Điều khiển mờ và giao thức CAN trong đồng bộ tốc độ hệ động cơ DC

i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
------------o0o------------
BK
TP.HCM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐIỀU KHIỂN MỜ VÀ GIAO THỨC CAN
TRONG ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ HỆ ĐỘNG CƠ DC
GVHD : KS. LÊ NGỌC ĐÌNH
SVTH : NGUYỄN GIA MINH THẢO
LỚP : DD04KSTN
MSSV : 40402363
TP. HỒ CHÍ MINH , 1/ 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Thành phố Hồ Chí Minh ===================================
Khoa: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bộ môn: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN:....................................................................................MSSV:…………….
NGÀNH:.......................................................................................….LỚP:…………........
1. Đầu đề luận án:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
______________________________________________________________________

______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3. Ngày giao nhiệm vụ luận án:______________________________________________
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ______________________________________________
5. Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:
1) ___________________________________ _________________________
2) ___________________________________ _________________________
3) ___________________________________ _________________________
Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua bộ môn.
Ngày_____ tháng_____ năm________
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ): ______________________
Đơn vò: ______________________________________
Ngày bảo vệ: _________________________________
Điểm tổng kết:________________________________
Nơi lưu trữ luận án: ____________________________

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
-----------
Ngày tháng năm
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(
Dành cho người hướng dẫn

)
1. Họ và tên SV: ___________________________________________________________
MSSV:
Ngành (chuyên ngành): ______________________________
2. Đề tài : _________________________________________________________________
3. Họ tên người hướng dẫn : __________________________________________________
4. Tổng quát về bảng thuyết minh : ____________________________________________
Số trang _________ Số chương _____________
Số bảng số liệu _________ Số hình vẽ _____________
Số tài liệu tham khảo _________ Phần mềm tính toán _____________
Hiện vật (
sản phẩm
) _________
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bảng vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác
-Sốbảnvẽtay sốbảnvẽtrênmáytính
6. Những ưu điểm chính của LVTN :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7. Những thiếu sót chính của LVTN:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8. Đề nghò: Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng :
a) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________

b) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
c) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
10. Đánh giá chung (
bằng chữ :giỏi, khá
,
TB
) : Điểm __________ / 10
Ký tên
(ghi rõ họ tên )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
-----------
Ngày tháng năm
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(
Dành cho người phản biện
)
1. Họ và tên SV: ___________________________________________________________
MSSV:
Ngành(chuyên ngành) : ______________________________
2. Đề tài : _________________________________________________________________
3. Họ tên người phản biện :___________________________________________________
4. Tổng quát về bảng thuyết minh : ____________________________________________
Số trang _________ Số chương _____________
Số bảng số liệu _________ Số hình vẽ _____________
Số tài liệu tham khảo _________ Phần mềm tính toán _____________
Hiện vật (

sản phẩm
) _________
5. Tổng quát về các bản vẽ :
- Số bảng vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác
-Sốbảnvẽtay sốbảnvẽtrênmáytính
6. Những ưu điểm chính của LVTN :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7. Những thiếu sót chính của LVTN:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8. Đề nghò: Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
9. 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng :
a) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
b) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
c) ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
10. Đánh giá chung (
bằng chữ :giỏi, khá
,
TB
) : Điểm __________ / 10
Ký tên
(ghi rõ họ tên )

ii
LỜI CẢM ƠN
Trước hết xin cảm ơn ba mẹ , gia đình đã là nguồn động viên rất lớn và là chỗ dựa vững
chắc nhất của con trong suốt quá trình học tập.
Kính gửi đến thầy LÊ NGỌC ĐÌNH lời cảm ơn chân thành và sâu sắc, cảm ơn thầy đã
tận tình hướng dẫn, chỉ dạy em từ các đồ án môn học cho đến khi hoàn thành luận văn tốt
nghiệp.
Em xin cảm ơn tất cả quý thầy cô của trường đại học Bách Khoa TP.HCM nói chung,
quý thầy cô của khoa Điện-Điện tử và bộ môn Điều Khiển Tự Động nói riêng đã tận tình
giảng dạy , trang bò cho em những kiến thức bổ ích trong khoảng thời gian học đại học.
Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè đã động viên, góp ý, giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình
học tập và thực hiện luận văn .
Tôi xin cảm ơn tất cả.
Thành phố Hồ Chí Minh ,tháng 1 năm 2009
Nguyễn Gia Minh Thảo

iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Nhiệm vụ của đề tài là sử dụng giải thuật điều khiển kết hợp với vi điều khiển để ổn
đònh và đồng bộ tốc độ hệ động cơ điện một chiều ( động cơ DC ).
Đề tài được thực hiện như sau: Sử dụng giải thuật điều khiển PI-Mờ kết hợp với vi điều
khiển 16-bit MC9S12DP512 để ổn đònh và đồng bộ tốc độ hệ động cơ DC . Mô hình phần cứng
bao gồm 3 mô-đun mạch : mô-đun 0 đóng vai trò làm trung tâm điều khiển-giám sát toàn hệ
thống , mô-đun 1 điều khiển động cơ 1, mô-đun 2 điều khiển động cơ 2 .
Vi điều khiển trên mô-đun 1 sẽ nhận tốc độ đặt từ người dùng ,sử dụng giải thuật điều
khiển PI-Mờ để điều rộng xung (PWM: Pulse Width Modulation) điều khiển động cơ 1 chạy
đúng theo tốc độ đặt , đồng thời truyền giá trò tốc độ của động cơ 1 cho vi điều khiển trên mô-
đun 2 qua Port A của 2 vi điều khiển. Vi điều khiển trên mô-đun 2 sẽ lấy giá trò tốc độ của
động cơ 1 từ Port A để làm tốc độ đặt , và sử dụng giải thuật điều khiển PI-Mờ để điều rộng

xung ( PWM ) điều khiển động cơ 2 chạy đúng theo tốc độ của động cơ 1.
Cả 3 mô-đun đều được kết nối với nhau trong mạng CAN ( Controller Area Network) để
hai mô-đun 1 và 2 có thể truyền nhanh dữ liệu về mô-đun 0 (có vai trò là trung tâm điều
khiển-giám sát) cho người dùng có thể giám sát .Thêm vào đó , kết hợp với máy vi tính đặt tại
mô-đun 0, người dùng có thể điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống.
Kết quả đạt được thỏa mãn khá tốt yêu cầu đề ra: Điều khiển ổn đònh được tốc độ động
cơ DC , đồng bộ được tốc độ của 2 động cơ DC . Thay đổi tốc độ khá linh hoạt . Xây dựng
thành công mạng CAN dùng để kết nối các mô-đun trong hệ thống , cho phép điều khiển và
giám sát toàn hệ thống từ máy vi tính hay từ mô-đun điều khiển trung tâm.

iv
MỤC LỤC
Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii
Mục lục iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI………...……………………………………………....1
1.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................................1
1.2 Các phương pháp đã được sử dụng để đồng bộ tốc độ động cơ và ứng dụng thực tế......2
1.3 Nhiệm vụ của luận văn ...................................................................................................5
1.4 Thực hiện ........................................................................................................................5
1.5 Sơ lược về mô hình hệ thống...........................................................................................7
1.5.1 Sơ đồ khối của mô hình hệ thống.............................................................................7
1.5.2 Mô tả hoạt động của mô hình hệ thống....................................................................7
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ , ĐIỀU KHIỂN PID...…………………
.…...
9
2.1 Lý thuyết điều khiển Mờ..................................................................................................9

2.1.1 Giới thiệu về Logic Mờ...........................................................................................9
2.1.2 Một số khái niệm cơ bản........................................................................................11
2.1.3 Mệnh đề hợp thành mờ, luật hợp thành mờ............................................................14
2.1.4 Bộ điều khiển mờ...................................................................................................17
2.2 Lý thuyết điều khiển PID...............................................................................................20
2.2.1 Khâu hiệu chỉnh tỷ lệ P..........................................................................................20
2.2.2 Khâu hiệu chỉnh vi phân tỷ lệ PD...........................................................................20
2.2.3 Khâu hiệu chỉnh tích phân tỷ lệ PI .........................................................................21
2.2.4 Khâu hiệu chỉnh vi tích phân tỷ lệ PID...................................................................21
2.2.5 Thiết kế bộ điều khiển PID....................................................................................22
CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT GIAO THỨC CAN
…………………………………...
24
3.1. Giới thiệu ( CAN: Controller Area Network ) ...............................................................24
3.2. Giao thức CAN ( CAN Protocol ) .................................................................................26
3.2.1 Nội dung giao thức..................................................................................................26

v
3.2.2 Mô hình CAN trong OSI.........................................................................................27
3.2.3 Lớp vật lý ...............................................................................................................29
3.2.4 Cấu trúc bức điện ...................................................................................................32
3.2.5 Cấu trúc bit trong giao thức CAN ..........................................................................35
3.2.6 Truy cập và giải quyết tranh chấp trên đường truyền.............................................37
3.2.7 Sự đồng bộ xung clock............................................................................................38
CHƯƠNG 4: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
….
40
4.1 Đặc tính cơ tónh của động cơ điện một chiều ( Động cơ DC ) ........................................40
4.2 Sơ lược về các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC..........................................44
4.2.1 Điều khiển từ thông................................................................................................45

4.2.2 Điều khiển điện áp phần ứng .................................................................................46
4.2.3 Điều khiển hỗn hợp điện áp phần ứng và từ thông kích từ.....................................47
4.3 Phương pháp điều rộng xung (PWM: Pulse Width Modulation)....................................48
4.4 Giới thiệu về Encoder được sử dụng trong luận văn ......................................................50
CHƯƠNG 5: HỌ VI ĐIỀU KHIỂN HCS12 VÀ VI ĐIỀU KHIỂN MC9S12DP512
……….
53
5.1 Giới thiệu chung về họ vi điều khiển HCS12................................................................53
5.1.1 Các thành phần cơ bản của bộ xử lý........................................................................55
5.1.2 Các chế độ hoạt động..............................................................................................56
5.2 Vi điều khiển được sử dụng trong Luận văn - MC9S12DP512.......................................58
5.2.1 Các Port xuất nhập đa dụng....................................................................................60
5.2.2 Khối chức năng thời gian ( Timer ).........................................................................63
5.2.3 Bộ điều rộng xung ( PWM )....................................................................................67
5.2.4 Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ ( SCI ) ....................................................................70
5.2.5 Khối chức năng Key-WakeUp................................................................................72
5.2.6 Khối Mô-đun chức năng CAN ( Controller Area Network )..................................73
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH PHẦN CỨNG
…………………..
79
6.1 Cấu trúc phần cứng của các mô-đun trong mô hình ......................................................79
6.2 Các khối mạch chức năng trên mô-đun điều khiển động cơ và mô-đun trung tâm. .....80
6.2.1 Khối mạch vi điều khiển trung tâm........................................................................81
6.2.2 Khối mạch giao tiếp máy vi tính qua cổng nối tiếp................................................82
6.2.3 Khối giao tiếp CAN................................................................................................84
6.2.4 Khối giao tiếp song song giữa 2 mô-đun điều khiển 2 động cơ..............................85
6.2.5 Khối bàn phím điều khiển động cơ ( 4 phím) ........................................................85
6.2.6 Khối bàn phím chọn các chế độ hoạt động cho mô hình........................................86

vi

6.2.7 Khối mạch nguồn 5 Vdc cho hệ thống điều khiển..................................................87
6.2.8 Khối thời gian thực.................................................................................................87
6.2.9 Khối hiển thò LCD ..................................................................................................91
6.2.10 Khối mạch động lực điều khiển động cơ ...............................................................92
6.2 Khối nguồn 24/12/5 Vdc cung cấp cho mạch động lực và động cơ ...............................94
6.3 Sơ đồ mạch BDM-Pod :Mạch dùng để Nạp ,Debug cho họ HCS12...............................95
Hình ảnh thật của mô hình phần cứng luận văn…………………………………….…...96
CHƯƠNG 7: GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH
…………….……………………..
97
7.1 Thiết kế bộ điều khiển PI-Mờ , ổn đònh tốc độ động cơ DC .......................................97
7.1.1 Sơ lược sơ đồ khối và hệ phương trình toán............................................................97
7.1.2 Thiết kế bộ điều khiển PI-Mờ................................................................................98
7.1.3 Cách tính tốc độ của động cơ DC được sử dụng trong luận văn...........................102
7.2 Cách thức điều khiển từ máy vi tính ( PC ) ...............................................................103
7.3 Lưu đồ giải thuật cho vi điều khiển trên các mô-đun................................................110
7.3.1 Lưu đồ giải thuật đoạn chương trình MAIN........................................................112
7.3.2 Trình tự chi tiết trong các chương trình con và 5 chương trình phục vụ Ngắt.......116
CHƯƠNG 8: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC , HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
……………...
123
8.1 Một số hình ảnh về hoạt động của hệ thống ................................................................123
8.1.1 Tại giao diện trên máy tính ở mô-đun điều khiển động cơ 1.................................123
8.1.2 Hình ảnh tại giao diện trên máy tính và mô-đun ở trung tâm điều khiển ………..125
8.2 Các kết quả đã đạt được..............................................................................................127
8.3 Một số điểm hạn chế...................................................................................................128
8.4 Hướng khắc phục các điểm hạn chế và phát triển đề tài ............................................128
8.4.1 Hướng khắc phục các điểm hạn chế......................................................................128
8.4.2 Hướng phát triển đề tài..........................................................................................129
TÀI LIỆU THAM KHẢO

……………………………………………………
130
PHỤ LỤC: BẢN VẼ TỔNG HP SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CÁC MẠCH

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
- Cùng với công cuộc công nghiệp hóa-hiện đại hóa của đất nước , lónh vực tự động hóa có
những bước phát triển vượt bậc và trở thành yếu tố quan trọng không thể thiếu của nền
công nghiệp hiện đại. Khi nói đến tự động hóa là nói đến sự thay thế dần dần đến hoàn
toàn các hoạt động chân tay bằng máy móc trong các dây chuyền sản xuất.
- Trong nền công nghiệp hiện đại và phát triển , các dây chuyền sản xuất hoạt động chủ
yếu dựa trên các máy móc , dưới sự điều khiển và giám sát của con người. Khi có càng
nhiều máy móc và nhiều công đoạn sử dụng máy móc thì sự phối hợp ăn khớp hay còn gọi
là sự đồng bộ giữa các công đoạn là điều cần phải quan tâm. Điều này càng được chú
trọng trong các lónh vực cần có độ chính xác tốc độ của các động cơ cao như: ngành công
nghiệp vải , giấy , dệt ,… .
- Xét một ví dụ đơn giản về ứng dụng của sự đồng bộ , như mô hình băng chuyền sau:
Hình 1.1: Mô hình băng chuyền có 2 trục quay

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
2
+ Trong mô hình băng chuyền này ta có 2 động cơ: động cơ 1 dùng để kéo trục xả và
động cơ 2 dùng kéo trục cuốn .
+ Yêu cầu điều khiển là: Động cơ 1 và động cơ 2 luôn phải hoạt động ổn đònh ở cùng một
tốc độ đặt trước , ngay cả khi băng tải vận chuyển các hàng hóa có khối lượng khác

nhau. Khi động cơ 1 thay đổi tốc độ thì động cơ 2 cũng phải thay đổi tốc độ theo-phù
hợp với sự thay đổi của động cơ 1 , để băng tải không quá đùn hay quá căng.
- Qua các dẫn chứng trên , ta nhận thấy vấn đề được đặt ra ở đây là: Sự ăn khớp , đồng bộ
đó từ đâu mà có? Sử dụng phương pháp nào để có thể ổn đònh được tốc độ các động cơ và
điều khiển chúng hoạt động đồng bộ tốc độ với nhau ? Ngoài ra, khi hệ thống có nhiều dây
chuyền ở xa nhau, làm sao để điều khiển đồng bộ và giám sát tất cả hoạt động của các
dây chuyền đó?
Đây chính là ý tưởng cho đề tài của Luận Văn này.
- Đồng bộ tốc độ động cơ điện xoay chiều (động cơ AC ) hay động cơ điện một chiều (động
cơ DC ) đều được sử dụng rộng rãi trong nhiều lónh vực .
Phạm vi của Luận văn là giải
quyết bài toán đồng bộ tốc độ động cơ DC .
1.2 Các phương pháp đã được sử dụng để đồng bộ tốc độ động cơ và ứng dụng thực tế
 Phương pháp điều khiển đồng bộ tốc độ động cơ AC dùng biến tần
Hình 1.2: Sơ đồ đồng bộ tốc độ động cơ AC sử dụng biến tần
Động cơ AC 1 Encoder
Bộ tỷ lệ AnalogBiến tần 2Động cơ AC 2
Biến tần 1

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
3
- Biến tần 1 có nhiệm vụ điều khiển động cơ 1 chạy đúng tốc độ đã đặt. Encoder sẽ phản
hồi tốc độ thật của động cơ 1 và đưa vào bộ tỉ lệ analog . Sau đó biến tần 2 sẽ điều
khiển động cơ 2 chạy theo đúng tốc độ mà động cơ 1 đang chạy.
- Ưu điểm : được dùng cho các động cơ AC có công suất lớn và điều khiển tốc độ rất tốt.
- Nhược điểm: cần sử dụng nhiều biến tần mà giá thành của một bộ biến tần là khá cao .

Phương pháp điều khiển đồng bộ tốc độ tốc độ động cơ DC
Hình 1.3 : Điều khiển tốc độ động cơ DC dùng phương pháp chỉnh lưu điều khiển pha

- Các bộ điều khiển 1 và 2: sử dụng phương pháp chỉnh lưu điều khiển pha để điều khiển
ổn đònh tốc độ động cơ DC có hồi tiếp , với phản hồi ở vòng trong là dòng điện và phản
hồi ở vòng ngoài là vận tốc.
- Bộ điều khiển 1 sẽ điều khiển động cơ 1 chạy đúng theo tốc độ đặt . Tốc độ thật của
động cơ 1 sẽ được truyền đến cho bộ điều khiển 2 để điều khiển động cơ 2 chạy đúng
theo tốc độ này.
- Ưu điểm: Hệ thống điều khiển nhiều vòng nên điều khiển ổn đònh tốc độ động cơ tốt.
- Nhược điểm: Cách thiết kế bộ điều khiển dùng phương pháp chỉnh lưu điều khiển pha thì
phức tạp , yêu cầu có nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong lónh vực điện tử công suất.
Bộ điều khiển 1 Động cơ DC 1
Phản hồi: Vòng trong-dòng điện ; vòng ngoài-tốc độ
Bộ cập nhật tốc độ động cơ 1
( Encoder hay Tacho generator )
Bộ điều khiển 2Động cơ DC 2
Phản hồi: Vòng trong-dòng điện ; vòng ngoài-tốc độ

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
4
 Một số hình ảnh về ứng dụng thực tế của đồng bộ tốc độ động cơ
+ Trong dây chuyền sản xuất bánh kem:
Hình 1.4: Ứng dụng của đồng bộ tốc độ động cơ - dây chuyền sản xuất bánh kem
+ Trong hệ thống nhuộm vải:
Hình 1.5: Ứng dụng của đồng bộ tốc độ động cơ – hệ thống nhuộm vải
+ Trong máy xeo giấy:
Hình 1.6: Ứng dụng của đồng bộ tốc độ động cơ trong máy xeo giấy

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
5

1.3 Nhiệm vụ của luận văn
- Tìm hiểu động cơ điện một chiều ( động cơ DC ) và các phương pháp điều khiển tốc độ
động cơ DC.
- Sử dụng các giải thuật điều khiển ( kinh điển , hiện đại ,thông minh ) và kết hợp với vi
điều khiển nhằm thiết kế bộ điều khiển tốc độ động cơ DC , thỏa mãn các yêu cầu : đáp
ứng quá độ , sai số xác lập , đảm bảo hoạt động tốt ở nhiều mức vận tốc và ổn đònh ngay
cả khi tải thay đổi….
- Thiết kế và thi công các mạch điều khiển và mô hình có ít nhất 2 động cơ để tượng trưng
hệ thống nhiều động cơ.
- Viết chương trình điều khiển với 2 mục đích chính :
Thứ nhất
là ổn đònh tốc độ của một
động cơ DC ,
sau đó là
điều khiển đồng bộ tốc độ của tất cả các động cơ trong hệ thống
– nghóa là: Khi động cơ 1 thay đổi tốc độ thì động cơ 2 , động cơ 3… phải thay đổi tốc độ
và luôn bám theo động cơ 1.
- Đồng thời phải điều khiển và giám sát được hoạt động của tất cả các động cơ từ mạch
điều khiển và từ máy vi tính.
1.4 Thực hiện
Luận văn được lấy tên là:
ĐIỀU KHIỂN MỜ VÀ GIAO THỨC CAN
TRONG ĐỒNG BỘ TỐC ĐỘ HỆ ĐỘNG CƠ DC
- Động cơ DC được sử dụng trong luận văn là động cơ DC 24V-20W , được gắn đồng trục
encoder quang loại tương đối ( 100 xung/vòng ) . Mô hình của luận văn gồm 2 động cơ.
Điều khiển tốc độ bằng phương pháp điều rộng xung ( PWM: Pulse Width Modulation).

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
6

- Nghiên cứu lý thuyết điều khiển PID , Logic Mờ và đã thiết kế bộ điều khiển PI-Mờ (
với luật hợp thành mờ 5x5 cho từng tham số:
P
K ,
D
K ,
α
) để điều khiển ổn đònh tốc độ
động cơ DC . Đây là bộ điều khiển tích hợp giữa bộ điều khiển PI kinh điển và Logic Mờ
, tổng hợp được các ưu điểm của điều khiển kinh điển và điều khiển thông minh.
- Vi điều khiển được sử dụng trong luận văn là MC9S12DP512 , thuộc họ vi điều khiển
HCS12 của hãng Motorola ( HCS12 là họ điều khiển 16-bit được phát triển từ các họ vi
điều khiển 68HC11 / 68HC12 ) . Đây là vi điều khiển khá mạnh, tốc độ nhanh, hoạt
động ổn đònh , tích hợp nhiều mô-đun chức năng phù hợp với các yêu cầu của đề tài.
- Đã tìm hiểu và thiết kế một mạng truyền thông để điều khiển và giám sát tất cả các hoạt
động 2 động cơ trong mô hình của luận văn ( khi mở rộng có thể là nhiều động cơ ) .
Giao thức truyền thông được chọn là giao thức CAN ( Controller Area Network ) vì các
đặc điểm sau:
+ Có tính ổn đònh , tốc độ truyền khá cao ( 1 Mbit/s trên khoảng cách 40m) , truyền
được dữ liệu lớn , đáp ứng thời gian thực , … , phù hợp với yêu cầu
điều khiển và giám
sát hệ thống
của đề tài - đặc biệt khi mở rộng ra hệ thống có nhiều động cơ .
+ Vi điều khiển MC9S12DP512 có hỗ trợ giao thức CAN và IC lái ( Transceiver ) cho
mạng CAN như : MCP2551 của hãng MicroChip có giá rẻ , rất dễ kiếm trên thò trường.
- Thiết kế và thi công 3 mô-đun mạch , gồm: 2 mô-đun trực tiếp điều khiển 2 động cơ (
mô-
đun 1
, mô-đun 2), một mô-đun có vai trò là trung tâm
điềukhiển-giám sát

hệ thống (
mô-đun 0 ) .Bao gồm các khối mạch: mạch nguồn 24/12/5 VDC cung cấp cho động cơ và
khối mạch động lực , mạch vi điều khiển (sử dụng nguồn 5 VDC riêng) và các khối mạch
giao tiếp : RS232 , CAN , đồng hồ thời gian thực , LCD dùng để hiển thò , phím nhấn….
- Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên máy vi tính, sử dụng ngôn ngữ Visual
Basic 6 . Từ đó người sử dụng có thể thiết lập các thông số để điều khiển và giám sát hệ

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
7
thống ngay trên máy tính đặt tại mô-đun điều khiển động cơ số 1 ( còn gọi là động cơ
“chủ” trong mô hình ) hay tại trung tâm điều khiển của toàn hệ thống.
- Mô hình hệ thống hoạt động khá tốt , đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của luận văn đề ra và
còn được mở rộng thêm một số chức năng khác.
1.5
Sơ lược về mô hình hệ thống
1.5.1 Sơ đồ khối của mô hình hệ thống
Hình 1.7: Mô hình của hệ thống trong luận văn
1.5.2 Mô tả hoạt động của mô hình hệ thống
- Mỗi mô-đun ( 1 và 2) sẽ điều khiển ổn đònh tốc độ một động cơ DC tương ứng:
+ Cảm biến Incremental encoder dùng để phản hồi tốc độ động cơ về cho vi điều khiển

Chương 1: Tổng quan về đề tài GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
8
+ Vi điều khiển với thuật toán điều khiển PI-Mờ sẽ tạo ra tín hiệu điều khiển cho mạch
động lực điều khiển động cơ chạy theo đúng tốc độ đặt bằng phương pháp Điều rộng
xung PWM .
- Hai vi điều khiển MC9S12DP512 trên 2 mô-đun điều khiển số 1 và số 2 được kết nối với
nhau qua 2 port giao tiếp song song ( Port A, H ) nhằm trao đổi nhanh thông tin về tốc độ:

+ Vi điều khiển trên Mô-đun 1 điều khiển tốc độ động cơ 1 theo tốc độ đặt trước, và gởi
tốc độ thật của động cơ 1 ra Port A (
Chu kỳ gởi là 20ms và chỉ gởi khi giá trò tốc độ thật
của động cơ 1 có thay đổi
) , và đọc giá trò tốc độ thật của động cơ 2 từ Port H để hiển thò
lên LCD và máy vi tính.
+ Vi điều khiển trên mô-đun 2 sẽ đọc giá trò tốc độ từ Port A , điều khiển động cơ 2 chạy
theo đúng tốc độ này(
lúc đó tốc độ động cơ 2 sẽ bám theo và phụ thuộc vào động cơ 1
)
, và gởi tốc độ thật của động cơ 2 ra Port H (
Chu kỳ đọc gởi cũng là 20ms )
- Cả ba mô-đun gồm: 2 mô-đun điều khiển và mô-đun giám sát (mô-đun 0) được kết nối với
nhau qua mạng CAN :
+ Tất cả dữ liệu của 2 mô-đun điều khiển như : tốc độ các động cơ , chế độ hoạt động …
đều được gởi đến mô-đun giám sát ( hay là mô-đun trung tâm) , từ đó được gởi lên máy
tính được đặt tại mô-đun này (chuẩn RS232C ) để
: Hiển thò, vẽ đồ thò kiểm chứng,….
+ Từ mô-đun 0 hay máy tính đặt tại trung tâm , ta có thể điều khiển và giám sát được tất
cả các động cơ trong mạng với các chế độ điều khiển đã đònh trước.
-
Ngoài ra , còn có một số chức năng được mở rộng như:
+ Từ trung tâm, ta có thể điều khiển cả 2 động cơ chạy cùng tốc độ , chạy và dừng lại cùng
lúc mà không phụ thuộc vào nhau. Và cũng có thể điều khiển riêng lẻ từng động cơ.
+ Có 2 chế độ điều khiển : chế độ điều khiển bằng tay ( Manual ) và chế độ điều khiển Tự
động (Auto). Trong chế độ tự động, hệ thống tự hoạt động theo thời gian cài đặt từ trước

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
9

CHƯƠNG 2
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ , ĐIỀU KHIỂN PID
2.1 Lý thuyết điều khiển Mờ
2.1.1 Giới thiệu về Logic Mờ ( Fuzzy Logic )
- Khái niệm về logic mờ được giáo sư L.A Zadeh công bố lần đầu tiên tại Mỹ vào năm
1965, tại trường đại học Berkeley, bang California, Mỹ. Từ đó, lý thuyết mờ đã có nhiều phát
triển và được ứng dụng rộng rãi trong lónh vực điều khiển-tự động hóa.
- Năm 1970 , tại trường đại học Mary Queen , thành phố Lodon – nước Anh , Ebrahim
Mamdani đã sử dụng logic mờ để điều khiển một máy hơi nước mà ông không thể điều khiển
bằng kỹ thuật cổ điển.
- Tại Nhật , logic mờ được ứng dụng vào nhà máy xử lý nước của hãng Fuji Electronic vào
năm 1983, hệ thống xe điện ngầm của Hitachi vào năm 1987. Tuy Logic mờ ra đời ở Mỹ , ứng
dụng đầu tiên ở Anh , nhưng lại phát triển và ứng dụng nhiều nhất ở Nhật.
- Ưu điểm của điều khiển mờ so với các phương pháp điều khiển kinh điển là có thể tổng
hợp được bộ điều khiển mà không cần biết trước đặc tính của đối tượng một cách chính xác.
Điều này thực sự rất hữu dụng cho các đối tượng phức tạp mà ta chưa biết rõ hàm truyền.
- Điều khiển mờ chỉ cần xử lý những thông tin “không chính xác” hay không đầy đủ, những
thông tin mà sự chính xác của nó chỉ nhận thấy được giữa các quan hệ của chúng với nhau và
cũng chỉ có thể mô tả bằng ngôn ngữ nhưng vẫn có thể đưa ra những quyết đònh chính xác.
Điều khiển mờ hay còn gọi là điều khiển “thông minh”, mô phỏng trên phương thức xử lý
thông tin và điều khiển của con người, khởi đầu cho sự ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong
lónh vực điều khiển.
- Xét một ví dụ về logic Mờ
:
Có một người đang lái thuyền canô trên sông, khi đó người lái thuyền canô được xem như là
thiết bò điều khiển
và chiếc thuyền canô là
đối tượng điều khiển
. Nhiệm vụ của người lái

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
10
thuyền canô là điều khiển thuyền canô tới bến an toàn . Muốn tìm hiểu phương thức thực hiện
nhiệm vụ đó của người lái thuyền canô thì phải xem xét người đó phải xử lý những thông tin
gì và xử lý chúng như thế nào.
+
Đại lượng điều khiển thứ nhất
là hướng di chuyển của mũi thuyền, phụ thuộc vào dòng
sông phía trước của thuyền . Người lái thuyền có nhiệm vụ điều khiển chiếc thuyền đi đúng
phần sông quy đònh, tức là phải luôn giữ cho thuyền nằm trong phần bên phải của dòng sông (
gần về phía bờ bên phải của dòng sông hơn , nhưng tránh không quá gần bờ để thuyền khỏi bò
mắc cạn ), trừ trường hợp phải vượt chiếc thuyền khác. Để làm công việc này , người lái
thuyền không cần phải biết một cách chính xác rằng chiếc thuyền của mình hiện đang cách bờ
sông bên phải bao nhiêu bao nhiêu met , mà chỉ cần nhìn vào dòng nước trước mặt : người đó
có thể suy ra được rằng chiếc thuyền hiện đang cách bờ sông bên phải nhiều hay ít, có còn
nằm phía bên phải của dòng sông không và từ đó đưa ra quyết đònh phải đánh tay lái sang
phải mạnh hay nhẹ.
+
Đại lượng điều khiển thứ hai là tốc độ của thuyền canô
. Với nguyên tắc: để cảm thấy
chuyến đi được thoải mái và tiết kiệm xăng, người lái thuyền có nhiệm vụ giữ nguyên tốc độ
của thuyền, tránh không giảm tốc hoặc tăng tốc khi không cần thiết . Giá trò về tốc độ thuyền
mà người lái xe phải giữ cũng phụ thuộc nhiều vào nhiều yếu tố như: Thời tiết mưa hay nắng,
cảnh quan, mật độ thuyền trên sông…, và cũng còn phụ thuộc thêm là người lái thuyền có
quen đoạn sông đó hay không? Tuy nhiên quy luật điều khiển này cũng không phải cố đònh.
Giả sử trước mặt có một chiếc thuyền khác , có kích cỡ lớn , đi chậm hơn và choáng vò trí
dòng sông phía trước. Vậy thì thay cho nhiệm vụ giữ nguyên tốc độ, người lái thuyền phải tạm
thời thực hiện một nhiệm vụ khác: là giảm tốc độ thuyền và tự điều khiển thuyền theo một
tốc độ mới, phù hợp với sự phản ứng của chiếc thuyền phía trước cho tới khi người lái thuyền

điều khiển thuyền của mình vượt qua được chiếc thuyền kia.
+ Ngoài 2 đại lượng điều khiển trên, người lái thuyền cũng phải quan tâm đến các trạng
thái của thuyền như: Động cơ của thuyền hoạt động có quá nóng không , hệ thống chân quạt

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
11
nước ( chân vòt ) còn đảm bảo không , thuyền có bò vào nước do bò thủng không… để có thể
kòp thời sửa chữa ,tránh bò đắm thuyền, hay gây tai nạn trên sông.
+
Đối tượng điều khiển
là chiếc thuyền cũng có những tham số thay đổi cần phải được thu
thập và giám sát thường xuyên cho công việc ra các quyết đònh về
đại lượng điều khiển
.Sự
thay đổi các tham số đó, người lái thuyền có thể nhận biết được trực tiếp qua các đèn báo hiệu
trong thuyền, song cũng có thể gián tiếp qua phản ứng của thuyền với các đại lượng điều
khiển.
+ Người lái thuyền đã thực hiện tốt chức năng của một
bộ điều khiển
: Từ thu thập thông
tin, thực hiện thuật toán điều khiển cho đến khi đưa ra tín hiệu điều khiển kòp thời mà không
cần biết một cách chính xác về vò trí, tốc độ, tình trạng…. của thuyền. Hoàn toàn ngược lại với
khái niệm điều khiển chính xác, người lái thuyền cũng chỉ cần đưa ra những đại lượng điều
khiển theo nguyên tắc xử lý “mờ” như:
- Nếu thuyền hướng nhẹ về phía giữa dòng sông và có xu hướng qua phía bên trái dòng
sông thì đánh tay lái nhẹ sang phải. Còn nếu thuyền hướng đột ngột ra phía giữa dòng
sông và có thể đi lấn sâu qua phía bên trái dòng sông thì đánh mạnh tay lái sang phải.
- Nếu thuyền hướng nhẹ về phía bờ sông bên phải thì đánh tay lái nhẹ sang trái. Còn nếu
thuyền hướng đột ngột ra phía bờ sông bên phải và có thể bò

mắc cạn
do quá gần bờ thì
đánh mạnh tay lái sang trái.
- Nếu thuyền chạy cùng chiều với dòng nước chảy, mật độ thuyền trên sông ít, tầm nhìn
không bò hạn chế: tốc độ của thuyền có thể cao hơn bình thường một chút .
- Nếu dòng sông có mật độ thuyền đông , tầm nhìn bò hạn chế: tốc độ của thuyền có thể
thấp hơn bình thường một chút.
2.1.2 Một số khái niệm cơ bản:
-
Một cách tổng quát , hệ thống mờ là tập hợp các qui tắc dưới dạng : If… Then (Nếu
…Thì ) để mô phỏng hành vi của con người và tích hợp vào cấu trúc của điều khiển của hệ
thống.

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
12
- Kỹ thuật thiết kế một hệ thống mờ mang rất nhiều tính chất chủ quan, tùy thuộc rất nhiều
vào kinh nghiệm và kiến thức của người thiết kế. Ngày nay , tuy kỹ thuật Mờ đã có nhiều phát
triển vượt bậc ,nhưng vẫn chưa có một cách thức chuẩn và hiệu quả cho việc thiết kế hệ thống
mờ. Việc thiết kế vẫn dựa trên kỹ thuật rất cơ bản là: Thử – Sai – Sửa , mất nhiều thời gian
cho việc chỉnh sửa để đạt được một kết quả có thể chấp nhận được.
2.1.2.1 Đònh nghóa tập mờ, và các thuật ngữ liên quan
 Đònh nghóa Tập mờ:
- Tập mờ F xác đònh trên tập kinh điển X là một tập mà mỗi phần tử của nó là một cặp các
giá trò
( )
)(, xx
F
μ
trong đó

Xx ∈
và
F
μ
là ánh xạ
[]
1,0: →X
F
μ
.
+ Ánh xạ
F
μ
được gọi là
hàm liên thuộc
của tập mờ F.
+ Tập kinh điển X được gọi là tập nền của tập mờ F.
-
Hàm liên thuộc:
- Cho một tập hợp A, ánh xạ μA:
RA →
được đònh nghóa như sau:
⎩
⎨
⎧
∉
∈
=
Ax
Ax

A
,0
,1
μ
, được gọi là hàm thuộc của A.
- Một tập luôn có 1)( =x
X
μ
với mọi x được gọi là không gian nền (tập nền)
- Vậy với khái niệm như trên thì hàm thuộc
A
μ
của tập A có tập nền X sẽ được hiểu là ánh
xạ
}{
1,0: →X
A
μ
.
Hình 2.1: Hàm liên thuộc

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
13
- Độ cao: Độ cao của tập mờ F (đònh nghóa trên tập nền X) là giá trò: Xxxh
F
∈= ),(sup
μ
- Miền xác đònh: Miền xác đònh của tập mờ F (đònh nghóa trên cơ sở X) được ký hiệu bởi S
là tập con của M thỏa mãn:

{ }
0)(| >∈= xXxT
F
μ
; M: tập rõ cơ sở
-
Miền tin cậy : Miền tin cậy của tập mờ F (đònh nghóa trên cơ sở X) được ký hiệu bới T là
tập con của M thỏa mãn:
{ }
1)(| =∈= xXxT
F
μ
2.1.2.2 Biến ngôn ngữ
-
Biến ngôn ngữ là phần tử chủ đạo trong các hệ thống sử dụng logic mờ. Ở đây , các thành
phần ngôn ngữ của cùng một ngữ cảnh kết hợp với nhau.
- Mỗi giá trò ngôn ngữ của biến được xác đònh bằng một tập mờ đònh nghóa trên tập nền là
tập các số thực chỉ giá trò vật lý của biến.
Ví dụ: Khi đo nhiệt độ của một phòng , ta có các khái niệm như: nhiệt độ rất lạnh, hơi lạnh,
trung bình, hơi nóng và rất nóng .Theo kinh nghiệm ta có thể chọn dưới C
0
15 là
rất lạnh
,
C
0
20 là
hơi lạnh
, C
0

25 là
trung bình
, C
0
30 là
hơi nóng
,trên C
0
35 là
rất nóng
.
+ Vậy với một nhiệt độ
t ta có một ánh xạ như sau:
⎪
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎪
⎬
⎫
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨

⎧
=→
ratnong
hoinong
vua
hoilanh
ratlanh
t
μ
μ
μ
μ
μ
μ
+ nh xạ như trên còn gọi là quá trình
Mờ hóa
của giá trò rõ nhiệt độ t.
Hình 2.2: Ví dụ về logic mờ trong ứng dụng đo nhiệt độ

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
14
2.1.2.3 Các phép toán trên tập mờ
- Giao của hai tập hợp:
{ }
)(),(min)().( xxxx
BABABA
μμμμμ
==
∩

(2.1)
- Hợp của hai tập hợp:
{ }
)(),(max)().()()( xxxxxx
BABABABA
μμμμμμμ
=−+=
∪
(2.2)
- Bù của một tập hợp: )(1)( xx
A
A
C
μμ
−= (2.3)
2.1.3 Mệnh đề hợp thành mờ, luật hợp thành mờ
2.1.3.1. Mệnh đề hợp thành:
- Khái niệm: Mệnh đề hợp thành tương ứng với một luật điều khiển thường có dạng:
IF < mệnh đề điều kiện > THEN < mệnh đề kết luận >
-
Nguyên tắc Mamdani :
“
Độ phụ thuộc của kết luận không được lớn hơn độ phụ thuộc của điều kiện
”. (Nguyên
tắc này thường được sử dụng để mô tả mệnh đề hợp thành mờ trong điều khiển)
- Nếu hệ thống có nhiều đầu vào và nhiều đầu ra thì mệnh đề tổng quát có dạng như sau:
If N= n
i
andM= m
i

and … Then R= r
i
and K = k
i
and …
- Quy tắc hợp thành MIN :
Xét mệnh đề hợp thành
BA ⇒
, ta có giá trò của mệnh đề
hợp thành mờ là một tập mờ B’đònh nghóa trên nền Y (không gian nền cuả B) và
có hàm liên thuộc là:
{ }
)(,min)(
'
yy
BAB
μμμ
=
-
Quy tắc hợp thành PROD
Xét mệnh đề hợp thành
BA ⇒
, ta có giá trò của mệnh đề hợp thành mờ là mờ là một tập mB’
đònh nghóa trên nền Y (không gian nền cuả B) và có hàm liên thuộc là: )()(
'
yy
BAB
μμμ
=
2.1.3.2

. Luật hợp thành mờ :
 Khái niệm Luật hợp thành mờ là một tập hợp R của một hay nhiều mệnh đề hợp
thành
+ Nếu một luật hợp thành chỉ có một mệnh đề hợp thành thì gọi là luật hợp thành đơn.

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
15
+ Nếu một luật hợp thành có nhiều hơn một mệnh đề hợp thành thì gọi là luật hợp thành
kép. Phần lớn các hệ mờ trong thực tế có mô hình là luật hợp thành kép.
Các luật hợp thành mờ cơ bản:
+ Luật hợp thành MAX - MIN
+ Luật hợp thành MAX - PROD
+ Luật hợp thành SUM – MIN
+ Luật hợp thành MAX – PROD

Luật hợp thành MAX-MIN
Các hàm liên thuộc được xác đònh theo quy tắc hợp thành MIN và phép hợp được thực
hiện theo quy luật MAX.

Luật hợp thành MAX-PROD
Các hàm liên thuộc được xác đònh theo quy tắc hợp thành PROD và phép hợp được thực
hiện theo quy luật MAX.

Luật hợp thành SUM-MIN
- Các hàm liên thuộc được xác đònh theo quy tắc hợp thành MIN và phép hợp được
thực hiện theo quy luật
Lukasiewicz.
- Phép hợp
Lukasiewicz

:
{ }
)()(,1min)( xxx
BABA
μμμ
+=
∪
(2.4)

Luật hợp thành SUM-PROD
Các hàm liên thuộc được xác đònh theo quy tắc hợp thành PROD và phép hợp được thực
hiện theo quy luật
Lukasiewicz
.
2.1.3.3 Giải mờ
Giải mờ là quá trình xác đònh rõ đầu ra từ hàm phụ thuộc của tập mờ.
Có nhiều phương pháp được dùng trong bước này :

Chương 2: Lý thuyết điều khiển Mờ, điều khiển PID GVHD: KS. Lê Ngọc Đình
SVTH: Nguyễn Gia Minh Thảo
16
+
Nguyên lý cực đại :
hay còn gọi là phương pháp độ
cao, chỉ dùng cho loại tập mờ ra có đỉnh nhọn, được
biểu diễn qua biểu thức
μ(z*) ≥μ(z), ∀z ∈ Z
Trong trường hợp có nhiều đỉnh nhọn hay giá trò cực đại không phải là một điểm duy
nhất thì người ta sử dụng :
+

Trung bình các cực đại
(MoM):
2
21
*
zz
z
+
=
+
Cực đại đầu tiên (LoM):
z* = z1
+
Cực đại cuối cùng (RoM):
z* = z2
+
Phương pháp trọng tâm ( CoG – Center of Gravity
hayCoA–CenterofArea)
: thường dùng trong các
ứng dụng, được biểu diễn qua biểu thức
∫
∫
=
dzz
zdzz
z
)(
).(
*
μ

μ
+
Phương pháp trung bình theo trọng số (CoM – Center of Maximum)
: là một biến dạng của
phương pháp trọng tâm khi thay dấu tích phân bằng dấu sigma, được dùng nhằm đơn giản hóa
sự tính toán, phù hợp với các điều khiển nhỏ.
Các tập mờ ra có dạng singleton :
∑
∑
=
)(
).(
*
z
zz
z
μ
μ
Các tập mờ ra không có dạng đỉnh, nhưng đối xứng :
∑
∑
=
)(
).(
*
z
zz
z
μ
μ

μ
z
z*
μ
z
z*
μ
z
z1 z2 z
z2z1
μ
z
z1 z2 z3
μ2
μ3
μ1
μ
z
z1 z2