Chương 4 ĐIỀU KHIỂN MỜ

Transcript

1 Chươ 4 : Đều hể mờ Chươ 4 ĐIỀU KHIỂN MỜ Khá ệm về loc mờ được áo sư L.A Zdeh đư r lầ đầu tê ăm 965, tạ trườ Đạ học Bereley, b Clor - Mỹ. ừ đó lý thuyết mờ đã được phát trể và ứ dụ rộ rã. Năm 97 tạ trườ Mry Quee, Lodo Ah, Ebrhm Mmd đã dù loc mờ để đều hể một máy hơ ước mà ô hô thể đều hể được bằ ỹ thuật cổ để. ạ Đức H Zmmerm đã dù loc mờ cho các hệ r quyết địh. ạ Nhật loc mờ được ứ dụ vào hà máy ử lý ước củ Fuj Electroc vào 98, hệ thố e đệ ầm củ Htch vào 987. Lý thuyết mờ r đờ ở Mỹ, ứ dụ đầu tê ở Ah hư phát trể mạh mẽ hất là ở Nhật. ro lĩh vực ự độ hoá loc mờ ày cà được ứ dụ rộ rã. Nó thực sự hữu dụ vớ các đố tượ phức tạp mà t chư bết rõ hàm truyề, loc mờ có thể ả quyết các vấ đề mà đều hể h để hô làm được. 4.. Khá ệm cơ bả Để hểu rõ há ệm MỜ là ì t hãy thực hệ phép so sáh su : ro toá học phổ thô t đã học há hều về tập hợp, ví dụ hư tập các số thực R, tập các số uyê tố P{,,5,...} Nhữ tập hợp hư vậy được ọ là tập hợp h để hy tập rõ, tíh RÕ ở đây được hểu là vớ một tập ác địh S chứ phầ tử thì ứ vớ phầ tử t ác địh được một á trị ys. Gờ t ét phát bểu thô thườ về tốc độ một chếc e môtô : chậm, tru bìh, hơ hh, rất hh. Phát bểu CHẬM ở đây hô được chỉ rõ là bo hêu m/h, hư vậy từ CHẬM có mề á trị là một hoả ào đó, ví dụ 5m/h m/h chẳ hạ. ập hợp L{chậm, tru bìh, hơ hh, rất hh} hư vậy được ọ là một tập các bế ô ữ. Vớ mỗ thàh phầ ô ữ củ phát bểu trê ếu ó hậ được một hả ă μ thì tập hợp F ồm các cặp, μ được ọ là tập mờ Địh hĩ tập mờ ập mờ F ác địh trê tập h để B là một tập mà mỗ phầ tử củ ó là một cặp á trị,μ F, vớ X và μ F là một áh ạ : Học ì ăm học 5-6

2 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà μ F : B [ ] tro đó : μ F ọ là hàm thuộc, B ọ là tập ề Các thuật ữ tro loc mờ μ mề t cậy Hìh 4.: MXĐ Độ co tập mờ F là á trị h Supμ F, tro đó supμ F chỉ á trị hỏ hất tro tất cả các chặ trê củ hàm μ F. Mề ác địh củ tập mờ F, ý hệu là S là tập co thoả mã : S Suppμ F { B μ F > } Mề t cậy củ tập mờ F, ý hệu là là tập co thoả mã : { B μ F } Các dạ hàm thuộc membershp ucto tro loc mờ Có rất hều dạ hàm thuộc hư : Guss, PI-shpe, S-shpe, Smodl, Z-shpe trpm bellm trm ussm ussm sm zm psm dsm pm sm

3 Chươ 4 : Đều hể mờ 4... Bế ô ữ Bế ô ữ là phầ tử chủ đạo tro các hệ thố dù loc mờ. Ở đây các thàh phầ ô ữ củ cù một ữ cảh được ết hợp lạ vớ hu. Để mh hoạ về hàm thuộc và bế ô ữ t ét ví dụ su : Xét tốc độ củ một chếc e môtô, t có thể phát bểu e đ chạy: - Rất chậm VS - Chậm S - ru bìh M - Nhh F - Rất hh VF Nhữ phát bểu hư vậy ọ là bế ô ữ củ tập mờ. Gọ là á trị củ bế tốc độ, ví dụ m/h, 6m/h Hàm thuộc tươ ứ củ các bế ô ữ trê được ý hệu là : μ VS, μ S, μ M, μ F, μ VF μ VS S M F VF tốc độ Hìh 4.: Như vậy bế tốc độ có h mề á trị : - Mề các á trị ô ữ : N { rất chậm, chậm, tru bìh, hh, rất hh } - Mề các á trị vật lý : V { B } Bế tốc độ được ác địh trê mề ô ữ N được ọ là bế ô ữ. Vớ mỗ B t có hàm thuộc : μ X { μ VS, μ S, μ M, μ F, μ VF } Ví dụ hàm thuộc tạ á trị rõ 65m/h là : μ X 65 { ;;.75;.5; } r

4 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Các phép toá trê tập mờ Cho X,Y là h tập mờ trê hô ề B, có các hàm thuộc tươ ứ là μ X, μ Y, h đó : - Phép hợp h tập mờ : X Y heo luật M μ X Y b M{ μ X b, μ Y b } heo luật Sum μ X Y b M{, μ X b μ Y b } ổ trực tếp μ X Y b μ X b μ Y b - μ X b.μ Y b - Phép o h tập mờ : X Y heo luật M μ X Y b M{ μ X b, μ Y b } heo luật Lusewcz μ X Y b M{, μ X bμ Y b-} heo luật Prod μ X Y b μ X b.μ Y b - Phép bù tập mờ : μ c b - μ X X b Luật hợp thàh. Mệh đề hợp thàh Ví dụ đều hể mực ước tro bồ chứ, t qu tâm đế yếu tố : Mực ước tro bồ L {rất thấp, thấp, vừ} Góc mở v ố dẫ G {đó, hỏ, lớ} có thể suy dễ cách thức đều hể hư thế ày : Nếu mực ước rất thấp hì óc mở v lớ Nếu mực ước thấp hì óc mở v hỏ Nếu mực ước vừ hì óc mở v đó ro ví dụ trê t thấy có cấu trúc chu là Nếu A thì B. Cấu trúc ày ọ là mệh đề hợp thàh, A là mệh đề đều ệ, C A B là mệh đề ết luậ. Địh lý Mmd : Độ phụ thuộc củ ết luậ hô được lớ hơ độ phụ thuộc đều ệ Nếu hệ thố có hều đầu vào và hều đầu r thì mệh đề suy dễ có dạ tổ quát hư su : I N d M m d he R r d K d.. Luật hợp thàh mờ Luật hợp thàh là tê ọ chu củ mô hìh bểu dễ một hy hều hàm thuộc cho một hy hều mệh đề hợp thàh.

5 Chươ 4 : Đều hể mờ Các luật hợp thàh cơ bả Luật M M Luật M Prod Luật Sum M Luật Sum Prod. huật toá ây dự mệh đề hợp thàh cho hệ SISO Luật mờ cho hệ SISO có dạ I A he B Ch hàm thuộc μ A thàh đểm,,,, Ch hàm thuộc μ B y thàh m đểm y j, j,,,m Xây dự m trậ qu hệ mờ R μ R, y R μ R, y... μ R, y μ R, ym r μ, ym R r μ R, ym r rm rm... rm Hàm thuộc μ B y đầu r ứ vớ á trị rõ đầu vào có á trị μ B y.r, vớ {,,,,,,.,, }. Số ứ vớ vị trí thứ. ro trườ hợp đầu vào là á trị mờ A thì μ B y là : μ B y { l,l,l,,l m } vớ l mm{,r }. b. huật toá ây dự mệh đề hợp thàh cho hệ MISO Luật mờ cho hệ MISO có dạ : I cd A d cd A d he rs B Các bước ây dự luật hợp thàh R : Rờ rạc các hàm thuộc μ A, μ A,, μ A, μ B y Xác địh độ thoả mã H cho từ véctơ á trị rõ đầu vào {c,c,,c } tro đó c là một tro các đểm mẫu củ μ A. ừ đó suy r H M{ μ A c, μ A c,, μ A c } Lập m trậ R ồm các hàm thuộc á trị mờ đầu r cho từ véctơ á trị mờ đầu vào: μ B y M{ H, μ B y } hoặc μ B y H. μ B y r 5

6 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Gả mờ Gả mờ là quá trìh ác địh á trị rõ ở đầu r từ hàm thuộc μ B y củ tập mờ B. Có phươ pháp ả mờ :. Phươ pháp cực đạ Các bước thực hệ : - Xác địh mề chứ á trị y, y là á trị mà tạ đó μ B y đạt M G { y Y μ B y H } - Xác địh y theo một tro cách su : Nuyê lý tru bìh Nuyê lý cậ trá Nuyê lý cậ phả μ G H y y Nuyê lý tru bìh : y Nuyê lý cậ trá : chọ y y Nuyê lý cậ phả : chọ y y. Phươ pháp trọ tâm Đểm y được ác địh là hoàh độ củ đểm trọ tâm mề được bo bở trục hoàh và đườ μ B y. Cô thức ác địh : y S yμ y dy S μydy Hìh 4.: y tro đó S là mề ác địh củ tập mờ B y y

7 Chươ 4 : Đều hể mờ Phươ pháp trọ tâm cho luật Sum-M Gả sử có m luật đều hể được trể h, ý hệu các á trị mờ đầu r củ luật đều hể thứ là μ B y thì vớ quy tắc Sum-M hàm thuộc sẽ là m μ B y μ B' y, và y được ác địh : y S y m m S tro đó M S y μ B' y dy μ y dy B' m m S yμ y dy μ B' B' y μ B' y dy và A S μ y dy B' y m m M A μ dy,,,m 4. H m m y b Xét rê cho trườ hợp các hàm thuộc dạ hìh th hư hìh trê : H M m m b mb m 6 H A m m b Chú ý h cô thức trê có thể áp dụ cả cho luật M-M Phươ pháp độ co ừ cô thức 4., ếu các hàm thuộc có dạ Sleto thì t được: y m m y H H vớ H μ B y Đây là cô thức ả mờ theo phươ pháp độ co. r 7

8 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Mô hìh mờ -Sueo Mô hìh mờ mà t ó đế tro các phầ trước là mô hìh Mmd. Ưu đểm củ mô hìh Mmd là đơ ả, dễ thực hệ hư hả ă mô tả hệ thố hô tốt. ro ỹ thuật đều hể ườ t thườ sử dụ mô hìh mờ -Sueo S. -Sueo đư r mô hìh mờ sử dụ cả hô trạ thá mờ lẫ mô tả lh hoạt hệ thố. heo /Sueo thì một vù mờ LX được mô tả bở luật : R s : I LX he A B u 4. Luật ày có hĩ là: ếu véctơ trạ thá ằm tro vù LX thì hệ thố được mô tả bở phươ trìh v phâ cục bộ A B u. Nếu toà bộ các luật củ hệ thố được ây dự thì có thể mô tả toà bộ trạ thá củ hệ tro toà cục. ro 4. m trậ A và B là hữ m trậ hằ củ hệ thố ở trọ tâm củ mề LX được ác địh từ các chươ trìh hậ dạ. ừ đó rút r được : w A B u 4. vớ w [, ] là độ thoả mã đã chuẩ hoá củ * đố vớ vù mờ LX Luật đều hể tươ ứ vớ 4. sẽ là : R c : I LX he u K Và luật đều hể cho toà bộ hô trạ thá có dạ: u N w K 4.4 ừ 4. và 4. t có phươ trìh độ học cho hệ í: l w wl A B K Ví dụ : Một hệ S ồm h luật đều hể vớ h đầu vào, và đầu r y. R : I BIG d MEDIUM he y - R : I SMALL d BIG he y 4 Đầu vào rõ đo được là * 4 và * 6. ừ hìh bê dướ t ác địh được : LX BIG *. và LX BIG *.5 LX SMALL *.7 và LX MEDIUM *.75

9 Chươ 4 : Đều hể mờ ừ đó ác địh được : M. ;.75. và M.5 ;.7.5 y và y 4 4 Như vậy h thàh phầ R và R là. ; -76 và.5 ;. heo phươ pháp tổ trọ số tru bìh t có: y Bộ đều hể mờ 4... Cấu trúc một bộ đều hể mờ Một bộ đều hể mờ ồm hâu cơ bả: Khâu mờ hoá hực hệ luật hợp thàh Khâu ả mờ Xét bộ đều hể mờ MISO su, vớ véctơ đầu vào X [ u u... ] u R I he X y R I he H H Hìh 4.4: r 9

10 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà 4... Nuyê lý đều hể mờ luật đều hể e Go dệ μ hết bị B Go dệ y đầu vào hợp thàh đầu r X e u y BĐK MỜ ĐỐI ƯỢNG HIẾ BỊ ĐO Các bước thết ế hệ thố đều hể mờ. Go dệ đầu vào ồm các hâu: mờ hó và các hâu hệu chỉh hư tỷ lệ, tích phâ, v phâ hếp bị hợp thàh : sự trể h luật hợp thàh R Go dệ đầu r ồm : hâu ả mờ và các hâu o dệ trực tếp vớ đố tượ hết ế bộ đều hể mờ Hìh 4.5: Các bước thết ế: B : Địh hĩ tất cả các bế ô ữ vào/r. B : Xác địh các tập mờ cho từ bế vào/r mờ hoá. Mề á trị vật lý củ các bế ô ữ. Số lượ tập mờ. Xác địh hàm thuộc. Rờ rạc hoá tập mờ. B : Xây dự luật hợp thàh. B4 : Chọ thết bị hơp thàh. B5 : Gả mờ và tố ưu hoá.

11 Chươ 4 : Đều hể mờ Nhữ lưu ý h thết ế BĐK mờ - Khô bo ờ dù đều hể mờ để ả quyết bà toá mà có thể dễ dà thực hệ bằ bộ đều hể h để. - Khô ê dù BĐK mờ cho các hệ thố cầ độ toà co. - hết ế BĐK mờ phả được thực hệ qu thực hệm. Phâ loạ các BĐK mờ. Đều hể Mmd MCFC. Đều hể mờ trượt SMFC. Đều hể tr bả CMFC v. Đều hể /Sueo SFC Ví dụ ứ dụ Dù đều hể mờ để đều hể hệ thố bơm ả ước tự độ. Hệ thố sẽ duy trì độ co bồ ước ở một á trị đặt trước hư mô hìh bê dướ. Mô hìh : B bộ đều hể mờ cotrol sẽ đều hể : bơm, v, v so cho mực ước ở bồ đạt á trị đặt trước set. Sơ đồ smul: r

12 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Sơ đồ hố đều hể:

13 Chươ 4 : Đều hể mờ hết lập hệ thố đều hể mờ : Xác địh các õ vào/r : Có 4 õ vào ồm : s lệch e, e; đạo hàm s lệch de, de Có õ r ồm : cotrol, cotrol, cotrol Xác địh bế ô ữ : S lệch E {âm lớ, âm hỏ, bằ hô, dươ hỏ, dươ lớ} E {NB, NM, ZR, PM, PB} Đạo hàm D {ảm hh, ảm vừ, hô đổ, tă vừ, tă hh} D {DF, DM, ZR, IM, IP} Đều hể C {đó hh,đó chậm,hô đổ,mở chậm,mở hh} C {CF, CS, NC, OS, OF} Luật đều hể : Khố cotroller và cotroller : H hố ày chỉ hác hu ở luật hợp thàh r

14 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Luật hợp thàh mờ M M DE Khố cotroller ERROR DB DM ZR IM IB NB OF OF NC NM OS ZR OF OS NC CS CF PM CS PB NC CF CF DE Khố cotroller ERROR DB DM ZR IM IB NB CF CF NC NM CS ZR CF CS NC OS OF PM OS PB NC OF OF Khố cotrol Đây là hố đều tết lưu lượ cho bồ, t đư r mức ưu tê hư su : Kh s lệch bồ lớ thì v sẽ đều tết để s lệch ày hỏ rồ mớ đế bồ. I errornb d dedb he cotrolcf I errornb d dedm he cotrolcs I errornb d dezr he cotrolcs I errornm d dedb he cotrolcs

15 Chươ 4 : Đều hể mờ I errorpb d deib he cotrolof I errorpb d deim he cotrolof I errorpb d dezr he cotrolof I errorpm d deib he cotrol OF I error NB d errornb d de DB d dedb he cotrolof I error NB d errornb d de DB d dedm he cotrolof I error NB d errornb d de DB d dezr he cotrolof I error NB d errornm d de DB d dedb he cotrolos I error NB d errornm d de DB d dedm he cotrolos I error PB d errorpb d de IB d deib he cotrolcf I error PB d errorpb d de IM d deib he cotrolcs Kết quả đáp ứ vớ các thô số hệ thố : - Chều cp bồ hehtm - Dệ tích đáy re.5m - Lưu lượ m pump mlow lt/s - Dệ tích ố dẫ ppe re.m mức ước đặt Z dt [.5.] mức ước b đầu Z t [ ] z m thờ s r 5

16 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà mức ước đặt Z dt [.5.4] mức ước b đầu Z t [.8 ] z m thờ s 4.. hết ế PID mờ Có thể ó tro lĩh vực đều hể, bộ PID được em hư một ả pháp đ ă cho các ứ dụ đều hể Alo cũ hư Dtl. Vệc thết ế bộ PID h để thườ dự trê phươ pháp Zeler-Nchols, Oere, Resh Này y ườ t thườ dù ỹ thuật hệu chỉh PID mềm dự trê phầm mềm, đây chíh là cơ sở củ thết ế PID mờ hy PID thích h Sơ đồ đều hể sử dụ PID mờ : Hìh 4.6:

17 Chươ 4 : Đều hể mờ BỘ CHỈNH ĐỊNH MỜ de dt HIẾ BỊ CHỈNH ĐỊNH e BĐK PID u ĐỐI ƯỢNG y Mô hìh toá củ bộ PID: ut K p et K t I e d K D de t dt K I G PID s K P K Ds s Các thm số K P, K I, K D được chỉh địh theo từ bộ đều hể mờ rê bệt dự trê s lệch et và đạo hàm det. Có hều phươ pháp hác hu để chỉh địh bộ PID em các phầ su hư là dự trê phếm hàm mục têu, chỉh địh trực tếp, chỉh địh theo Zho, omzu và Is Nuyê tắc chu là bắt đầu vớ các trị K P, K I, K D theo Zeler-Nchols, su đó dự vào đáp ứ và thy đổ dầ để tìm r hướ chỉh địh thích hợp Luật chỉh địh PID: í hệu r đặt b c d b Hìh 4.7 thờ Lâ cậ t cầ luật ĐK mạh để rút ắ thờ lê, do vậy chọ: K P lớ, K D hỏ và K I hỏ. r 7

18 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Lâ cậ b t tráh vọt lố lớ ê chọ: K P hỏ, K D lớ, K I hỏ. Lâ cậ c và d ố hư lâ cậ và b Ví dụ ứ dụ Mtlb Xây dự bộ PID mờ để đều hể lò hệt. Hàm truyề lò hệt theo Ke s K Zeler-Nchols : Gs, tuyế tíh hoá Gs. Ls s Ls Các bước thết ế :. Xác địh bế ô ữ: Đầu vào : bế S lệch E Đo - Đặt E E ốc độ tă DE, vớ là chu ỳ lấy mẫu. Đầu r : bế K P hệ số tỷ lệ K I hệ số tích phâ K D hệ số v phâ Số lượ bế ô ữ E {âm hều, âm vừ, âm ít, zero, dươ ít, dươ vừ, dươ hều} E { N, N, N, ZE, P, P, P } DE { âm hều, âm vừ, âm ít, zero, dươ ít, dươ vừ, dươ hều} DE { N, N, N, ZE, P, P, P } K P /K D { zero, hỏ, tru bìh, lớ, rất lớ } {Z, S, M, L,U} K I {mức,mức,mức,mức 4, mức 5} {L,L,L,L4,L5} N N N ZE P P P μ E C

19 Chươ 4 : Đều hể mờ μ N N N ZE P P P DE C/s μ Z S M L U K D K P μ L L L L4 L K I. Luật hợp thàh: Có tổ cộ là 7747 luật IF HEN Luật chỉh địh K P r 9

20 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà E K P DE N N N ZE P P P N U U U U U U U N L L L L L L L N M M M M M M M ZE Z Z Z Z Z Z Z P M M M M M M M P L L L L L L L P U U U U U U U Luật chỉh địh K D : K D DE N N N ZE P P P E N U U U U U U U N L L M M M L L N M M M M M M M ZE Z Z Z Z Z Z Z P M M M M M M M P L L M M M L L P U U U U U U U Luật chỉh địh K I : K I DE N N N ZE P P P E N L L L L L L L N L L L L L L L N L4 L L L L L L4 ZE L5 L4 L L L L4 L5 P L4 L L L L L L4 P L L L L L L L P L L L L L L L

21 Chươ 4 : Đều hể mờ Bểu dễ luật chỉh địh K P tro hô. Chọ luật và ả mờ Chọ luật hợp thàh theo quy tắc M-M Gả mờ theo phươ pháp trọ tâm. 4. Kết quả mô phỏ Vớ các thô số : K; 6; L7 ừ đây theo Zeler-Nchols t tìm r được bộ b thô số {K P, K I, K D } Đồ thị dướ đây sẽ cho t thấy sự hác bệt củ đều hể mờ so vớ đều hể h để. C hm số theo Zeler-Nchols hm số PID mờ t s r

22 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà 4.4. Hệ mờ l Hệ mờ l Fuzzy Hybrd là một hệ thố đều hể tự độ tro đó thết bị đều hể bo ồm: phầ đều hể h để và phầ hệ mờ Các dạ hệ mờ l phổ bế:. Hệ mờ l hô thích h Bộ tề Xử lý mờ BỘ ĐK ĐỐI ƯỢNG Hìh 4.8. Hệ mờ l cscde BĐK MỜ BĐK KINH ĐIỂN Δu u ĐỐI ƯỢNG y Hìh 4.9. Cô tắc mờ Đều hể hệ thố theo ểu chuyể đổ hâu đều hể có thm số đò hỏ thết bị đều hể phả chứ đự tất cả các cấu trúc và thm số hác hu cho từ trườ hợp. Hệ thố sẽ tự chọ hâu đều hể có thm số phù hợp vớ đố tượ. Bộ đều hể BĐK MỜ Bộ đều hể u Đố tượ y Hìh 4.

23 Chươ 4 : Đều hể mờ Ví dụ mh hoạ Hãy ét sự hác bệt h sử dụ bộ tề ử lý mờ để đều hể đố tượ K ồm hâu chết ố tếp vớ hâu G s. Chọ BĐK PI vớ s.s thm số K P, I.sec. E Bộ mờ DE y K R -Δu Gs Δ s Δu I Đố tượ Sử dụ Smul ết hợp vớ toolbo FIS Edtor củ Mtlb để mô phỏ hệ thố trê. Đáp ứ hệ thố h hô có bộ mờ: r

24 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà hử vớ các á trị Δu và K hác hu cho thấy đặc tíh độ củ hệ sẽ ấu đ h vù chết rộ hoặc hệ số huếch đạ lớ. Để hệu chỉh đặc tíh độ củ hệ thố t đư vào bộ lọc mờ hư hìh vẽ ở trê. Xây dự luật đều hể vớ đầu vào và một đầu r hư su: DE Δ NB NS ZE PS PB NB NB NS NS NS NS NS ZE E ZE NB NS ZE PS PB PS PS PS PS PS PB PB PS PB ất cả 8 luật có huô dạ hư su: Nếu E và DE hì Δ ro đó,, {NB, NS, ZE, PS, PB} μ NB NS ZE PS PB μ NB NS ZE PS PB - E - DE - Δ

25 Chươ 4 : Đều hể mờ ừ h đồ thị trê t thấy được bộ mờ đã cả thệ rất tốt đặc tíh độ củ hệ thố. hử vớ hều Δu hác hu t sẽ thấy đáp ứ hầu hư hô phụ thuộc vào Δu Hệ mờ mạ ơro và ứ dụ Mạ ơro hâ tạo Mạ ơro là sự tá tạo bằ ỹ thuật hữ chức ă củ hệ thầ h co ườ. Mạ ơro ồm vô số các ơro lê ết vớ hu hư hìh su Nhâ Ao Khớp ố Hìh 4. H đặc tíh cơ bả củ mạ ơro là: Quá trìh tíh toá được tế hàh so so và phâ tá trê hều ơro ầ hư đồ thờ. íh toá thực chất là quá trìh học, chứ hô phả theo sơ đồ địh sẵ từ trước. Mô hìh toá củ mạ ơro hâ tạo : Artcl Neurl Networs X Bộ tổ y Đây là mô hìh đều hể dạ MISO, vớ đầu vào là tíh hệu X{,, }, đầu r là tí hệu y được ác địh: yt w t θ, Hàm ph tuyế tro đó θ là ưỡ ích hoạt ơro, w là các trọ số, là hàm ích hoạt. r 5

26 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Cấu trúc mạ ơro Nuyê lý cấu tạo củ một mạ ơro là bo ồm hều lớp, mỗ lớp bo ồm hều ơro có cù một chức ă. Su đây là các dạ lê ết mạ cơ bả: Mạ truyề thẳ Feedorwrd Neurl Networs y b Mạ có hồ tếp: Lớp vào Lớp bị che Lớp r Một số mạ ơro cơ bả. Mạ MLP Multlyer perceptro Có rất hều cô trìh hê cứu về mạ MLP và đã cho thấy hều ưu đểm củ mạ ày. Mạ MLP là cơ sở cho thuật toá l truyề ược và hả ă ấp ỉ lê tục. huật toá l truyề ược: ập dữ lệu đã cho có mẫu,d, vớ mỗ, là tí hệu đầu vào, d là đầu r mo muố. Quá trìh học là vệc thực hệ cực tểu hoá hàm G su: G N G N, vớ G yq dq q N Q là số út tạ lớp r củ mạ. Cò trọ số lê ết mạ được đều chỉh theo phép lặp su :

27 Chươ 4 : Đều hể mờ G w w μ, tro đó μ > là hằ số tỷ lệ học. ω Mạ MLP là một ả pháp hữu hệu cho vệc mô hìh hoá, đặc bệt vớ quá trìh phức tạp hoặc cơ chế chư rõ rà. Nó hô đò hỏ phả bết trước dạ hoặc thm số.. Mạ RBF Rdl bss uctos Bểu dễ toá học củ RBF N C R F C ϕ tro đó C : véctơ chứ trọ số RBF R : véctơ chứ các tâm RBF ϕ : hàm cơ sở hoặc hàm ích hoạt củ mạ F : hàm hậ được từ đầu r củ mạ C : hệ số chệch : chuẩ Euclde Nhờ hả ă ấp ỉ các hàm ph tuyế bất ì vớ độ chíh ác tuỳ ý, mạ ơro, đặc bệt là mạ RBF là cô cụ qu trọ cho mô hìh hoá hệ thố và cho đều hể thích h các hệ thố ph tuyế Nhậ dạ mô hìh và đều hể sử dụ mạ ơro. Nhậ dạ thô số mô hìh u Nhậ dạ thô số chíh là quá trìh luyệ mạ. í hệu s số e y ~ y là cơ sở cho luyệ mạ, Δ là thờ trễ.. Đều hể sử dụ mạ ơro Δ Đố tượ ĐK Hìh 4. Mạ ơro y ~ y có hều cấu trúc đều hể sử dụ mạ ơro hư: Δ e r 7

28 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Đều hể theo vò hở Đều hể theo vò í Đều hể vớ mô hìh thm chếu Đều hể theo thờ vượt quá over tme Bộ đều hể vớ quyết địh hổ trợ củ mạ ơro Mô hìh thm chếu y d e r e BĐK bằ mạ ơro u ĐĐK y Hìh 4.: Đều hể vớ mô hìh thm chếu và s số l truyề qu ĐĐK. Ứ dụ mạ RBF để hậ dạ hệ độ lực học ph tuyế Xét hệ độ học ph tuyế củ ĐĐK u 4.5 Gả sử ĐĐK là ổ địh vò hở, véctơ trạ thá là qu sát được. Cầ tìm mô hìh ấp ỉ 4.5. Chọ A R m là m trậ ổ địh, t vết lạ 4.5 dạ : A A u heo tíh chất ấp ỉ củ mạ RBF cho hàm ph tuyế: Nếu số lượ các út tro lớp ẩ là đủ lớ thì - A và có thể ấp ỉ bằ các mạ RBF su: - A W*S và V*S tro đó W* R N và V* R N là các m trậ trọ số củ các tổ hợp tuyế tíh trê. N ác địh số lượ út tro một lớp RBF củ mạ. S [ S, S,, S N ], véctơ các hàm cơ sở su: S ρ, vớ,,, N C âm C R và độ rộ ρ R được bết trước. vết lạ 4.5 hư su: A W * S V * S u Vậy mô hìh củ đố tượ có thể được mô tả bằ phươ trìh:

29 Chươ 4 : Đều hể mờ ~ A ~ WS VS u tro đó W R N, V R N là các m trậ ước lượ củ W*, V*, ~ R là ước lượ trạ thá củ. Gọ e ~, W e W*-W, V e V*-V Phươ trìh s số ước lượ sẽ là : e Ae W es VeS u 4.6 huật toá hậ dạ sử dụ hàm Lypuov: L e, We, Ve e Pe r We We r Ve Ve 4.7 vớ P là m trậ đố ứ ác địh dươ. Có thể ác địh m trậ Q đố ứ ác địh dươ thoả phươ trìh Lypuov su: PAA P - Q. hy 4.6 vào 4.7 và lấy đạo hàm t được: L e PA A P e S We Pe S Ve Peu r W e We r V e Ve Chọ : r W W S W P 4.8 e e e e r V V S V P u 4.9 e e e thì : L e, We, Ve e Qe 4. Do các m trậ W* và V* là m trậ hằ ê từ 4.8, 4.9 t suy r thuật hậ dạ mô hìh hư su: W V j j S S j j P P e e u vớ,,,n và j,,,n, P j là phầ tử củ m trậ Lypuov P. ừ 4.7 t thấy rằ L e,w e,v e ừ 4. hậ được L, W, V e e e Vì vậy e t, W e, V e, hoặc, W W*, V V* h t. Để tíh toá đơ ả có thể chọ : A I, Q qi, P pi, vớ >, q > và I là m trậ đơ vị Kh đó thuật toá hậ dạ mô hìh đơ ả hư su: e r 9

30 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà W V j j ps j e ps u j e q ừ phươ trìh Lypuov rút r : p >. Để hộ tụ đế trọ số thực, hệ độ lực phả có đủ àu thô t ở đầu vào. Vì thế đ số đầu vào được chọ ẫu hê Kết hợp mạ ơro và hệ mờ Qu phâ tích ở trê t có thể thấy được hữ ưu hược đểm củ mạ ơro và đều hể mờ hư su: íh chất Mạ Nơro Bộ đều hể mờ hể hệ tr thức hô qu trọ số được thể hệ ẩ tro mạ Được thể hệ y tạ luật hợp thàh Nuồ củ tr thức ừ các mẫu học ừ h hệm chuyê Xử lý thô t hô chắc chắ Địh lượ Địh lượ và địh tíh Lưu ữ tr thức ro ơro và trọ số củ từ đườ hép ố ro luật hợp thàh và hàm thuộc ơro Khả ă cập hật và hô qu quá trìh học Khô có â co ế thức íh hạy cảm vớ hữ thy đổ củ mô hìh hấp Co ừ đó ườ t đã đ đế vệc ết hợp mạ ơro và đều hể mờ để hìh thàh bộ đều hể mờ - ơro có ưu đểm vượt trộ. Vào Mạ ơro Xử lý tí hệu ơro vào Ước lượ trạ thá Dự báo trạ thá Nhậ dạ hệ thố Bộ đều hể mờ Đều hể R quyết địh R Kế trúc ểu mẫu củ một hệ mờ-ơro

31 Chươ 4 : Đều hể mờ huật toá d truyề GA Gớ thệu huật toá d truyề là thuật toá tố ưu ẫu hê dự trê cơ chế chọ lọc tự hê và tế hó d truyề. Nuyê lý cơ bả củ thuật toá d truyề đã được Holld ớ thệu vào ăm 96. Cơ sở toá học đã được phát trể từ cuố hữ ăm 96 và đã được ớ thệu tro quyể sách đầu tê củ Holld, Adptve Nturl d Artcl Systems. huật toá d truyề được ứ dụ đầu tê tro h lĩh vực chíh: tố ưu hó và học tập củ máy. ro lĩh vực tố ưu hó thuật toá d truyề được phát trể hh chó và ứ dụ tro hều lĩh vực hác hu hư tố ưu hàm, ử lý ảh, bà toá hàh trìh ườ bá hà, hậ dạ hệ thố và đều hể. huật toá d truyề cũ hư các thuật toá tế hó ó chu, hìh thàh dự trê qu ệm cho rằ, quá trìh tế hó tự hê là quá trìh hoà hảo hất, hợp lý hất và tự ó đã m tíh tố ưu. Qu ệm ày có thể em hư một tê đề đú, hô chứ mh được, hư phù hợp vớ thực tế hách qu. Quá trìh tế hó thể hệ tíh tố ưu ở chỗ, thế hệ su bo ờ cũ tốt hơ phát trể hơ, hoà thệ hơ thế hệ trước bở tíh ế thừ và đấu trh sh tồ. Các phép toá củ thuật toá d truyề. á sh Reproducto á sh là quá trìh chọ quầ thể mớ thỏ phâ bố ác suất dự trê độ thích h. Độ thích h là một hàm á một á trị thực cho cá thể tro quầ thể. Các cá thể có độ thích h lớ sẽ có hều bả so tro thế hệ mớ. Hàm thích h có thể hô tuyế tíh,hô đạo hàm, hô lê tục bở vì thuật toá d truyề chỉ cầ lê ết hàm thích h vớ các chuỗ số. Quá trìh ày được thực hệ dự trê báh e quy roulette báh e sổ ố vớ các rãh được địh ích thước theo độ thích h. Kỹ thuật ày được ọ là lự chọ ch mẹ theo báh e roulette. Báh e roulette được ây dự hư su ả địh rằ, các độ thích h đều dươ, tro trườ hợp ược lạ thì t có thể dù một và phép bế đổ tươ ứ để địh lạ tỷ lệ so cho các độ thích h đều dươ. r

32 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà - íh độ thích h, củ mỗ hễm sắc thể tro quầ thể hệ hàh,vớ là ích thước củ quầ thể số hễm sắc thể tro quầ thể. - ìm tổ á trị thích h toà quầ thể: F - íh ác suất chọ p cho mỗ hễm sắc thể: p F - íh vị trí ác suất q củ mỗ hễm sắc thể: q p j ế trìh chọ lọc được thực hệ bằ cách quy báh e roulette lầ, mỗ lầ chọ một hễm sắc thể từ quầ thể hệ hàh vào quầ thể mớ theo cách su: - Phát sh ẫu hê một số r quy báh e roulette tro hoả [ ] - Nếu r < q thì chọ hễm sắc thể đầu tê; ược lạ thì chọ hễm sắc thể thứ so cho q - < r q j Ví dụ 4.5.6: Xem ét dâ số có 6 hễm sắc thể vớ á trị tổ thích h toà quầ thể là 5 bả, báh e roulette tro hìh 4.4. Bây ờ t quy báh e roulette 6 lầ, mỗ lầ chọ một hễm sắc thể cho quầ thể mớ. Gá trị ẫu hê củ 6 số tro hoả [ ] và các hễm sắc thể tươ ứ được chọ được cho tro bả. Nhễm sắc thể Chuổ mã hó rị thích h Xác suất chọ p I Vị trí ác suất q Bả : Các hễm sắc thể và các á trị thích h

33 Chươ 4 : Đều hể mờ Hìh 4.4: Báh e roulette Số ẫu hê Nhễm sắc thể Bả : Quầ thể mớ Qu ví dụ trê t thấy rằ, có thể sẽ có một số hễm sắc thể được chọ hều lầ, các hễm sắc thể có độ thích h co hơ sẽ có hều bả so hơ, các hễm sắc thể có độ thích h ém hất th dầ dầ chết đ. Su h lự chọ được quầ thể mớ, bước tếp theo tro thuật toá d truyề là thực hệ các phép toá l hép và đột bế.. L hép Crossover Phép l là quá trìh hìh thàh hễm sắc thể mớ trê cơ sở các hễm sắc thể ch - mẹ, bằ cách hép một hy hều đoạ e củ h hy hều hễm sắc thể ch - mẹ vớ hu. Phép l ảy r vớ ác suất p c, được thực hệ hư su: - Đố vớ mỗ hễm sắc thể tro quầ thể mớ, phát sh ẫu hê một số r tro hoả [ ], ếu r < p c thì hễm sắc thể đó được chọ để l hép. r

34 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà - Ghép đô các hễm sắc thể đã chọ được một cách ẫu hê, đố vớ mỗ cặp hễm sắc thể được hép đô, t phát sh ẫu hê một số uyê pos tro hoả [ m-] m là tổ chều dà củ một hễm sắc thể - tổ số e. Số pos cho bết vị trí củ đểm l. Đều ày được mh họ hư su: Vị trí l b b b pos b pos b m c c c pos c pos c m - Chuyể đổ các e ằm su vị trí l. b b b pos c pos c m c c c pos b pos b m Như vậy phép l ày tạo r h chuỗ mớ, mỗ chuổ đều được thừ hưở hữ đặc tíh lấy từ ch và mẹ củ chú. Mặc dù phép l hép sử dụ lự chọ ẫu hê, hư ó hô được em hư là một lố đ ẫu hê qu hô tìm ếm. Sự ết hợp ữ tá sh và l hép làm cho thuật toá d truyề hướ vệc tìm ếm đế hữ vù tốt hơ.. Đột bế Mutto Đột bế là hệ tượ cá thể co m một số tíh trạ hô có tro mã d truyề củ ch mẹ. Phép đột bế ảy r vớ ác suất p m, hỏ hơ rất hều so vớ ác suất l p c. Mỗ e tro tất cả các hễm sắc thể có cơ hộ bị đột bế hư hu, hĩ là đố vớ mỗ hễm sắc thể tro quầ thể hệ hàh su h l và đố vớ mỗ e tro hễm sắc thể, quá trìh đột bế được thực hệ hư su: - Phát sh ẫu hê một số r tro hoả [ ] - Nếu r < p m, thì đột bế e đó. Đột bế làm tă hả ă tìm được lờ ả ầ tố ưu củ thuật toá d truyề. Đột bế hô được sử dụ thườ uyê vì ó là phép toá tìm

35 Chươ 4 : Đều hể mờ ếm ẫu hê, vớ tỷ lệ đột bế co, thuật toá d truyề sẽ cò ấu hơ phươ pháp tìm ếm ẫu hê. Su quá trìh tá sh, l và đột bế, quầ thể mớ tếp tục được tíh toá các á trị thích h, sự tíh toá ày được dù để ây dự phâ bố ác suất cho tế trìh tá sh tếp theo, hĩ là, để ây dự lạ báh e roulette vớ các rãh được địh ích thước theo các á trị thích h hệ hàh. Phầ cò lạ củ thuật toá d truyề chỉ là sự lặp lạ chu trìh củ hữ bước trê. Cấu trúc củ thuật toá d truyề tổ quát huật toá d truyề bo ồm các bước su: - Bước : Khở tạo quầ thể các hễm sắc thể. - Bước : Xác địh á trị thích h củ từ hễm sắc thể. - Bước : So chép lạ các hễm sắc thể dự vào á trị thích h củ chú và tạo r hữ hễm sắc thể mớ bằ các phép toá d truyề. - Bước 4: Loạ bỏ hữ thàh vê hô thích h tro quầ thể. - Bước 5: Chè hữ hễm sắc thể mớ vào quầ thể để hìh thàh một quầ thể mớ. - Bước 6: Nếu mục têu tìm ếm đạt được thì dừ lạ, ếu hô trở lạ bước. r 5

36 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà 4.6. Ứ dụ đều hể mờ tro thết ế hệ thố 4.6. Đều hể mờ hô thích h Nodptve Fuzzy Cotrol. Bộ đều hể mờ tuyế tíh ổ địh SISO Phươ trìh bế trạ thá củ hệ SISO t A t bu t y t c t u t [ y t] hy phươ trìh cuố vào h phươ trìh trê t được hệ mờ vò í hư su: u b c y Đố tượ ĐK y hết ế BĐK mờ ổ địh SISO Bước : Gả sử yt có mề á trị là hoả U[α β], ch U r N hoả A hư hìh vẽ bê dướ: A A A N A N A N A N A N μ A BĐK mờ Hìh 4.5: Cấu trúc hệ SISO α N N β y Hìh 4.6: Hàm thuộc củ BĐK

37 Chươ 4 : Đều hể mờ Bước : hàh lập N luật mờ IF HEN có huô dạ IF y A HEN u B tro đó,,.,n và trọ tâm y củ hoả mờ B là:,..., N y N 4. N,...,N Bước : Chọ luật hợp thàh tích, ả mờ theo phươ pháp tru bìh trọ số, t có luật đều hể hư su: u N y N yμ A A y μ y vớ y thoả 4. và μ y được êu tro Hìh 4.6. A. Bộ ĐK mờ tuyế tíh ổ địh MIMO Phươ trìh bế trạ thá củ hệ MIMO: t A t Bu t 4. y t C t Gả sử hệ có m đầu vào và m đầu r thì ut u t,,u m t có dạ : u t - [yt] 4. vớ,,,m và [yt] là hệ mờ m đầu vào đầu r. Mô hìh hệ thố có cấu trúc hư Hìh 4.5, hư thy cho các số b,c bở các m trậ B,C, hàm vô hướ bở véctơ,,, m. hết ế BĐK mờ ổ địh MIMO Bước : Gả sử đầu r y t có mề á trị là U [α β ], vớ,,m. Ch U t N hoả A l và thết lập hàm thuộc hư Hìh F. Bước : hàh Lập m hóm luật mờ IF HEN, hóm thứ chứ m N luật dạ: l IF y A Ad. Ad y m A lm, HEN u ro đó l,,,n ;,,,m và trọ số đựơc chọ hư su: m l l B... m l lm y... l l B... m củ tập mờ r 7

38 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà l,,..., N l... lm y l N 4.4 l N,...,N Bước : Chọ luật hợp thàh tích, ả mờ theo phươ pháp tru bìh trọ số, t được luật đều hể: u vớ,,,m. N Nm l... lm... y l l m m m... l l m y N μ l m A μ l A y y 4.5. Bộ đều hể mờ tố ưu Phươ trìh trạ thá t A t Bu t vớ R và u R m, và chỉ têu chất lượ dạ toà phươ: J 4.6 M [ t Q t u t Ru t ]dt 4.7 vớ M R, Q R, R R m m là các m trậ ác địh dươ. ác địh ut dạ hư 4.5, vớ ut u,u,,u m u N Chú t cầ ác địh thô số N N l... l m... y l l N... l l y... μ l l để cực tểu J. μ l A l A địh hĩ hàm mờ cơ sở b b,, b N vớ: b μ l A N... l l l N μ l A vớ l,,,n ; l,,,n và N N. địh hĩ m trậ thô số Θ R m N hư su :

39 Chươ 4 : Đều hể mờ [ Θ Θ Θ ] Θ,,..., 4. m N vớ Θ R l l chứ N thô số y..., có bậc ố hư b l. vết lạ tí hệu đều hể mờ dạ u u,u,..,u m -,,- hư su: u Θb 4. Gờ t ả sử Θ Θt. hy 4. vào 4.6 và 4.7 t được : t A t BΘ t b[ t ] 4. và hàm chỉ têu chất lượ là : J M [ t Q t b t Θ t RΘ t b t ]dt 4. Vì vậy vấ đề cầ ả quyết bây ờ là ác địh Θt tố ưu để cự tểu hoá J. Xét hàm Hmlto: H, Θ, p Q b Θ RΘb p [ A BΘb ] 4.4 H có: RΘb b B pb Θ Suy r : Θ R B pb [ b b ] 4.5 hy 4.5 vào 4.4 t được: H, p Q p A [ α α ] p BR B p 4.6 tro đó: α b [ b b ] b 4.7 Áp dụ uyê lý cực tểu Potry t được: H A [ α α ] BR B p 4.8 p H α p Q A p [α ] p BR B p 4.9 Gả h phươ trìh v phâ 4.7 và 4.8 t sẽ được * t và p * t, từ đó t ác địh được: Θ t R B p t b t[ b t b t] 4. r 9

40 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Và bộ mờ tố ưu sẽ là: u Θ t b 4. Các bước để thết ế BĐK mờ tố ưu: Bước : Xác địh hàm thuộc μ, vớ l A l,,,n và I,,. Chọ dạ hàm thuộc là Guss. Bước : íh hàm mờ cơ sở b l theo 4.9 và tíh α theo 4.7, ác α địh trị đạo hàm :. Bước : Gả 4.8 và 4.9 để được * t và p * t, tíh Θ * t theo 4. vớ t [ ]. Bước 4: Xác địh BĐK mờ tố ưu từ 4. Ví dụ ứ dụ: Hãy thết ế và mô phỏ hệ thố Quả bó và đò bẩy hư hìh vẽ su: r u O θ hết ế BĐK mờ để đều hể quả bó d chuyể từ đểm ốc O đế mục têu vị trí đặt cách O hoả r. Chọ bế trạ thá hư su: r, r, θ, θ,,, và y r 4 Phươ trìh bế trạ thá được chọ là: 4 α 4 β s u 4 Chọ M, QI, RI, N vớ,,,4. Chọ hàm thuộc dạ: l μ ep[ ] l A p Hìh 4.7

41 Chươ 4 : Đều hể mờ l ro đó,,, 4; l,,, 4, 5 và b l vớ -, 4 -, b b, b b 4.5. Chọ α.74, β 9.8. Kết quả mô phỏ vớ mục têu hác hu: mục têu đều hể 4. Đều hể mờ có hệ thố ám sát Đố tượ Bộ ĐK mờ Bộ ĐK ám sát Hìh 4.8 hết ế bộ ám sát Xét hệ thố ph tuyế được cho bở phươ trìh v phâ:,,...,,,..., u 4. tro đó,,..., là véctơ trạ thá r, u R là tí hệu đều hể, và là các hàm chư bết, ả thết >.Gả sử t đã có BĐK mờ: u u uzz r 4

42 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Gả sử t M, vớ M cost. Kh thêm bộ ám sát thì tí hệu đều hể hệ thố sẽ là: u u uzz I*u s 4. tro đó I* ếu t M, I* ếu t < M. cầ thết ế bộ ám sát u s t. hy 4. vào 4. t được: u uzz I*u s 4.4 Gả sử t luô ác địh được h hàm U và L so cho U và < L. Đặt : u [ ] ro đó, -,.., R. vết lạ 4.4 hư su: [ u u I u ] uzz s Đặt A b Vết 4.6 dạ véctơ : A b u u I u ] 4.7 [ uzz s Xét hàm Lypuov : V P 4.8 ro đó P là m trậ đố ứ ác địh dươ thoả phươ trìh Lypuov : A P PA Q 4.9 ừ 4.7, 4.9 và ét trườ hợp M, t có:

43 Chươ 4 : Đều hể mờ V Q Pb[ u uzz u us ] Pb u uzz u Pbu s 4.4 cầ tìm u s để V, ết hợp phươ trìh trê vớ t đựơc: U u s s Pb u uzz 4.4 L hy 4.4 vào 4.4 t sẽ được V. Ví dụ hết ế hệ thố có bộ ám sát để ữ câ bằ cho co lắc ược. Mô hìh: θ θ l msθ m c u Phươ trìh trạ thá: 4.4 Hìh 4.9 ml cos s cos s mc m mc m u mcos 4 mcos l l mc m mc m hết ế bộ ám sát Đầu tê t tìm U và L, t có ml cos s s m c m., mcos.5 l m m. c r 4

44 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà chọ U, Để co lắc ổ địh thì óc θ. Suy r M. cos,..5. cos. chọ L,. Chọ các thô số thết ế hư su: π/8,,, Q 5 5 Gả phươ trìh Lypuov 4.9 t được : P 5 5 hết ế BĐK mờ để được u uzz. ừ 4.4 t sẽ được BĐK có ám sát hệ co lắc ược. Dù smul củ mtlb chạy mô phỏ t sẽ thấy được tíh ưu vệt h có và hô sử dụ bộ ám sát. 5. Đều hể mờ trượt. Nuyê lý đều hể trượt Xét hệ thố ph tuyế X X u 4.44 yt t tro đó u là tí hệu đều hể, là tí hệu r, X,,..., là véctơ trạ thá. ro G. X là hàm chư bết và bị chặ bở một hàm đã bết: X ˆ X Δ X 4.45 và Δ X F X 4.46 < < X < 4.47 tro đó ˆ X, F X đã bết,, là các hằ số dươ. Đố vớ mục têu đều hể ổ địh hệ thố thì chú t cầ ác địh luật đều hể hồ tếp u ux so cho õ r củ hệ thố h t.

45 Chươ 4 : Đều hể mờ Để làm được đều ày t đư r hàm trượt su: d d S dt dt tro đó là bậc củ đố tượ. d... dt 4.48 Các hệ số,,, - phả được chọ so cho đ thức đặc trư củ phươ trìh v phâ S là đ thức Hurwtz. Phươ trìh S mô tả một mặt tro hô trạ thá chều ọ là mặt trượt Sld surce. cầ ác địh luật đều hể u so cho S để có. Đố vớ đều hể bám mục têu, t cầ ác địh luật đều hể u ux so cho trạ thá củ hệ thố vò í sẽ bám theo trạ thá mo muố X d,,..., d Gọ e là s lệch ữ tí hệu r và tí hệu đặt: e X X d d d e, e,..., e Mục têu đều hể là trệt têu e h t. Địh hĩ hàm trượt : d e d e de S e e... dt dt dt 4.49 tro đó là bậc củ đố tượ đều hể, các hệ số,, - được chọ so cho đ thức đặc trư củ Se là đ thức Hurwtz. Sử dụ phươ pháp Lypuov, chọ hàm V ác địh dươ hư su: V S 4.5 V SS 4.5 Để V ác địh âm t chọ luật đều hể u so cho: Kh S> thì S < Kh S< thì S > Do vậy vớ hàm trượt Se t ác địh luật đều hể u thoả: ds s S < dt 4.5 r 45

46 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Vớ luật đều hể hư vậy, hệ thố sẽ ổ địh theo têu chuẩ Lypuov, lúc ày mọ quỹ đạo trạ thá củ hệ thố bê oà mặt trượt sẽ được đư về mặt trượt và duy trì một cách bề vữ. S Hìh 4. Mặt trượt bậc h. Hệ thố đều hể trượt mờ Xét hệ thố 4.44, t cầ ác địh luật đều hể u để đư õ r củ hệ thố bám theo theo á trị mo muố cho trước yt y d t hy ó cách hác là e y y,,,,- d Dự vào đặt tíh củ bộ đều hể trượt t cầ thực hệ h bước su: Bước : Chọ mặt trượt S Bước : hết ế luật đều hể cho hệ thố rơ vào mặt trượt S và duy trì ở chế độ ày mã mã. Gọ e t e t, e t,..., e t e t, e t,..., e t Chọ hàm trượt: d e d e de S e b b b e dt dt dt ro đó b, b,,b - được chọ so cho hệm củ đ thức đặc trư p b p... b p b đều ằm bê trá mặt phẳ phức. Mặt trượt S được cho bở phươ trìh Se, luật đều hể u được chọ ds so cho s S <. dt

47 Chươ 4 : Đều hể mờ.hết ế bộ đều hể mờ trượt bậc h Xét hệ thố ph tuyế bậc h su: X X u 4.54 y 4.55 tro đó X, là véctơ trạ thá, u là õ vào đều hể yt là õ r củ hệ thố. Mục têu củ đều hể là ác địh luật đều hể u để õ r củ hệ thố bám theo quỹ đạo mo muố y d t vớ s số hỏ hất. Luật đều hể u ồm thàh phầ: u u eq u s 4.56 hàh phầ u eq được thết ế hư su: ueq t [ ˆ X, t y d t λe], λ> 4.57 ˆ hàh phầ u s được chọ là: us t [ α F X, t η α ueq t ] 4.58 ˆ ro đó ˆ X, t là á trị ước lượ củ X,t FX,t là câ trê củ s số ước lượ < < X < ˆ α Luật đều hể mờ được thết ế hư su: u t, S < u t 4.59 u t, S > ro đó: u u t u t u eq eq t ˆ t ˆ [ α F X, t η α ueq t ] [ α F X, t η α u t ] eq 4.6 r 47

48 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Hệ qu tắc mờ có huô dạ hư su: R : Nếu S< hì u t u t R : Nếu S> hì u t u t 4.6 Chọ luật hợp thàh tích, ả mờ theo phươ pháp trọ tâm, luật đều hể u được ác địh hư su: Vớ u t r r β S u t r : số luật mờ j β S β S μ S μ S là hàm thuộc có dạ Guss hư su: A j A j 4.6 Hìh 4. : Dạ hàm thuộc để mờ hó 4. hết ế BĐK mờ trượt cho hệ thố â vật tro từ trườ Mô hìh: Hìh 4. mh hoạ một hệ thố â vật bằ từ trườ, từ trườ được tạo r từ cuộ dây quấ quh lõ thép, cuộ dây hậ áp đều hể u.

49 Chươ 4 : Đều hể mờ Hìh 4. : Hệ thố â vật tro từ trườ Phươ trìh toá mô tả hệ thố dh v dt d L h u R 4.6 dt dv m m C dt h ro đó: h : vị trí hò b m v : vậ tốc hò b m/s : dò đệ qu cuộ dây A u : đệ áp cu cấp cho cuộ dây V R, L : đệ trở và đệ cảm cuộ dây Ω, H C : hằ số lực từ Nm /A m : hố lượ hò b K : tốc trọ trườ. m/s Đệ cảm củ cuộ dây là một hàm ph tuyế phụ thuộc vào vị trí củ hò b C L h L 4.64 h L là đệ cảm củ cuộ dây h hò b ở rất. Chọ bế trạ thá hư su: r 49

50 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà h, v, 4.65 Véctơ trạ thá củ hệ thố X,, ừ 4.6, 4.64 và 4.65 t được phươ trìh trạ thá: u L L C L R m C 4.66 Đểm câ bằ củ hệ thố là hệm củ hệ,, Gả r được X b [ b,, b ], vớ C m b b Gọ X d [ d, d, d ] là véctơ trạ thá mo muố. Mục têu củ hệ thố là đư X tế về X d vớ s số hỏ hất. hết ế BĐK trượt hực hệ phép đổ trục hư su: m C z z z d 4.67 Lúc ày t cầ ác địh luật đều hể u so cho Z z, z, z tế về,, h t, h ấy X X d. Kết hợp 4.66, 4.67 và một số phép bế đổ t được: u z m C z L L R z L C z z z z z z z z d d d 4.68

51 Chươ 4 : Đều hể mờ r 5 Đặt L R z L C z z z z u z m C z L z d d d 4.69 ừ 4.68 và 4.69 t được mô hìh độ học củ hệ thố tro hệ toạ độ mớ hư su: u z z z z z z z 4.7 Nõ r củ hệ thố tro hệ tọ độ mớ là: d z e 4.7 Mố qu hệ õ vào và õ r: u z z e 4.7 H hàm z, z tươ ứ tro hệ toạ độ b đầu là, : Lm C L R L C m C 4.7 vết lạ 4.7 tro hệ toạ độ b đầu: u e 4.74 Chọ mặt trượt hư su: e e e S 4.75 Vớ, được chọ so cho đ thức đặt trư củ phươ trìh S là Hurwtz. ừ 4.75 và 4.7 t được: z z z S 4.76 Lấy đạo hàm củ S theo thờ t được: z z u z z z z z S 4.77 Chọ luật đều hể u hư su:

52 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà [ ] z z z Ws z z z z u 4.78 hy 4.78 vào 4.77 t được: S Ws z z z Ws S 4.79 Nếu chọ W là hằ số dươ thì t sẽ được < S S. Do vậy bế trạ thá Z sẽ hộ tụ về zero h t thoả yêu cầu đề r. có thể vết lạ mặt trượt S dướ dạ hàm củ,, hư su: d m C S 4.8 Và luật đều hể u là: d m C Ws m C u 4.8 Các thô số mô phỏ củ hệ thố Khố lượ hò b m.87, bá íh R 7.4mm, một m châm đệ, đệ trở cuộ dây R 8.7Ω, đệ há L.65H, hằ số lực từ C.4-4 Nm A. Kết quả mô phỏ bắ smul củ Mtlb hư su: Hìh 4.: Vị trí và áp đều hể h tí hệu đặt bế thê

53 Chươ 4 : Đều hể mờ r 5 hết ế BĐK trượt mờ cho hệ thố â vật tro từ trườ ro phầ thết ế BĐK trượt t đã bết luật đều hể u hư su: Ws S m C u vớ S được ác địh từ 4.8, và được ác địh từ 4.7. Do tro luật đều hể có hàm s ê ây r hệ tượ do độ, để hắc phục hược đểm ày t thêm hâu ử lý mờ tro bộ đều hể để thy thế cho hàm s. Chọ luật đều hể u u eq u s, vớ: m C u eq 4.8 Hìh 4.4: Vị trí và áp đều hể h tí hệu đặt là

54 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Các bước ây dự bộ mờ: Bước : Mờ hoá mặt trượt S Hìh 4.5:Hàm thuộc vớ 5 tập mờ Bước : Xây dự hệ qu tắc mờ: R : I S s zero he u u eq R : I S s pos he u u eq C R : I S s lpos he u u eq C R 4 : I S s e he u 4 u eq C R 5 : I S s le he u 5 u eq C C, C là các hằ số dươ C > C Bước : Gả mờ Bằ phươ pháp ả mờ trọ tâm, luật đều hể u được ác địh: u 5 5 β u ro đó β là độ đú củ qu tắc thứ : β μ β μ β μ β μ 4 β μ 5 β zero pos lpos e l e S S S S S

55 Chươ 4 : Đều hể mờ Kết quả mô phỏ Sử dụ tập mờ, chọ C 5. Hìh 4.6: Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là u vuô Hìh 4.7 Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là hắ số r 55

56 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Sử dụ 5 tập mờ, chọ C và C 5. Hìh 4.8 Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là u vuô Hìh 4.9: Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là hằ số

57 Chươ 4 : Đều hể mờ Sử dụ 7 tập mờ, chọ C, C và C 5. Hìh 4.: Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là u vuô Hìh 4.: Vị trí và áp ĐK h tí hệu đặt là hằ số Kết luậ - Vệc thêm BĐK mờ đã trệt têu hệ tượ do độ. - Đáp ứ hệ thố tốt hơ. - Chọ 5 tập mờ là thích hợp hất h ây dự BĐK mờ. r 57

58 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Đều hể mờ thích h Adptve Fuzzy Cotrol Mô hìh cơ bả củ BĐK mờ thích h: Mô hìh thm chếu y m r u Đố tượ y e Bộ đều hể mờ θ Hìh 4. Luật thích h θ h θ, e Phâ loạ các BĐK mò thích h: BĐK mờ thích h á tếp BĐK mờ thích h trực tếp BĐK mờ thích h hỗ hợp. hết ế BĐK mờ thích h á tếp Đố tượ u, y y m u I BĐK mờ [ ˆ θ y m e]/ ˆ θ Đều ệ b đầu θ, θ θ, θ Luật thích h θ γ e Pbξ θ γ e Pbηu I Hìh 4.: Hệ thố ĐK mờ thích h á tếp

59 Chươ 4 : Đều hể mờ Phươ trìh trạ thá,,...,,,..., u 4.85 y 4.86 tro đó u R là đầu vào, y R là đầu r,,,, là véctơ trạ thá; và là h hàm mô tả chư bết được dễ tả qu luật mờ: Nếu r F và và r F hì C r 4.87 r r Nếu G và và G hì D s 4.88 hết ế BĐK mờ Nếu và được bết trước thì vệc thết ế há đơ ả hư đã ó ở các phầ trước, t sẽ được luật đều hể hư su: u [ y e] m 4.89 vớ e ym y ym e, e,..., e và,,..., hy 4.89 vào 4.85 t được : e e... e Chọ so cho et h t, h ấy y y m. Kh và chư bết rõ thì t thy bở hệ mờ ˆ và ˆ. Để â co độ chíh ác thì t phả để một số thô số củ ˆ và ˆ tự do. M M Gả sử t chọ h thô số θ R và θ R là tự do, t ý hệu hư su : ˆ ˆ θ và ˆ ˆ θ, thy vào 4.89 t được: u u I [ ˆ θ ym e] 4.9 ˆ θ Để ây dự BĐK 4.9 t phả ác địh ˆ θ và ˆ θ, đều ày được thực hệ qu bước su: Bước : Vớ mỗ bế,,,, địh hĩ p tập mờ A l l,,p và q tập mờ B l l,,q. Bước : Xác địh ˆ θ từ p luật mờ dạ: l Nếu A và. và A, hì l ˆ E l... l r 59

60 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Xác địh ˆ θ từ q luật dạ: l Nếu B và. và l B, hì ˆ H Chọ thết bị hợp thàh tích, hàm mờ dạ sleto, ả mờ theo phươ pháp tru bìh trọ số, t được: p p l... l... y l l p p... l l l... l μ l A ˆ θ 4.9 μ q q l... l... y l l q q... l l μ l B ˆ θ 4.9 μ Cho thô số l y... l và l y... l tự do, vì thế t có thể dồ vào θ và θ, t vết lạ 4.9 và 4.9 hư su: ˆ θ θ ξ 4.9 tro đó ξ l véctơ thàh phầ l l được cho bở: l A l B ˆ θ θ η 4.94 p chều và η là véctơ μ l A p... l l q chều, vớ ξ l... l 4.95 p μ μ l B q... l l η l... l 4.96 q μ thấy θ và θ được chọ dự theo 4.87 và 4.88, do θ và θ thy đổ lê tục, t cầ tìm θ và θ để cực tểu hó s số e. hết ế luật thích h hy 4.9 vào 4.85 và su một và bế đổ t được: Đặt : [ ˆ ] [ ˆ ] u I θ θ 4.97 e e l A B l

61 Chươ 4 : Đều hể mờ r 6...,, b A 4.98 vết lạ 4.97 dạ véctơ: [ ] [ ] { } I u b Ae e ˆ ˆ θ θ 4.99 Địh hĩ các thô số tố ưu hư su: ˆ r sup m R X p R θ θ θ 4. ˆ r sup m R X q R θ θ θ 4. Đặt : [ ] [ ] I u w ˆ ˆ θ θ 4. vết lạ 4.99 hư su: [ ] [ ] { } w u b Ae e I ˆ ˆ ˆ ˆ θ θ θ θ 4. hy 4.9 và 4.94 vào 4. t được phươ trìh độ học vò í dễ tả mố lê hệ ữ s số e và thô số θ và θ. [ ] w u b Ae e I η θ θ ξ θ θ 4.4 cầ tìm luật thích h để chỉh địh θ và θ so cho cực tểu hoá e, θ θ, θ θ. Xét phươ trìh lypuov: e Pe V θ θ θ θ γ θ θ θ θ γ 4.5 vớ γ và γ là các hằ số dươ, P thoả phươ trìh: A P PA - Q vớ Q là m trậ, ác địh dươ. Lấy đạo hàm V dọc theo quỹ đạo hệ thố t được:

62 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà V e Pe e θ θ γ Pbw θ θ γ [ θ γ e Pbη u ] [ θ γ e Pbξ ] I 4.6 Để cực tểu hoá e, θ θ, θ θ, tươ đươ cực tểu V, t chọ luật thích h so cho V <. Dù phươ pháp tổ hợp Lypuov t chọ: θ γ e Pbξ 4.7 e Pb u I 4.8 θ γ η H phươ trìh 4.7 và 4.8 chíh là luật thích h cầ tìm. Ví dụ Làm lạ ví dụ đều hể co lắc ược có sử dụ phươ pháp mờ thích h á tếp và so sáh ết quả đạt được. Nhậ ét : Kh hô có tí hệu đều hể, tức u thì tốc củ óc θ tươ đươ,. Vậy t có hậ ét: cà lớ thì, cà lớ ừ hìh vẽ mô hìh co lắc ược t thấy tốc củ tỷ lệ vớ ms, t có thể chọ, αs. ừ 4.4 t có thể chọ α 6. được luật mờ cho, hư su: R : Nếu F và F hì, R : Nếu F và F hì, -8 R : Nếu F và F hì, -4 4 R : Nếu F 4 và F hì, 4 5 R : Nếu F 5 và F hì, 8 ếp theo t ác địh luật mờ cho hàm,, hàm ác địh độ mạh củ luật đều hể u, t có hậ ét su: cà hỏ thì, cà lớ ừ các hậ ét trê t có luật mờ cho h hàm và hư su:

63 Chươ 4 : Đều hể mờ μ F F F F 4 F 5 -π/6 -π/ π/ π/6,, F F F F 4 F 5 F F F F 4 F 5 F F F F F F F F F F Vết chươ trìh M-le hy dù smul củ Mtlb để mô phỏ ết quả ví dụ trê.. hết ế BĐK mờ thích h trực tếp.mô hìh Hìh 4.4 y m uu D ĐỐI ƯỢNG bu, y BĐK MỜ u D θ ξ θ Đều ệ đầu θ LUẬ HÍCH NGHI θ γe p ξ r 6

64 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Phươ trìh trạ thá mô tả đố tượ,,..., bu 4.9 y 4. ro đó là hàm đã bết b là hằ số dươ chư bết. cầ thết ế BĐK u u D θ dự trê hệ mờ và luật thích h để chỉh địh thô số θ. Luật mờ có dạ hư su: r r NẾU P và và P, HÌ u Q r 4. r ro đó P và Q r là các tập mờ, r,,,l u..hết ế BĐK mờ l Bước : Vớ mỗ bế,,, t địh hĩ m tập mờ A l,,,m. Bước : Xây dự hệ mờ u D θ từ m luật dạ: l IF A l d d A l l, HEN u D 4. ro đó l,,,m,,,..,. Sử dụ luật hợp thàh tích, mờ hoá sleto, ả mờ theo phươ pháp tru bìh trọ số, t được: u D m l l m l... l [ l S... l y l u μ A ] θ 4. m m [ μ ] l l Chọ y... l l u hư thô số có thể chỉh địh và t đư y... u vào thàh phầ củ véctơ thô số θ, từ đó luật đều hể được ác địh: u D θ θ ξ 4.4.hết ế luật thích h Xem u * hư là BĐK lý tưở 4.89 tro phầ 4.6.., vớ b, t được: e e b[ u u D θ ] 4.5 M trậ A được địh hĩ hư 4.98, b,,,b, t vết lạ 4.5 dạ véctơ hư su: e Ae b[ u u θ ] 4.6 Địh hĩ thô số tố ưu θ * : D l A

65 Chươ 4 : Đều hể mờ θ r m sup χ θ R R u D θ u 4.7 vớ χ m Đặt : w u D θ * u * 4.8 ừ 4.4 và 4.8 t vết lạ 4.6 hư su: e Ae b θ θ ξ bw 4.9 Xét phươ trìh Lypuov b V e Pe θ θ θ θ 4. γ tro đó P là m trậ ác địh dươ thoả: A P PA Q 4. Đạo hàm 4. và sử dụ các bểu thức 4.9 và 4. t được: b V e Qe e Pb[ θ θ ξ w] θ θ θ 4. γ Xem p là cột cuố củ m trậ P, từ b,,,b, t có e Pb e p b. vết lạ 4. hư su: b V e Qe θ θ [ γe pξ θ ] e pbw 4. γ ừ 4. để thoả mã V < t chọ luật thích h hư su: θ γe pξ 4.4 Ví dụ Cho hệ thố ph tuyế bậc hất: t e t u t * t e hết ế BĐK mờ thích h trực tếp dể đư t hộ tụ về zero. t t e e Kh ut thì t < h < và t > h > t t e e ê hệ * là hô ổ địh. Chọ γ và địh hĩ các tập mờ hư su: r 65

66 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Xây dự luật mờ hư su: NẾU N, HÌ u PB NẾU P, HÌ u NB ro đó μ PB u ep-u- và μ NB u ep-u. Vết chươ trìh Mtlb hoặc dù smul để thấy được đáp ứ tro h trườ hợp có và hô có luật mờ. Ứ dụ : Xây dự BĐK tốc độ độ cơ DC MÔ HÌNH BĐK ỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC Máy tíh Bộ đều hể mờ thích h trực tếp ốc độ mo muố y m COM V ử lý A89C5 PWM Độ cơ DC Ecoder ốc độ thực y Hìh 4.5

67 Chươ 4 : Đều hể mờ Mô hìh ồm có :. Độ cơ DC 4V, tốc độ M vò/phút, làm vệc hô tả.. Cảm bế tốc độ Icremetl u/vò.. V ử lý A89C5, tấ số u cloc.59mhz, chu ỳ máy VXL s, có hệm vụ đo tốc độ độ cơ ử về máy tíh.59. đều hể áp cấp cho độ cơ bằ phươ pháp PWM. 4. Chu ỳ PWM 4 VXL.ms, chu ỳ lấy mẫu 46.8 VXL 5ms, tốc độ port ố tếp 9Kbps. ym y 5. Hệ số thích h γ thy đổ tuỳ thuộc vào s lệch ε. Kh ym s lệch ε % thì γ γ, h ε<% thì γ γ /, vớ γ đã chọ trước. Xây dự BĐK mờ thích h trực tếp. Xác địh bế ô ữ H õ vào: ốc độ vò/phút, có tầm á trị từ vò/phút, được chuẩ hoá về [ ]. Hàm thuộc μ dạ Guss, vớ m, m là số lượ tập mờ G tốc vò/phút/ây, có tầm á trị từ v/p/, được chuẩ hoá về [- ]. j Hàm thuộc μ dạ Guss,vớ j m, m là số lượ tập mờ Một õ r: Độ rộ u PWM %, ý hệu là u, có tầm á trị %. Hàm thuộc dạ Sleto θ,j, vớ m, j m. r 67

68 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà j Hìh 4.6: Các tập mờ μ củ bế ô ữ tốc. Bả luật hợp thàh: BIẾN NGÔN NGỮ ỐC ĐỘ BIẾN NGÔN NGỮ GIA ỐC μ μ μ m μ μ θ, θ,, μ θ, θ,, μ θ, θ,, μ θ θ θ θ,m θ,m θ,m θ m, j θ m, θ m, θ m, j m. Luật hợp thàh: Xét luật hợp thàh thứ,j, vớ m, j m IF μ AND μ HEN u θ, j. Gả mờ: Chọ thết bị hợp thàh M Product, phươ pháp ả mờ độ co. Gá trị rõ đầu r PWM đều hể độ cơ:

69 Chươ 4 : Đều hể mờ m m j θ j μ. μ j. μ u 4.5 m m 4. Luật cập hật thô số: θ,j Δθ,j,j γ.e j. μ θ,j.p. ξ,j Δθ, 4.6 ro đó: θ,j : hô số cầ cập hật ở luật hợp thàh thứ,j. E e, e : Véctơ s số, vớ s số e y m y, vớ y m là vậ tốc đặt. p : là cột thứ củ m trậ P có được từ phươ trìh Rctt 4.. Vớ A,, được chọ so cho phươ trìh s s có hệm ằm bê trá mặt phẳ phức. Các thí hệm tro bà được chọ vớ s.± j. γ> là hệ số cập hật ξ,j, μ m m l hợp thàh thứ,j.. μ μ l. μ : hệ số ác địh từ vế IF củ luật Kết quả mô phỏ và hậ ét: Gh chú : ro các đồ thị bê dướ, đườ lề ét là tốc độ mo muố y m đườ cò lạ là tốc độ thực. π rườ hợp : Chọ γ.5; y m 4 5s t, θ,j, vớ m, j m. Các tập mờ cho bở Hìh 4.6 và Hìh 4.7 r 69

70 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Hìh 4.7: Các tập mờ μ củ bế ô ữ tốc độ.. Gá trị PWM b. S số õ r c. Đáp ứ õ r củ mô d. Đáp ứ được phó to Hìh 4.8: Kết quả đều hể củ rườ hợp.

71 Chươ 4 : Đều hể mờ Nhậ ét: ừ các đồ thị ở Hìh 4.8 t thấy rằ: Ở tốc độ thấp, á trị PWM thy đổ ít hư tốc độ thy đổ hều; ở tốc độ co á trị PWM thy đổ hều hư tốc độ thy đổ ít. Bộ đều hể mờ b đầu được thết ế mà hô dự trê hều thô t về đố tượ, hư chất lượ đều hể là há tốt dù đố tượ là ph tuyế.. Đáp ứ trườ hợp b. Đáp ứ trườ hợp b c. S số trườ hợp d. S số trườ hợp b Hìh 4.9: Kết quả đều hể củ rườ hợp r 7

72 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà π rườ hợp : γ.5 ; y m 4 5s t trườ hợp và π y m 4 5s t trườ hợp b; θ,j, vớ..5, j Các tập mờ vẫ hư trườ hợp. Xem ết quả ở Hìh 4.9 Nhậ ét: Vớ cù hệ số cập hật và các á trị b đầu θ I,j, h tốc độ mo muố y m bế thê hh hơ thì tốc độ thức y hô bám theo ịp dẫ đế s số lớ. Do luật cập hật phụ thuộc vào y m ê t cầ hệu chỉh lạ thô số γ cho phù hợp.. Đáp ứ h γ. b. Đáp ứ h γ.5 c. Đáp ứ h γ.8 d. Đáp ứ h γ. Hìh 4.4: Kết quả đều hể rườ hợp

73 Chươ 4 : Đều hể mờ π rườ hợp : θ,j ; vớ..5, j..5; y m 4 5s t, các 6 tập mờ hư rườ hợp, γ lầ lượt là.,.5,.8,.. Nhậ ét: Vệc tă γ sẽ làm cho luật cập hật hạy hơ vớ s số, do vậy đáp ứ hệ thố sẽ tốt hơ. uy vậy ở tốc độ thấp, h γ tă sẽ làm cho tốc độ độ cơ bị do độ lớ hơ. Sự do độ tỷ lệ thuậ vớ vệc tă γ. Bằ h hệm qu các trườ hợp đã ét t thấy rằ đáp ứ tốc độ phụ thuộc vào hều yếu tố hư: số lượ tập mờ, hệ số γ, θ,j, tốc độ bế thê củ tốc độ mo muố ừ đó t đư r vệc lự chọ các thô số cho phù hợp để tố ưu đáp ứ củ hệ thố. π rườ hợp 4: γ.5; y m 4 5s t ; θ,j được chọ hư bả 6 bê dướ, sử dụ 7 tập mờ cho bế tốc độ và 5 tập mờ cho bế tốc. BIẾN NGÔN NGỮ ỐC ĐỘ BIẾN NGÔN NGỮ GIA ỐC 4 5 μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ μ r 7

74 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà c. Áp đều hể %PWM d. S số õ r. Đáp ứ õ r..s b. Đáp ứ được phó to Hìh 4.4: Kết quả đều hể trườ hợp 4 Kết luậ chu Đố tượ độ cơ DC được đều hể bằ phươ pháp PWM là đố tượ ph tuyế. Một BĐK mờ thích h được thết ế hợp lý sẽ đều hể tốc độ củ độ cơ bám theo hều dạ tốc độ mo muố hác hu. Nhữ h hệm, thô t đã bết về đố tượ sẽ rất hữu ích tro vệc tìm r BĐK thích h tố ưu. Các thô số quyết địh chất lượ hệ thố là : hệ số γ, á trị b đầu θ,j, tí hệu mo muố y m Vớ mỗ thô số có một tác dụ rê, vệc tìm r bộ thô số tố ưu cầ dự vào h hệm và ế thức về hệ thố đều hể.

75 Chươ 4 : Đều hể mờ 4.7. Hệ thố đều hể tích hợp Nàh đều hể học đã r đờ và phát trể từ rất sớm, đặc bệt là tro thập ê ầ đây vệc ứ dụ Lý thuyết mờ và Mạ ơro đã tạo r hều phươ pháp đều hể mớ vớ đặc tíh lh hoạt và thô mh hơ. Cô hệ mờ và cô hệ mạ ơro là h trụ cột chíh để tạo ê cô hệ tích hợp mớ, cô hệ tíh toá mềm Sot comput Khá ệm Một số phươ pháp được sử dụ tro àh đều hể học: ĐK Kh để & Hệ đạ PID ố ưu hích h Bề vữ ĐK hô mh GA Nơro Mờ Mỗ phươ pháp đều có hữ đểm mạh và hạ chế hất địh, vì vậy ườ t thườ có u hướ ết hợp chú lạ vớ hu để tạo r một mô hìh đều hể có hả ă đáp ứ co vớ các đò hỏ thực tế. Vệc ết hợp ày đã cho r một phươ pháp đều hể mớ đó là đều hể tích hợp. Đều hể tích hợp : Đều hể ết hợp phươ pháp h để hoặc hệ đạ vớ phươ pháp đều hể thô mh Một số hệ thố tích hợp Đều hể sử dụ PID mờ Đều hể mờ - thích h, mờ - tố ưu. Sử dụ hệ mờ - ơro để hậ dạ & tố ưu hệ thố. Ứ dụ thuật toá GA tro thết ế hệ thố đều hể... Ở phầ 4. t đã trìh bày về cách thết ế bộ PID mờ, phầ 4.6 đã ó về vệc tích hợp cô hệ mờ tro đều hể. Su đây t trìh bày về ứ dụ ả thuật GA tro đều hể thô qu một ví dụ. r 75

76 PGS.S Nuyễ hị Phươ Hà Ứ dụ thuật toá GA thết ế bộ đều hể PID tố ưu H /H. Mô tả bà toá Dự vào h bà toá cực đạ hó độ dự trữ ổ địh và cực tểu hó hàm hạy củ đều hể tố ưu H, bà toá thết ế bộ đều hể PID tố ưu H /H được mô tả hư su. Cho hệ thố đều hể PID hư tro hìh 4.4. Mô hìh Ps củ đố tượ tro bà toá ày được ả thết là có một s lệch Δ s được bểu dễ theo mô hìh s số hâ ở đầu r. r e Cs u - [Δ s] P s y Hìh 4.4: Hệ thố đều hể PID vớ s số hâ ở đầu r Bộ đều hể PID có dạ hư su: C s / s s 4.7 S số mô hìh Δ s được em hư ổ địh hư hô bết rõ rà.gả sử Δ s bị chặ hư su: Δ j ω < δ j, ω [,, 4.8 ω δ jω là hàm chặ trê củ Δ jω, ổ địh và bết trước. Kết quả ổ địh bề vữ cho thấy rằ ếu bộ đều hể Cs được chọ so cho hệ thố dh địh vò í hô tíh Δ s tro hìh 4.4 ổ địh tệm cậ và thỏ mã bất đẳ thức su: P s C s s O δ O I PO s C s < 4.9