max { 0, µX (b)+ µY (b) - 1} µX∪Y (b) = µX (b) µY (b) (b) = 1-µX (b) Biến ngôn ngữ • Biến ngôn ngữ phần chủ đạo hệ thống dùng logic mờ Ở thành phần ngôn ngữ ngữ cảnh kết hợp lại với nhau: • Xét tốc độ ô tô, ta nói xe chạy : •Rất nhanh •Nhanh (VF) (F) •Trung bình (M) •Chậm (S) •Rất chậm (VS) • Những phát biểu gọi biến ngôn ngữ tập mờ Gọi x giá trị biến tốc độ , vd x=50km/h, x=80km/h….Hàm thuộc tương ứng biến ngôn ngữ kí hiệu : µVF (x), µF (x), µM (x), µVF (x), µS (x), µVS (x) Biến ngôn ngữ • Như biến tốc độ có miền giá trị : • Miền giá trị ngôn ngữ : • N = { Rất nhanh (VF), Nhanh (F), Trung bình (M), Chậm (S), Rất chậm (VS)} • Miền giá trị vật lý : • V = { x ∈ B | x ≥ 0} • Với x ∈ B ta có hàm thuộc : • x µX = { µVS (x), µS (x), µM (x), µF (x), µVF (x)} • Ví dụ: µX (65) = {0 ; ; 0.75 ; 0.25 ;0} HỆ MỜ LAI • 3.2 Hệ mờ lai cascade HỆ MỜ LAI • 3.3 Công tắc mờ Điều khiển hệ thống theo kiểu chuyển đổi khâu điều khiển có tham số đòi hỏi thiết bị phải chứa đựng tất cấu trúc tham số khác cho trường hợp Hệ thống tự động chọn khâu điều khiển có tham số phù hợp với đối tượng Điều khiển công tắc chuyển đổi vị trí để chọn khâu điều khiển phù hợp thực khóa mờ XIN GỬI LỜI CẢM ƠN CHÂN THÀNH NHẤT ĐẾN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI PHẦN BÁO CÁO CỦA NHÓM RẤT MONG NHẬN ĐƯỢC SỰ ĐÓNG GÓP Ý KIẾN, NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐỂ CHO BÀI BÁO CÁO CỦA NHÓM HOÀN THIỆN HƠN Mọi góp ý xin gửi về: toankupid@gmail.com ĐIỀU KHIỂN MỜ 12 Mờ thích nghi 13 Các điều khiển theo luật PID 12 MỜ THÍCH NGHI 12.1 Khái quát chung 12.2 Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi 12.3 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc 12.4 Bộ điều khiển có mô hình mờ theo dõi 12.1 Khái quát chung mờ thích nghi • Trong thực tế, hệ tự thích nghi sử dụng nhiều ưu điểm so với hệ thống điều khiển thông thường • Khả tự chỉnh định lại thông số điều khiển cho phù hợp với đối tượng chưa biết rõ đưa hệ thích nghi trở thành hệ điều khiển thông minh So với điều khiển kinh điển, điều khiển mờ có nhiều tham số nên miền chỉnh định cho hệ mờ lớn • Bên cạnh tham số gồm độ khuếch đại KR, số tích phân TI, số vi phân TD , điều khiển mờ có thêm hàm thuộc cho giá trị mờ, luật điều khiển, phép toán HOẶC, VÀ, thiết bị hợp thành nguyên lý giải mờ tham số chỉnh định 12.2 Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi Phương pháp điều khiển mờ thích nghi trực tiếp Phương pháp điều khiển mờ thích nghi gián tiếp Phương pháp điều khiển mờ thích nghi trực tiếp Phương pháp điều khiển mờ thích nghi gián tiếp 12.3 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc • Bộ điều khiển mờ tự chỉnh định luật điều khiển gọi điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc • Bộ chỉnh định thiết kế đảm bảo đầu giá trị hiệu chỉnh tín hiệu điều khiển u(t) • Để thay đổi luật điều khiển trước tiên phải xác định quan hệ giá trị hiệu chỉnh đầu điều khiển với giá trị biến đổi đầu vào • Do cần có mô hình thô đối tượng, mô hình dùng để tính toán giá trị đầu vào tương ứng với giá trị đầu cần đạt điều khiển • Dựa tín hiệu mong muốn tín hiệu vào tương ứng điều khiển xác định hiệu chỉnh nguyên tắc điều khiển, nguyên tắc đảm bảo chất lượng điều khiển hệ thống 12.4 Bộ điều khiển mờ có mô hình theo dõi Bộ điều khiển mờ có mô hình theo dõi MBC bao gồm thành phần chính: Mô hình đối tượng mờ, xác định hệ thống làm việc cách đo phân tích tín hiệu đầu vào/ra đối tượng Vì mô hình đối tượng gián tiếp xác định luật hợp thành điều khiển điều khiển MBC điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc Các tiêu chất lượng sử dụng phiếm hàm mục đích thường đưa dạng hàm thuộc Lựa chọn tín hiệu điều khiển u từ tập hợp tín hiệu điều khiển xác định từ mô hình đối tượng đảm bảo tiêu chất lượng hệ thống tốt 13 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN THEO LUẬT PID 13.1 Bộ điều khiển theo luật I 13.2 Bộ điều khiển theo luật PD 13.3 Bộ điều khiển theo luật PD XIN GỬI LỜI CẢM ƠN CHÂN THÀNH NHẤT ĐẾN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI PHẦN BÁO CÁO CỦA NHÓM RẤT MONG NHẬN ĐƯỢC SỰ ĐÓNG GÓP Ý KIẾN, NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐỂ CHO BÀI BÁO CÁO CỦA NHÓM HOÀN THIỆN HƠN Mọi góp ý xin gửi về: toankupid@gmail.com [...]... TƯỢNG ĐẦY ĐỦ CHÍNH XÁC 7 ĐƯA BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG THỰC 2 ĐƠN GIẢN HÓA MÔ HÌNH 3 TUYẾN TÍNH HÓA MÔ HÌNH TẠI ĐIỂM LÀM VIỆC 6 KIỂM TRA BỘ ĐIỀU KHIỂN VỪA THIẾT KẾ 4 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH HỢP 5 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN 2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ • Bước 1: Định nghĩa... ĐẾN VỚI THUYẾT TRÌNH BÁO CÁO Học phần: ĐIỀU KHIỂN MỜ Nhóm số 5: 1 Nguyễn Hữu Mạnh 2 Nguyễn Tiến Toàn ĐIỀU KHIỂN MỜ • Tổng quan về logic mờ và điều khiển mờ Các bước xâyphép dựng bộv điều •- Logic mờ và các toán mờ khiển theo phương pháp kinh • Biến điển ngôn ngữ -• Hệ Thiết kế bộ điều khiển mờ suy dẫn mờ - Hệ mờ lai… • • Giải mờ • Mô hình mờ • Nguyên lý điều khiển 1 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THEO... điều khiển theo luật PID 12 MỜ THÍCH NGHI 12.1 Khái quát chung 12.2 Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi 12.3 Bộ điều khiển mờ tự chỉnh cấu trúc 12.4 Bộ điều khiển có mô hình mờ theo dõi 12.1 Khái quát chung về mờ thích nghi • Trong thực tế, hệ tự thích nghi được sử dụng nhiều vì những ưu điểm của nó so với các hệ thống điều khiển thông thường • Khả năng tự chỉnh định lại các thông số của bộ điều. .. điều khiển cho phù hợp với đối tượng chưa biết rõ đã đưa hệ thích nghi trở thành một hệ điều khiển thông minh So với những bộ điều khiển kinh điển, bộ điều khiển mờ có rất nhiều tham số nên miền mình chỉnh định cho hệ mờ rất lớn • Bên cạnh những tham số gồm độ khuếch đại KR, hằng số tích phân TI, hằng số vi phân TD , một bộ điều khiển mờ còn có thêm những hàm thuộc cho các giá trị mờ, luật điều khiển, ... bộ điều khiển phải được thực hiện và phát triển qua thực nghiệm 3 HỆ MỜ LAI • 3.1 Hệ mờ lai không thích nghi có bộ điều khiển kinh điển 3 HỆ MỜ LAI • 3.2 Hệ mờ lai cascade 3 HỆ MỜ LAI • 3.3 Công tắc mờ Điều khiển hệ thống theo kiểu chuyển đổi khâu điều khiển có tham số đòi hỏi thiết bị phải chứa đựng tất cả các cấu trúc và tham số khác nhau cho từng trường hợp Hệ thống sẽ tự động chọn khâu điều khiển. .. giá trị vật lý của các biến ngôn ngữ • - Số lượng tập mờ • - Xác định hàm thuộc • - Rời rạc hóa tập mờ • Bước 3: Xây dựng luật hợp thành • Bước 4: Chọn thiết bị hợp thành • Bước 5: Giải mờ và tối ưu hóa NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ • Không bao giờ dùng điều khiển mờ để giải quyết bài toán mà có thể dễ dàng thực hiện bằng bộ điều khiển kinh điển (PI, PD, PID) • Không dùng bộ điều khiển mờ.. . THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐỂ CHO BÀI BÁO CÁO CỦA NHÓM 5 HOÀN THIỆN HƠN Mọi góp ý xin gửi về: toankupid@gmail.com ĐIỀU KHIỂN MỜ • Tổng quan về logic mờ và điều khiển mờ • Logic mờ và các phép toán về mờ • Biến ngôn ngữ • Hệ suy dẫn mờ • • Giải mờ • Mô hình mờ • Nguyên lý điều khiển 5 Giải mờ • Giải mờ là quá trình xác định giá trị rõ ở đầu ra từ hàm thuộc µB’ (y ) của tập mờ B’ • Có 2 phương pháp giải mờ: + Phương... sau : • Nguyên lý trung bình • Nguyên lý cận trái • Nguyên lý cận phải Nguyên lý trung bình: y’ = (y1+ y2) / 2 Nguyên lý cận trái : chọn y’ = y1 Nguyên lý cận phải : chọn y’ = y2 5 Giải mờ • Phương pháp điểm trọng tâm • Công thức để tính được giá trị y’ được cung cấp như sau: ∫ yµ B' y' = ( y )dy S ∫µ B' ( y )dy S • Với S là miền xác định của tập mờ B’ • Tùy theo nhu cầu mà hệ điều khiển nên áp dụng... mờ còn có thêm những hàm thuộc cho các giá trị mờ, luật điều khiển, các phép toán HOẶC, VÀ, thiết bị hợp thành và nguyên lý giải mờ cũng là những tham số chỉnh định được 12.2 Các phương pháp điều khiển mờ thích nghi Phương pháp điều khiển mờ thích nghi trực tiếp Phương pháp điều khiển mờ thích nghi gián tiếp ... hợp với đối tượng Điều khiển công tắc chuyển đổi vị trí để chọn khâu điều khiển phù hợp được thực hiện bằng khóa mờ XIN GỬI LỜI CẢM ƠN CHÂN THÀNH NHẤT ĐẾN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI PHẦN BÁO CÁO CỦA NHÓM 5 RẤT MONG NHẬN ĐƯỢC SỰ ĐÓNG GÓP Ý KIẾN, NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐỂ CHO BÀI BÁO CÁO CỦA NHÓM 5 HOÀN THIỆN HƠN Mọi góp ý xin gửi về: toankupid@gmail.com ĐIỀU KHIỂN MỜ 12 Mờ thích