Tiểu Luận - Hệ Thống Điều Khiển Thông Minh - Đề Tài - Cấu Trúc Hệ Thống Điều Khiển Thông Minh

ĐIỀU KHIỂN THƠNG MINH
Cấu trúc hệ thống điều khiển thơng minh


1 Các thành phần cơ bản
Hệ thống điều khiển thông minh được cấu thành từ bốn
thành phần cơ bản là :
• Các khối xử lý cảm biến ( SP-Sensory Proccessing)
• Mơ hình thế giới (WM- World Modelling)
• Phát sinh hành vi (BG- Behavior Generating)
• Đánh giá giá trị (VJ- Value Judgement)


1 Các thành phần cơ bản


2 Cấu trúc phân cấp

Để điều khiển đối tượng phức tạp hệ thống thông minh
thường được tổ chức theo kiểu phân cấp, gồm 3 phân cấp cơ
bản đó là: phân cấp tổ chức; phân cấp tính tốn; phân cấp hành
vi. Trong đó, mỗi cấp gồm nhiều nút, mỗi nút gồm 4 thành phần
cơ bản như trên.


2 Cấu trúc phân cấp


3 Phân cấp và đồng cấp
• Hệ thống thơng minh có tính phân cấp vì lệnh và trạng thái
phản hồi truyền dọc lên xuống; chức năng xử lý cảm biến và

mơ hình hóa thế giới có các mức phân cấp thời gian và
khơng gian.
• Hệ thống thơng minh có tính đồng cấp vì dữ liệu được chia
sẽ giữa các khối ở cùng mức.
• Ở mỗi mức phân cấp, hệ thống có những liên kết ngang bằng
các đường truyền băng thơng rộng giữa các khối BG, WM, SP
và VJ trong cùng một nút và giữa các nút đồng cấp.


3 Phân cấp và đồng cấp


3 Phân cấp và đồng cấp


3 Phân cấp và đồng cấp
Một hệ thống sản xuất thơng minh thơng thường có thể chia
làm 7 cấp, từ cao xuống thấp gồm: cấp phân xưởng, cấp tế
bào, cấp trạm làm việc, cấp thiết bị, cấp di chuyển cơ bản, cấp
sơ cấp và cấp tùy động. Mỗi cấp đảm nhiệm một nhiệm vụ
nhất định.
 Chú ý : ở cấp tùy động và cấp sơ cấp, tần xuất ra lệnh điều
khiển là khơng thay đổi theo chu kì định trước trong khi đó
các cấp cao hơn tần xuất ra lệnh điều khiển có thể thay đổi
vì ở các cấp này thông thường lệnh được xuất ra theo sự
kiện.


ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH
II. Phát sinh hành vi

Mỗi module hành vi (BG-Behavior Generation) ở mỗi
cấp gồm 3 module con:
• Module gán việc (JA- Job Assignment Submodule)
• Module hoạch định ( PL(j)- Planner(j) Submodule, j=1,2,…N)
• Module thực thi (EX(j)- Executor(j) Submodule,j=1,2,…N)


1. Module gán việc (JA-Job
Assignment Submodule)
Nhiệm vụ:
• Phân chia tác vụ theo không gian thành N công việc
phân biệt được thực thi bởi N hệ thống con vật lí phân
biệt, trong đó N là số hệ thống con được gán cho khối
BG
• Gán các dụng cụ và cấp phát tài nguyên vật lý cho mỗi
hệ thống con phụ thuộc vào nó để các hệ thống con sử
dụng khi thực thi công việc được gán.


2. Module hoạch định(PL(j)- Planner(j)
Submodule, j=1,2,…N)
Nhiệm vụ:
• Phân tích cơng việc đã gán cho mỗi hệ thống con
thành một chuỗi theo thời gian các tác vụ con
• Giải quyết các mâu thuẫn và các rang buộc qua lại
giữa các kế hoạch giả địn của các khối con

3. Module thực thi( Ex(j)- Executor(j)
Submodule, j=1,2,…N)
Nhiệm vụ:
• Thực thi thành công kế hoạch đưa ra bởi module P(j) tương
ứng. Khi module thực thi được mơ hình thế giới thơng báo một
tác vụ con trong kế hoạch hiện tại đã hồn tất thành cơng, nó
sẽ chuyển sang thực hiện tác vụ con kế tiếp trong kế hoạch
hiện tại.
• Tín hiệu ra của module thực thi trong khối BG ở một cấp nào
đó chính là tín hiệu vào của module gán việc trong khối BG ở
cấp thấp kế tiếp.


4. Tri thức tác vụ( Task Knowledge)
• Cơ sở để phát sinh hành vi là sự biểu diễn và sử dụng tri

thức tác vụ. Tác vụ là một công việc phải được hoàn
thành, hoặc một hành động phải được thực hiện.
• Một cấu trúc tác vụ gồm các thành phần chính như sau:
- Tên tác vụ
- Mục tiêu
- Yêu cầu
- Thủ tục


ĐIỀU KHIỂN THƠNG MINH
III. MƠ HÌNH THẾ GIỚI (WORLD MODELING)


• Định nghĩa: Mơ hình thế giới(WM-World Modeling)

là sự mơ tả thế giới bên ngồi trong hệ thống thơng
minh.WM hoạt động như một bộ đệm giữa các khối
xử lý cảm biến và khối phát sinh hành vi.
• Mơ hình thế giới có cấu trúc phân cấp và phân tán,
trong mỗi nút tại mọi cấp của hệ thống điều khiển
thông minh đều có mơđun mơ hình thế giới với cơ
sở tri thức(KD-Knowledge Database)


1. Chức năng của mơ hình thế giới
•

Mơđun wm duy trì cơ sở tri thức kd, giữ cho cơ sở tri
thức ln được cập nhật và phù hợp.

•

Mơđun wm đưa ra dự báo về tín hiệu vào từ cảm biến để
các môđun xử lý cảm biến (sp) tương ứng sử dụng.

•

Mơđun wm trả lời câu hỏi “là gì ?” đưa ra bởi các môđun
hoạch định và môđun thực thi trong mơđun bg tương
ứng.

•

Mơđun trả lời câu hỏi “là gì …nếu” đưa ra bởi các bộ
hoạch định trong môđun bg.

2. Cơ sở tri thức (KD-KNOWLEDGE
DATABASE)
•

Cơ sở tri thức mơ hình thế giới bao gồm cả thơng tin có sẵn
trong hệ thống thông minh trước khi tác động bắt đầu và tri
thức có sau

•

Thu được từ việc cảm nhận mơi trường khi tác động xảy ra

•

Tính đúng đắn và nhất qn của tri thức mơ hình thế giới
được kiểm tra bằng cảm biến


3. Thơng tin trong cơ sở tri thức của mơ
hình thế giới mới
•

Biến trạng thái

•

Thơng số hệ thống

•

Cấu trúc thực thể

•

Bản đồ