Download miễn phí Đề tài Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho lò nhiệt
Báo cáo đề tài môn học Lý thuyết điều khiển II .
I. Điều khiển mờ
II. Các bước thiết kế.
1. Định nghĩa các biến.
2. Số lượng biến ngôn ngữ
3. Luật hợp thành.
4. Chọn luật điều khiển
5. Giải mờ
Kết quả mô phỏng bằng MATLAB
Kết luận.
CHÚ THÍCH : TÀI LIỆU GỒM FILE PDF + FILE WORD
:
Lý do chọn đề tài là : Lò nhiệt là thiết bị phổ biến trong công nghiêp. Tính chất của lò nhiệt là đạt
được nhiệt độ yêu cầu thì phải cần một khoảng thời gian lâu.với bộ điều khiển pid cho lò nhiệt thì
thời gian lò nhiệt cần được giảm xuống nhưng đồng thời diều khiển pid làm tăng độ vột lố.với bộ
điều khiển pid mờ thì ta thay đổi các thông số KP,KI,KD theo tầng giai đoạn thích hợp
MÔ hình toán điều khiển đối tượng
I điều khiển mờ
1. Định nghĩa
Tập mờ F xác định trên tập kinh điển, B là một tập mà mỗi phần tử của nó là một cặp giá trị
(x,μF(x)), với x ε μF(x) l m một ánh xạ :
μF(x) : B → [0 1]
trong đ : μF gọi l h m thuộc , B gọi l tập nền
C c thuật ngữ trong logic mờ
Giá trị của hàm liên thuộc dạng tam gi c đều theo gõ vào là X
Độ cao tập mờ F l gi trị h = Sup μF(x), trong đ SupμF(x) chỉ gi trị nhỏ nhất trong tất cả c c
chặn trên của h m μF(x).
hiệu l S l tập con thỏa mãn :
S = SupμF(x) = { x ε B | μF(x) > 0}
hiệu l T l tập con thỏa mãn :
T = { x B | µF(x) = 1 }
C c dạng h m liên thuộc trong logic mờ
C rất nhiều dạng h m liên thuộc như : Gaussian, PI-shape, S-shape, Singmoidal, Z-shape
2. Biến ng n ngữ
L th nh phần ch nh trong hệ thống mờ, ở đ y c c th nh phần ng n ngữ của c ng một ngữ cảnh
được kết hợp lại với nhau.
Mọi th ng tin chi tiết xin liên hệ qua mail :
[email protected] 1
T i liệu tham khảo : Điều khiển tự động
Để hiểu r vấn đề n y t i xin đưa ra v dụ sau : xét tốc độ của chiếc moto, ta c thể ph t biểu xe
đang chạy như sau.
Rất chậm (VS)
Chậm (S)
Trung bình (M)
Nhanh (F)
Rất nhanh (VF)
Những ph t biểu như trên gọi l c c biến ng n ngữ của tập mờ. Gọi x l gi trị của biến tốc độ, v
dụ x = 5km
μVS(x), μS (x), μM(x), μF(x), μVF(x)
Như vậy biến tốc độ c hai miền gi trị :
Miền c c gi trị biến ng n ngữ :
N = { rất chậm, chậm, trung b nh, nhanh, rất nhanh}
Miền c c gi trị vật l :
V = { x ε B | x >= 0}
Biến tốc độ x c định trên miền ng n ngữ N được gọi l biến ng n ngữ.
Với mỗi x ε B ta c h m thuộc :
X → x → μX = { μVS(x), μS (x), μM(x), μF(x), μVF(x)}
V dụ h m thuộc tại gi trị x = 55km/h c nghĩa l : μX(55) = {0; 0.25; 0.75; 0 ; 0}
3. C c phép to n trên tập mờ.
hiệu l :
a. Cho X,Y l hai tập mờ trên kh ng gian nền B, c c c h m thuộc tương ứng l μX, μY khi đ ta
có các phép toán sau :
Phép hợp hai tập mờ : X Y
Theo luật MAX : μX(b) μY(b) = Max{ μX(b) , μY(b)}
Theo luật MIN : μX(b) μY(b) = MIN{ μX(b) + μY(b)}
Tổng trực tiếp : μX(b) μY(b) = μX(b) + μY(b) – μX(b)* μY(b)
Phép giao hai tập mờ : X Y
Theo luật MIN : μX(b) μY(b) = MIN{ μX(b) ; μY(b)}
Theo luật LUKASIEWICZ : μX(b) μY(b) = Max{0, μX(b)+μY(b)-1}
Theo luật Prod : μX(b) μY(b) = μX(b).μY(b)
Phép b tập mờ : μ XC(b) = 1- μX(b)
Mọi th ng tin chi tiết xin liên hệ qua mail :
[email protected] 2
T i liệu tham khảo : Điều khiển tự động
b. Các phép toán của hai tập mờ khác nền
Cho hai tập mờ
A l tập mờ trên nền X c h m thuộc μA(x)
B là tập mờ trên nền Y có hàm thuộc μB(y)
A tập mờ mở rộng của tập mờ A trên nền XxY và có hàm thuộc là μA(x,y) = μA(x), VY
B tập mờ mở rộng của tập mờ B trên nền XxY và có hàm thuộc là μB(x,y) = μB(y), VX
Hợp của A,B là μAUB(x,y) = μAUB(x,y)
Giao của A,B là μA∩B(x,y) = μA∩B(x,y)
4. Mệnh đề hợp th nh
Để hiểu r ta vẫn lấy v dụ trên, ta quan t m đến hai yếu tố:
Vận tốc đang đi V = { Rất chậm, Chậm, Trung b nh, Nhanh, Rất nhanh}
G c quay ga L = { ZE, Nhỏ, Trung B nh, Lớn, Rất lớn }
Ta c thể suy diễn c ch thức điều khiển như sau :
Nếu V = rất chậm Th L = rất lớn
Nếu V = chậm Th L = lớn
Nếu V = trung b nh Th L = trung b nh
Nếu V = nhanh Th L = nhỏ
Nếu V = rất nhanh Th L = ze
Trong c c vị dụ trên ta th y c cấu tr c chung l “ Nếu V Th L’’ . Cấu tr c n y gọi l mệnh đề hợp
th nh, V l mệnh đề điều khiện, L l mệnh đề kết luận. ở trong mệnh đề hợp th nh c nhiều mệnh
đề điều khiên v nhiều mệnh đề kết luận
Định L MÂNDNI
“ Độ phụ thuộc của kết luận kh ng được lớn hơn độ phụ thuộc điều kiện’’. Nếu hệ thống c nhiều
đầu v o v nhiều đầu ra th mệnh đề suy diễn c dạng tổng qu t như sau:
IF N = ni AND M = mi AND ... THEN R = ri AND K = ki AND
5. Luật hợp th nh mờ
Luật hợp th nh l tên gọi chung của m h nh biều diễn một hay nhiều h m thuộc cho một hay
nhiều mệnh đề hợp th nh.
C c luật hợp th nh cơ bản
Luật MAX – MIN
Luật MAX – PROD
Luật SUM – MIN
Luật SUM – PROD
6. Giải mờ
Giải mờ l qu tr nh x c định gi trị r ( vận tốc thực ) ở đầu ra từ h m thuộc μL’(y) của
tập mờ B’. C nhiều c ch giải mờ ở đ y xin đưa ra hai c ch giải mờ phổ biến nhất l giải mờ theo
phương ph p cực đại, giải mờ theo phương ph p trọng t m.
CNcQ42PwA1lyhd2
