›
›

Bài giảng Nhập môn điều khiển thông minh - Chương 2: Lý thuyết logic mờ - Huỳnh Thái Hoàng

Download
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  
Email: hthoang@hcmut.edu.vn  
Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
1
Chương 2  
LÝ THUYẾT LOGIC M
Ờ  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
2
Nội dung chương 2  
Giới thiệu  
Tập hợp mờ  
Các phép toán trên tập mờ  
Logic mờ  
Suy luận mờ  
Hệ mờ Mamdani và hệ mờ Takagi-Sugeno  
Ví dụ ứng dụng hệ suy luận mờ  
Giới thiệu bộ công cụ logic mờ của Matlab  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
3
GIỚI THIỆU  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
4
Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ  
Điều khiển mực chất lỏng dùng logic kinh điển  
V1  
1
k
hi möïc chaát loûng treân möùc cao nhaát  
0 khi möïc chaát loûng döôùi möùc cao nhaát  
LH   
LL   
LH  
LL  
1khi möïc chaát loûng treân möùc thaáp nhaát  
0 khi möïc chaát loûng döôùi möùc thaáp nhaát  
Boä ñieàu khieån logic kinh ñieån  
1, neáu LL chuyeån töø 1sang 0  
0, neáu
 
LH chuyeån töø 
0 sang1  
V   
(1)  
1
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
5
Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ  
Điều khiển mực chất lỏng dùng logic mờ  
V1  
Giaù trò ñaët  
Sai soá  
Möïc chaát loûng  
Ngöôøi vaän haønh  
neáu saisoá lôùn thì goùcmôû V1 lôùn  
(2)  
neáu saisoá nhoû thì goùcmôû V1 nhoû  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
6
Giới thiệu phương pháp điều khiển mờ  
Phương án điều khiển 1: PLC (Programmable Logic  
Controller)  
Phương án điều khiển 2: FLC (Fuzzy Logic Controller)  
Phương pháp điều khiển mờ là phương pháp điều  
khiển bắt chước quá trình xử lý các thông tin không rõ  
ràng và ra quyết định điều khiển của con người.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
7
Các ứng dụng của phương pháp điều khiển mờ  
Ứng dụng đầu tiên: ĐK động cơ hơi nước (Mamdani,  
1974)  
Càng ngày có càng nhiều hệ thống điều khiển trong  
công nghiệp và dân dụng áp dụng phương pháp điều  
khi
ể
n m
ờ
.  
Điều khiển hệ thống thắng và tăng tốc của xe lửa,  
h
ệ
th
ố
ng lái xe  
Điều khiển robot  
Điều khiển máy giặt, máy ảnh tự động,...  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
8
Cơ sở toán học của phương pháp điều khiển mờ  
Phân lo
ạ
i m
ờ  
Nhận dạng mờ  
Lý thuyết  
t
ậ
p mờ  
Logic mờ và  
suy lu
ậ
n mờ  
Điều khiển mờ  
Đo lường mờ  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
9
TẬP HỢP MỜ  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
10  
Khái niệm tập hợp mờ  
Tập rõ  
Tập mờ  
X
X
c
A
a
b
a
b
A(x)  
A (x)  
~
1
1
x
2
6
2
6
x
Tập rõ có biên rõ ràng  
Tập rõ được định nghĩa  
thông qua hàm đặc trưng  
Tập mờ có biên không rõ ràng  
Tập mờ được định nghĩa thông  
qua hàm liên thuộc  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
11  
Khái niệm tập hợp mờ  
Taäp roõ  
Taäp môø  
X
X
~
c
A
A
a
a
b
b
A (x)  
~
A(x)  
1
1
2
6
2
6
x
x
Taäp roõ coù bieân roõ raøng  
Taäp roõ ñöôïc ñònh nghóa  
Taäp môø coù bieân khoâng roõ raøng  
Taäp môø ñöôïc ñònh nghóa thoâng  
qua haøm lieân thuoäc  
thoâng qua haøm ñaëc tröng  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
12  
Một số ví dụ về tập hợp rõ và tập hợp mờ  
Tập rõ:  
A x ,1x 5  
B x , x 7  
C ngöôøi coù chieàu cao h 1.65m  
0
D giaù trò nhieät ñoä T 40 C  
~
A x , x 3  
Tập mờ:  
~
B x , x  7  
~
C ngöôøi cao  
~
D nhieät ñoä thaáp  
Nhận xét: Không thể xác định được tập mờ nếu không định  
nghĩa hàm liên thuộc mô tả tập mờ đó  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
13  
Định nghĩa tập hợp mờ  
~
Tập mờ A xác định trên tập cơ sở X là một tập hợp mà  
(x,   
~
(x))  
, trong đó  
A
mỗi phần tử của nó là một cặp giá trị  
A  
~
(x)  
xX và  
là ánh xạ:  
~
A (x) : X [0,1]  
~
A
A  
~
(x)  
Ánh xạ  
được gọi là hàm liên thuộc của tập mờ .  
Hàm liên thuộc đặc trưng cho độ phụ thuộc của một  
~
A
phần tử của bất kỳ thuộc tập cơ sở X vào tập mờ . Nói  
cách khác, tập mờ xác định bởi hàm liên thuộc của nó.  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
14  
Thí dụ hàm liên thuộc mô tả tập mờ  
~
~
A x , x 3  
B x , x  7  
~
~
A (x)  
B (x)  
x
x
x
3
7
0
0
~
~
D nhieät ñoä thaáp  
C ngöô
ô
ø
ø
i
i
cao  
~
~
C (x)  
D (x)  
x
1.65 1.80  
30 40  
0
0
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
15  
Ký hiệu tập hợp mờ  
Ký hiệu:  
T
ậ
p m
ờ đị
nh ngh
ĩ
a trên t
ậ
p c
ơ
s
ở
r
ờ
i r
ạ
c:  
(xi )  
~
A   
xi  
i
Tập mờ định nghĩa trên tập cơ sở liên tục:  
(x)  
~
A   
x
X
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
16  
Ví dụ biểu diễn tập mờ trên tập cơ sở rời rạc  
m(x)  
A
1.0  
1.0  
1
0.8  
0.6  
0.4  
0.3  
x
0
3 4 5 6 7 8  
0.3 0.6 1.0 0.8 0.4 1.0  
A = + + + + +  
3 4 5 6 7 8  
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
17  
Ví dụ biểu diễn tập mờ trên tập cơ sở liên tục  
m(x)  
A
~
A
1
x
0
3
6
8
ì
ï
ï
ï
0 (x < 3 or x >8)  
ï
ï
ï
x-3  
ï
m
(x)  
ï
A
m
(
x
) =  
(3
£
x
<
6)  
í
ï
ï
A =  
với  
A
ò
3
x
Â
ï
ï
ï
8- x  
(6£ x £8)  
ï
ï
2
ï
î
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
18  
Bài tập  
Vẽ hàm liên thuộc của tập mờ:  
0.0 0.3 0.6 1.0 1.0 0.5 0.0  
A
= + + + + + +  
1 2 3 4 5 6 7  
Vẽ hàm liên thuộc của tập mờ biết rằng:  
A
ì
ï
ï
ï
0 (x <1 or x > 7)  
ï
ï
ï
x-1  
ï
ï
m
(
x
)
=  
(
1
£
x
<
3)  
í
ï
A
2
ï
ï
ï
ï
7- x  
(3£ x £7)  
ï
ï
4
ï
î
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
19  
Bài tập  
Vi
ế
t bi
ể
u th
ứ
c bi
ể
u di
ễ
n t
ậ
p m
ờ
t
ừ
hàm liên thu
ộ
c:  
m(x)  
A
0.9  
1
0.8  
0.5  
0.4  
0.2  
0.0  
x
0
2 4 6 6 8 10  
m(x)  
A
~
A
1
x
0
2
9
5
19 August 2014  
© H. T. Hoàng - ÐHBK TPHCM  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 105 trang baolam 29/04/2022 6060
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn điều khiển thông minh - Chương 2: Lý thuyết logic mờ - 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_2_ly_thuyet.pdf