Bài giảng Nhập môn điều khiển thông minh - Chương 1: Giới thiệu - Huỳnh Thái Hoàng

Môn học  
NHẬP MÔN ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH  
Giảng viên: PGS. TS. Huỳnh Thái Hoàng  
Bộ môn Điều Khiển Tự Động  
Khoa Điện – Điện Tử  
Đạ
i h
ọ
c Bách Khoa TP.HCM  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
1
Nội dung môn học  
Chương 1: Giới thiệu  
Chương 2: Lý thuyết logic mờ  
Chương 3: Điều khiển mờ  
Chương 4: Mạng thần kinh  
Ch
ươ
ng 5: Nh
ậ
n d
ạ
ng và
đ
i
ề
u khi
ể
n dùng m
ạ
ng th
ầ
n kinh  
Chương 6: Các ứng dụng điều khiển thông minh  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
2
Tài liệu tham khảo  
Giáo trình:  
Huỳnh Thái Hoàng (2006), “Hệ thống điều khiển thông  
minh”, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM  
Tài liệu tham khảo:  
K. M. Passino (2005), “Biomimicry for Optimization,  
Control and Automation”, Springer  
Các tài liệu có từ khóa:  
. +“intelligent control”  
. +fuzzy +control  
. +neural +control  
. +”genetic algorithm” +control  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
3
Đánh giá môn học  
Bài tập về nhà : 20%  
Kiểm tra tại lớp : 30%  
Thi cuối kỳ  
: 50%  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
4
Chương 1  
GIỚI THIỆU  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
5
Nội dung chương 1  
Khái niệm về điều khiển thông minh  
Đặc điểm của hệ thống điều khiển thông minh  
Các kỹ thuật điều khiển thông minh  
Các ứng dụng  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
6
Tài liệu tham khảo chương 1  
[1] Antsaklis P.J. (1993), “Defining Intelligent Control”, Report  
of the Task Force on Intelligent Control, IEEE Control  
Systems Society.  
[2] Antsaklis P.J. (1997), “Intelligent Control”, Encyclopedia of  
Electrical and Electronics Engineering, John Wiley @ Sons,  
Inc.  
[3] Passino K.M. (2001) “Intelligent Control: An Overview of  
Techniques”, Chapter in Perspectives in Control: New  
Concepts and Applications, IEEE Press, NJ.  
[4] Passino K.M. (1993), “Bridging the gap between  
conventional and intelligent control”, IEEE Trans. Control  
Systems.  
[5] Abus J.S. (1991), “Outline for a theory of intelligence”, IEEE  
Trans. Sys. Man. Cyber., 21(3).  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
7
KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
8
Thảo luận  
Hãy nêu ví dụ về hệ thống điều khiển thông minh  
Những đặc điểm, tính năng của hệ thống điều khiển  
thông minh trong ví d
ụ
b
ạ
n
đ
ã ch
ọ
n?  
Những đặc tính thông minh của hệ thống có thể thực  
hiện dùng lý thuyết điều khiển thông thường?  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
9
Điều khiển thông thường và điều khiển thông minh  
Điều khiển thông thường (Conventinal Control): LTĐK các  
hệ thống động có quan hệ vào ra có thể mô tả bởi mô hình  
toán học là phương trình vi phân hay sai phân.  
Điều khiển kinh điển (Classical Control)  
Điều khiển hiện đại (Modern Control)  
. Điều khiển tối ưu (Optimal Control)  
. Điều khiển thích nghi (Adaptive Control)  
. Điều khiển bền vững (Robust Control)  
. Điều khiển phi tuyến (Nonlinear Control)  
Đ
iều khi
ể
n thông minh (Intelligent Control): LTĐK phát  
triển trong thời gian gần đây, bao gồm các phương pháp  
không đề cập đến trong lý thuyết điều khiển thông thường  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
10  
Ưu và khuyết điểm của điều khiển thông thường  
Ưu điểm:  
có tính hệ thống, cơ sở toán học rõ ràng, chặt chẽ.  
đảm bảo h
ệ
thố
ng
ổn
đị
nh và bền vững (về
lý thuy
ế
t)  
Khuyết điểm:  
cần mô hình toán của đối tượng để thiết kế bộ điều khiển  
cần hiểu biết sâu về kỹ thuật điều khiển mới thiết kế  
được bộ điều khiển  
thường không hiệu quả khi điều khiển hệ phi tuyến  
không sử dụng được kinh nghiệm của con người (trong  
nhiều trường h
ợ
p kinh nghi
ệ
m củ
a con ng
ười đóng vai  
trò quan trọng)  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
11  
Tại sao phải điều khiển thông minh?  
Yêu cầu đạt được chất lượng ĐK ngày càng tăng cao.  
Yêu cầu ĐK các hệ thống động phức tạp ngày càng tăng.  
Yêu cầu ĐK trong điều kiện gia tăng các yếu tố bất định.  
Các yêu c
ầ
u trên không th
ể đ
áp
ứ
ng
đượ
c tr
ọ
n v
ẹ
n n
ế
u dùng  
lý thuyết điều khiển thông thường sẳn có. Đây chính là động  
lực cho ra đời lý thuyết điều khiển mới: lý thuyết điều khiển  
thông minh.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
12  
Thông minh là gì?  
Thông minh là khả năng thu thập và sử dụng tri thức  
Có nhiều cấp độ thông minh và nhiều loại thông minh  
Thông minh là khái niệm mang tính tương đối  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
13  
Hệ thống điều khiển thông minh  
H
ệ
th
ố
ng thông minh là h
ệ
th
ố
ng có kh
ả
n
ă
ng ho
ạ
t
độ
ng  
thích hợp trong môi trường bất định, trong đó một hoạt  
động thích hợp là hoạt động làm tăng xác suất thành  
công và thành công là đạt được mục tiêu con nhằm đạt  
được mục tiêu chung của hệ thống.  
Để hệ thống thông minh (nhân tạo) hoạt động thích hợp  
nó có thể phỏng theo chức năng của sinh vật và khả  
nă
ng thông minh con ng
ười m
ộ
t cách cơ bản.  
Điều khiển thông minh là phương pháp điều khiển phỏng  
theo các đặc điểm cơ bản của trí thông minh con người.  
Các đặc điểm cơ bản bao gồm tính thích nghi và khả  
năng học, hoạch định trong điều kiện có nhiều yếu tố  
không chắc chắn và xử lý khối lượng lớn thông tin.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
14  
Cấp độ thông minh  
Có nhiều cấp độ thông minh tùy theo thước đo khác nhau:  
Albus:  
T
ố
i thi
ể
u:
H
ệ
th
ố
ng thông minh t
ố
i thi
ể
u có kh
ả
n
ă
ng c
ả
m  
nhận môi trường, ra quyết định và kiểm soát hoạt động  
Mức cao: Hệ thống thông minh mức cao có khả năng  
nhận dạng đối tượng và sự kiện, biểu diễn tri thức bằng  
mô hình ngôn ngữ, suy luận và hoạch định hoạt động  
tương lai.  
Cao cấp: Hệ thống thông minh cao cấp khả năng nhận  
th
ứ
c và hi
ể
u bi
ế
t, ch
ọ
n l
ự
a khôn ngoan, và ho
ạ
t
độ
ng  
thành công trong nhiều hoàn cảnh khác nhau nhằm mục  
đích tồn tại và phát triển trong môi trường đối lập, phức  
tạp.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
15  
Cấp độ thông minh (tt)  
Meystel:  
Mức thấp (mức 1): hiệu chỉnh lỗi  
Mức trung bình (mức 2): hoạch định + hiệu chỉnh lỗi  
theo cách của người thiết kế.  
M
ứ
c cao
(m
ứ
c 3): khi tình hu
ố
ng thay
đổ
i. ho
ạ
ch
đị
nh  
+ hiệu chỉnh lỗi theo cách mới không đưa ra trước bởi  
người thiết kế.  
Mức cao rất cao (mức 4): phát biểu lại nhiệm vụ  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
16  
Cấp độ thông minh (tt)  
Krishna & Kumar: phân loại điều khiển thông minh dựa  
trên khả năng tự cải thiện cấu trúc điều khiển  
M
ứ
c 0
=
Đ
i
ề
u khi
ể
n b
ề
n v
ữ
ng (Robust Controller).  
Mức 1 = Mức 0 + Điều khiển thích nghi (Adaptive  
Controller).  
Mức 2 = Mức 1 + Điều khiển tối ưu (Optimal Controller)  
Mức 3 = Mức 2 + Điều khiển hoạch định (Planning  
Controller).  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
17  
Các yếu tố quyết định cấp độ thông minh  
Năng lực tính toán của bộ não (máy tính) của hệ thống  
Sự phức tạp, tinh vi của các thuật toán mà hệ thống sử  
d
ụ
ng
để
x
ử
lý thông tin t
ừ
c
ả
m bi
ế
n, mô hình hóa th
ế  
giới, ra quyết định điều khiển, truyền tin,…  
Thông tin mà hệ thống lưu trữ trong bộ nhớ.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
18  
CÁC ĐẶC ĐIỂM  
CỦA HỆ THỐNG THÔNG MINH  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
19  
Các đặc điểm của hệ thống thông minh  
Tính thích nghi – khả năng học  
Khả năng suy luận  
Khả năng hoạch định và ra quyết định  
Khả năng xử lý thông tin phức tạp, không chắc chắn  
Khả năng sửa sai, dung thứ lỗi  
Tính tối ưu  
Khả năng tái cấu hình, mở rộng.  
…  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 36 trang baolam 24200 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn điều khiển thông minh - Chương 1: Giới thiệu - Huỳnh Thái Hoàng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nhap_mon_dieu_khien_thong_minh_chuong_1_gioi_thieu.pdf