Tài liệu Bài tập DKHD doc

Bài tập
Ví dụ 1:
Để điều khiển tự động máy điều hoà nhiệt độ bằng kỹ thuật logic mờ, người ta dùng hai
cảm biến: Trong phòng là cảm biến nhiệt T
i
, bên ngoài là cảm biến nhiệt T
o
. Việc điều hoà
nhiệt độ thông qua điều khiển tốc độ quạt làm lạnh máy điều hoà. Biết rằng:
- Tầm nhiệt độ quan tâm là [0
o
C - 50
o
C ]
- Tốc độ quạt là v ∈ [0 – 600 vòng/ phút ]
Hãy tính tốc độ quạt trong trường hợp sau:
T
i
= 27
0
C T
0
= 32
0
C
Giải bài toán theo đúng trình tự:
Bước 1: Xác định các biến ngôn ngữ vào – ra
Bước 2: Xác định tập mờ cho từng biến vào/ra
Ti,To : {Lạnh ,Vừa ,Nóng) tương ứng với {20, 25, 30
o
C)

V : {Zero, Chậm, Trung bình ,Nhanh, Max) tương ứng với {0, 150, 300, 450, 600
vòng/phút}
Hàm thuộc: ta chọn hàm thuộc là hàm tam giác
Ngõ vào:
Ngõ ra:
1
Bài tập
Xét trường hợp: T
i
= 27
0
C T
0
= 32
0
C
Ta có:
µ(27
0
C) = {0 ; 0.6 ; 0.4}
µ(32
0
C) = {0 ; 0 ; 1 }
Bước 3: Xây dựng luật hợp thành mờ
To
Ti
Lạnh Vừa Nóng
Lạnh Zero Chậm Trung bình
Vừa Chậm Trung bình Nhanh
Nóng Trung bình Nhanh Max

Bước 4: Giải mờ và tối ưu hóa
• Chọn thiết bị hợp thành Max – Min:
µ(27
0
C) = {0 ; 0.6 ; 0.4}
µ(32
0
C) = {0 ; 0 ; 1 }
Luật max – min cho ta: Nhanh : 0.6
Max : 0.4
• Giải mờ:
♦ Phương pháp trọng tâm:

M
k
=
)3333(
6
12
222
1
2
2
ambmabmm
H
++−+−
A
k
=
2

H
(2m
2
– 2m
1
+ a + b)
y’ =
∑
∑
=
=
m
k
k
m
k
k
A
M
1
1
= 530 vòng/phút
♦ Phương pháp độ cao:
y
m1 m2
a b
µ
H
2
Bài tập

y’ =
∑
∑
=
=
m
k
k
m
k
kk
H
Hy
1
1
với H
k
=
µ
B’k
(y
k
)
y’ =
510
4.06.0
6004.04506.0
=
+
×+×

vòng/phút
Bước 5: Vẽ đồ thị và nhận xét
Đồ thị tốc độ quạt theo Ti
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
Do thi toc do quat (uu tien theo Ti)
Đồ thị tốc độ quạt theo To
Đồ thị tốc độ quạt khi Ti và To thay đổi
3
Bài tập
50 52 54 56 58 60 62 64 66 68
0
100
200
300
400
500
600
Do thi toc do quat khi Ti va To thay doi
Nhận xét:
-Đồ thị tốc độ quạt tăng tuyến tính khi vẽ theo Ti hoặc To

-Nếu cả 2 Ti và To thay đổi bất kì thì đồ thị (Ti +To,V) cũng tăng tuyến tính và các điểm
khác nằm đối xứng 2 bên của đường thẳng đó.
-Kết quả điều khiển chấp nhận được.
Nếu vẫn chưa đáp ứng được chất lượng đề ra (sai số, độ vọt lố ..), ta có thể tăng số phân
cấp của các biến ngôn ngữ. Tuy nhiên, nếu tăng quá mức sẽ dẫn đến tình trạng quá khớp.
Ví dụ:
Chọn các biến ngôn ngữ: Ti,To: {Rất lạnh, Lạnh,Vừa , Nóng, Rất nóng} tương ứng với các
nhiệt độ{15,20,25,30,35}
Tốc độ quạt vẫn là: {Zero ,Chậm ,Trung bình, Nhanh, Max}
To
Ti
Rất lạnh Lạnh Vừa Nóng Rất nóng
Rất lạnh Zero Zero Zero Chậm TB
Lạnh Zero Chậm Chậm TB Nhanh
Vừa Zero Chậm TB Nhanh Max
Nóng Chậm TB Nhanh Nhanh Max
Rất nóng TB Nhanh Max Max Max
Khi đó, ta cũng sẽ thu được kết quả tương tự như trên.
Ví dụ 2
Thiết kế bộ mờ điều khiển nhiệt độ.Bộ mờ có 2 ngõ vào là sai lệch e(t) [ET] và đạo hàm
sai lệch de(t) [DET],một ngõ ra là đạo hàm công suất [DP].
Biết rằng:
_ Lò nhiệt có công suất là 5KW, tầm đo max là 200
0
C, sai số là
±
5%.
_ Tầm thay đổi của DET là -10
sC /
0

→
10
sC /
0
_ Tầm thay đổi của DP là -100W/s
→
100W/s
Hãy tính côg suất cung cấp cho lò trong trường hợp sau:
ET= 8
0
C DET= 9
sC /
0
4
Bài tập
Lời giải:
Bước 1: Xác định các biến ngôn ngữ vào – ra
ET = Tđặt – Tđo
DET (i+1) = ( ET(i+1) – ET(i))/T
DP(i+1) = (P(i+1) – P(i))/T
 P(i+1)= P(i)+DP(i+1)*T
≤
Pmax = 5KW
Bước 2: Xác định tập mờ cho từng biến vào/ra
ET = { N3, N2, N1, ZERO, P1, P2, P3 }
DET = { N3, N2, N1, ZERO, P1, P2, P3 }
DP = { N3, N2, N1, ZERO, P1, P2, P3 }
P = { ZERO, P1, P2, P3, MAX }
Bước 3: Xây dựng luật hợp thành mờ
5