Bài giảng Logic mờ và ứng dụng: Điều khiển mờ

11/15/13
 

PGS.TS.
 Trần
 Văn
 Lăng
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

1
 

¡  Mục
 tiêu
 là
 điều
 khiển
 tiến
 trình
 dựa
 trên
 tri
 

2
 

¡  Kiến
 thức
 toán
 học
 về
 vận
 hành
 tiến
 trình
 là
 

thức
 chuyên
 gia
 

không
 cần
 thiết
 
¡  Điều
 khiển
 mờ
 sử
 dụng
 các
 kỹ
 năng
 của
 
người
 vận
 hành
 có
 kinh
 nghiệm,
 hoặc
 sử
 
dụng
 tri
 thức
 chuyên
 gia
 
¡  Các
 giác
 quan
 của
 con
 người
 có
 thể
 mô
 hình
 
hóa,
 sử
 dụng
 ngôn
 ngữ
 tự
 nhiên
 được
 định
 
nghĩa
 không
 rõ
 ràng
 

§  Điều
 khiển
 cổ
 điển
 sử
 dụng
 nhưng
 tham
 số
 vật
 lý
 

để
 điều
 khiển.
 
§  Còn
 điều
 khiển
 mờ
 dựa
 trên
 tri
 thức
 của
 chuyên
 
gia
 

¡  Đôi
 khi,
 kết
 hợp
 giữa
 điều
 khiển
 mờ
 và
 điều
 

khiển
 cổ
 điển
 để
 giải
 quyết
 bài
 toán
 điều
 
khiển
 
Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

3
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

4
 

1
 

11/15/13
 

¡  Một
 số
 lượng
 ít
 các
 luật
 đủ
 để
 mô
 tả
 hệ
 thống
 
¡  Việc
 tổng
 hợp
 ý
 kiến
 của
 nhiều
 chuyên
 gia
 

được
 đễ
 dàng
 thực
 hiện
 
¡  Có
 thể
 phối
 hợp
 nhiều
 mục
 tiêu
 
¡  Ít
 bị
 ảnh
 hưởng
 bởi
 yếu
 tố
 nhiễu
 khi
 đo
 đạt
 
¡  Có
 độ
 chính
 xác
 cao
 và
 ít
 năng
 lượng
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

Ví
 dụ
 

5
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

6
 

¡  Dữ
 liệu
 này
 thu
 được
 từ
 các
 sensor
 quang
 

¡  Hệ
 thống
 mờ
 có
 hai
 giá
 trị
 nhập
 vào
 như
 sau:
 

học.
 
 

§  Độ
 bẩn
 trên
 quần
 áo
 
 

¡  Độ
 bẩn
 được
 xác
 định
 bởi
 sự
 trong
 suốt
 của
 

§  Loại
 chất
 bẩn
 trên
 quần
 áo.
 
 

nước.
 
 

¡  Loại
 chất
 bẩn
 
 được
 xác
 định
 từ
 sự
 bão
 hòa
 

(thời
 gian
 để
 đạt
 đến
 sự
 bão
 hòa).
 
 

§  Quần
 áo
 dầu
 mỡ
 chẳng
 hạn
 cần
 lâu
 hơn
 cho
 sự
 

trong
 suốt
 nước
 để
 đạt
 đến
 sự
 bão
 hòa
 bởi
 vì
 mỡ
 
là
 chất
 ít
 hòa
 tan
 trong
 nước
 hơn
 những
 dạng
 
khác
 của
 chất
 bẩn.
 
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

7
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

8
 

2
 

11/15/13
 

¡  Hệ
 thống
 phải
 có
 sensor
 khá
 tốt
 có
 thể
 cung
 

¡  Với
 biến
 ngôn
 ngữ
 “Độ
 bẩn”
 có
 các
 tập
 mờ
 
 

cấp
 dữ
 liệu
 cần
 thiết
 cho
 bộ
 điều
 khiển
 mờ.
 
¡  Giá
 trị
 độ
 bẩn
 và
 loại
 chất
 bẩn
 được
 chuẩn
 
hóa:
 giả
 sử
 trong
 đoạn
 [0,100]
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

§  Bẩn
 ít
 (D.Small)
 
§  Bẩn
 vừa
 (D.Medium)
 
§  Bẩn
 nhiều
 (D.Large)
 

9
 

¡  Biến
 ngôn
 ngữ
 “Loại
 chất
 bẩn”
 có
 các
 tập
 mờ:
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

10
 

¡  Biến
 ngôn
 ngữ
 xác
 định
 “Thời
 gian
 giặt”
 có
 

§  Mỡ
 
 ít
 (K.NotGreasy)
 

các
 tập
 mờ
 
 

§  Mỡ
 vừa
 (K.Medium)
 

§  Giặt
 rất
 ngắn
 (T.VeryShort)
 

§  Mỡ
 nhiều
 (K.Greasy)
 

§  Giặt
 ngắn
 (T.Short)
 
§  Giặt
 vừa
 (T.Medium)
 
§  Giặt
 lâu
 (T.Long)
 
§  Giặt
 rất
 lâu
 (T.Very
 Long)
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

11
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

12
 

3
 

11/15/13
 

¡  Quy
 tắc
 mang
 tính
 trực
 giác:
 “Nếu
 thời
 gian
 

¡  Gọi
 

bão
 hòa
 lâu
 và
 sự
 trong
 suốt
 ít
 Thì
 thời
 gian
 
giặt
 cần
 phải
 lâu”
 
¡  Sự
 kết
 hợp
 khác
 nhau
 của
 những
 luật
 đó
 và
 
những
 điều
 kiện
 khác,
 sẽ
 đưa
 ra
 những
 quy
 
tắc
 cần
 thiết
 để
 xây
 dựng
 bộ
 điều
 khiển
 máy
 
giặt.
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

§  x:
 Độ
 bẩn


 
§  y:
 Loại
 chất
 bẩn
 
§  z:
 Thời
 gian
 giặt
 

13
 

¡  (R1):
 If
 x
 is
 Large
 and
 y
 is
 Greasy
 then
 z
 is
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

14
 

¡  (R4):
 If
 x
 is
 Large
 and
 y
 is
 Medium
 then
 z
 is
 

VeryLong
 
¡  (R2):
 If
 x
 is
 Medium
 and
 y
 is
 Greasy
 then
 z
 is
 
Long
 
¡  (R3):
 If
 x
 is
 Small
 
 and
 y
 is
 Greasy
 then
 z
 is
 
Long
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 


 (0
 ≤
 x
 ≤
 100)
 

 (0
 ≤
 
 y
 ≤
 100)
 

 (0
 ≤
 
 z
 ≤
 
 60)
 

Long
 
¡  (R5):
 If
 x
 is
 Medium
 and
 y
 is
 Medium
 then
 z
 is
 
Medium
 
¡  (R6):
 If
 x
 is
 Small
 and
 y
 is
 Medium
 then
 z
 is
 
Medium
 
 

15
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

16
 

4
 

11/15/13
 

¡  (R7):
 If
 x
 is
 Large
 and
 y
 is
 NotGreasy
 then
 z
 is
 


 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

D.Small

D.Medium

D.Large

K.NotGreasy

T.VeryShort

T.Short

T.Medium

K.Medium

T.
 Medium

T.
 Medium

T.
 Long

K.Greasy

Medium
 
¡  (R8):
 If
 x
 is
 Medium
 and
 y
 is
 NotGreasy
 then
 z
 
is
 Short
 
¡  (R9):
 If
 x
 is
 Small
 and
 y
 is
 NotGreasy
 then
 z
 is
 
VeryShort
 

T.
 Long

T.
 Long

T.
 VeryLong

17
 

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

18
 

1.2

¡  μD.Small(x)
 


 =
 1
 -­‐
 x/50,
 
 nếu
 0
 ≤
 
 x
 
 ≤
 50
 

 

 
 
 
 
 =
 0
 

 nếu
 50
 <
 x
 ≤
 100
 
¡  μD.Medium(x)
 =
 x/50,

 nếu
 0
 ≤
 
 x
 
 ≤
 50
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 2-­‐x/50,
 nếu
 50
 <
 x
 ≤
 100
 
¡  μD.Large(x)

 =
 0,
 

 nếu
 0
 ≤
 
 x
 
 ≤
 50
 

 

 
 
 
 
 x/50
 –1
 nếu
 50
 <
 x
 ≤
 100
 

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0

50
Smail

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

19
 

100
Medium

200

Large

Assoc.
 Prof.
 Tran
 Van
 Lang,
 Dr.,
 Vietnam
 Academy
 of
 Science
 and
 Technology
 

20
 

5