Các bước tổng hợp bộ điều khiển mờ

Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn




________________________________________________________________
________________________________________________________________
4.1 CÁC BÖỚC TỔNG HỢP BỘ ÑIỀU KHIỂN MỜ :
để xây dựng một bộ điều khiển mờ cô bản , chúng ta thực hiện các bước sau:
 Xác định các biến đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển
 Định nghĩa các tập mờ cho các biến đầu vào và đầu ra :
-Phân chia không gian xác định các biến đầu vào và dầu ra thành những đoạn giá
trò khác nhau ( fuzzy partition ) .
-Dùng các biến ngôn ngữ ñại diện cho cho các ñoạn giá trò và ñònh nghóa hàm
liên thuộc cho các biến ngôn ngữ ñó . Thông thöờng các tập mờ ñöợc chọn có hàm liên
thuộc dạng tam giác hoặc hình thang và các tập mờ có hàm liên thuộc phủ lên nhau .
 Xây dựng các qui luật ñiều khiển
 Lựa chọn luật hợp thành : thông thöờng ngöời ta sử dụng một trong hai luật hợp
thành max-min hoặc max-product .
 Lựa chọn phöông pháp giải mờ : có thể lựa chọn một trong các phöông pháp sao
cho có thể ñáp ứng yêu cầu về chất löợng của hệ thống .
 Tối öu hệ thống
4.2 THIẾT KẾ BỘ ÑIỀU KHIỂN MỜ CHO CÁNH TAY ROBOT :
Mô tả tổng quát về hoạt ñộng của cánh tay robot
Cánh tay robot có không gian làm việc là một niền nằm trong mặt phẳng YZ của
hệ rục tọa ñộ Ñề-các . Do kết cấu cô khí , không gian làm việc của cánh tay robot sẽ bò
giới hạn . Cánh tay robot chæ có thể di chuyển ñến một vò trí bên trong không gian làm
việc của nó và không thể di chuyển ñến một ñiểm bên ngồi không gian làm việc .

Trong mỗi chu kỳ hoạt ñộng , cánh tay robot sẽ ñöợc ra lệnh di chuyển ñến một
vò trí bên trong không ian làm việc của nó gọi là vò trí hoạch ñònh . Ñể thực hiện công
việc này , bộ ñiều khiển của cánh tay robot sẽ so sánh vò trí hiện tại của cánh tay robot
với vò trí hoạch ñònh ñể xác ñònh sai lệch của hai vò trí . Tùy theo mức ñộ sai lệch lớn
hay nhỏ , bộ ñiều khiển sẽ quyết ñònh khoảng dòch chuyển của cnh1 tay robot ñể cánh
tay robot tiến dần ñến vò trí hoạch ñònh .
Có nhiều cách thể hiện sai lệch giữa giữa vò trí hoạch ñònh và vò trí hiện tại của
cánh tay robot . Một trong những phöông pháp ñôn giản nhất là xác ñònh trực tiếp ñộ
sai lệch theo trục tọa ñộ Y và ñộ sai theo trục tọa ñộ Z .
Giả sử , vò trí hoạch ñònh và vò trí hiện tại của robot ñöợc biểu diễn ở hình vẽ
sau :
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt Trang
ú Hồng Kiệt Trang
55
55


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn




________________________________________________________________

________________________________________________________________
Vò trí hieän taïi
Vò trí hoaïch ñònh
Y
Z
•
(y,z)
•
(y
1
,z
1
)
Sai lệch theo trục tọa ñộ Y và sai lệch heo trục tọa ñộ Z là
∆y = y
1
- y
∆z = z
1
- z
Ngồi ra , chúng ta còn có thể xác dònh sai lệch theo trục tọa ñộ Y và sai lệch
theo trục tọa ñộ Z theo phöông pháp gián tiếp nhö sau :
-Xác ñònh sai lệch theo trục tọa ñộ Y:
Do sai lệch theo trục tọa ñộ Y và sai lệch theo trụ tọa ñộ Z ñộc lập với nhau nên
khi xác ñònh sai lệch heo trục Y ta không cần quan tâm ñến sai lệch theo trục Z . Ñể
ñôn giản , ta giả sử sai lệch theo trục tọa ñộ Z là không có (∆Z=0) .
Tại vò trí có ∆y = 0 (y
1
= y) ,chúng ta có :
θ

1
= θ
1d
= 90°
θ
2
= θ
2d
= 90°
E
θ
1
= θ
1d
- θ
1
= 0
E
θ
2
= θ
2d
- θ
2
= 0
Trong ñó θ
1d
và θ
2d
là giá trò của θ

1
và θ
2
tính tại vò trí có ∆y = 0
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt Trang
ú Hồng Kiệt Trang
56
56


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn




________________________________________________________________
________________________________________________________________
Y
Z
θ
2
θ
1

•
B(y
1
=y,z
1
=z)
A(y,z)
O
Tại vò trí có ∆y > 0 (y
1
> y) ,ta có :
θ
1
> 90°
θ
2
< 90°
E
θ
1
= θ
1d
- θ
1
< 0
E
θ
2
= θ
2d

- θ
2
> 0
Y
Z
θ
2
θ
1
•
B(y
1
=y,z
1
=z)
O
•
A(y,z)
Tại vò trí có ∆y < 0 (y
1
< y) ,ta có :
θ
1
< 90°
θ
2
> 90°
E
θ
1

= θ
1d
- θ
1
> 0
E
θ
2
= θ
2d
- θ
2
< 0
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt Trang
ú Hồng Kiệt Trang
57
57


Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn





________________________________________________________________
________________________________________________________________
Y
Z
θ
2
θ
1
•
B(y
1
=y,z
1
=z)
O
•
A(y,z)
Ta thấy rằng trong cả ba tröờng hợp E
θ
1
= -E
θ
2
. Nếu chiều dài ñoạn thẳng OB
không thay ñổi thì giá trò của E
θ
1
và E
θ

2
chæ phụ huộc vào ∆y . Do ñó ta có thể xác
ñònh ∆y thông qua cặp giá trò E
θ
1
và E
θ
2
.
-Xác ñònh sai lệch theo trục tọa ñộ Z: cũng giống nhö khi xác ñònh sai lệch
heo trục tọa ñộ Y , khi xác ñònh sai lệch theo trục tọa ñộ Z ta cũng không quan tâm ñến
∆y và ñể ñôn giản ta giả sử ∆y = 0 .
Tại vò trí có ∆z = 0 (z
1
= z) ,chúng ta có :
θ
1
= θ
1d
= 45°
θ
2
= θ
2d
= 45°
E
θ
1
= θ
1d

- θ
1
= 0
E
θ
2
= θ
2d
- θ
2
= 0
Trong ñó θ
1d
và θ
2d
là giá trò của θ
1
và θ
2
tính tại vò trí có ∆z = 0
________________________________________________________________
________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt Trang
ú Hồng Kiệt Trang
58
58



Lu
Lu
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn
ận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Thiện Thàn




________________________________________________________________
________________________________________________________________
Y
Z
θ
1
θ
2
•
A(y,z)
B(y
1
=y,z
1
=z)
O
Tại vò trí có ∆z > 0 (z
1
> z) ,chúng ta có :
θ
1
< 45°

θ
2
< 45°
E
θ
1
= θ
1d
- θ
1
> 0
E
θ
2
= θ
2d
- θ
2
> 0
Y
Z
θ
2
θ
1
•
B(y
1
=y,z
1

=z)
O
•
A(y,z)
Tại vò trí có ∆z < 0 (z
1
< z) ,chúng ta có :
θ
1
> 45°
θ
2
> 45°
E
θ
1
= θ
1d
- θ
1
< 0
E
θ
2
= θ
2d
- θ
2
< 0
________________________________________________________________

________________________________________________________________
SVTH : S
SVTH : S
ú Hồng Kiệt Trang
ú Hồng Kiệt Trang
59
59

