Quá trình hình thành giáo trình mô phỏng mô hình trong matlab và trong nghiên cứu mở p5
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (424.56 KB, 10 trang )
Luận văn tốt nghiệp
x1
51
+
1
S
T
-
ĐỐI
TƯNG
FUZZY
x2 +
1
S
T
-
T = 1s
K1
T = 1s
K2
y1
KĐCS
KĐCS
y2
Chọn thời gian lấy mẫu T = 1s, các hệ số khuếch đại K1, K2 bằng 1.
Biểu diễn mô hình với các biến dưới dạng vector.
Đặt X = (x1, x2), Y = (y1, y2)
Mô hình trở thành:
X
+
FUZZY
-
1
S
g(u)
f(u)
Y
Với g(u) là quan hệ vào ra của khâu KĐCS.
f(u) là quan hệ vào ra của khâu đối tượng.
III. Mô phỏng trên MatLab:
1. Các công cụ về Fuzzy trong MatLab:
FIS Editor là một chương trình tạo lập bộ điều khiển mờ cơ bản, trong đó có cả
chương trình tạo lập hàm liên thuộc, chương trình soạn thảo hàm liên thuộc, …
a. FIS Editor:
FIS Editor cho phép xác định số đầu vào, số đầu ra, đặt tên các biến vào, các
biến ra.
FIS Editor được gọi khi đánh dòng lệnh “Fuzzy” từ dấu nhắc của MatLab. Màn
hình sau sẽ được hiển thị:
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
52
b. Thiết kế khâu Fuzzy:
Theo yêu cầu của mô hình, ta thiết kế bộ điều khiển mờ có hai ngõ vào và hai
ngõ ra. Các biến ngõ vào là Flow và Temp, các biến ngõ ra là Cold và Hot.
Từ menu Edit, chọn Add Input rồi chọn Add Output. Nhắp vào hình input1,
input2, output1, output2 để sửa tên trong ô Name tương ứng.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
53
Nhắp kép vào hình temp để tạo lập các hàm liên thuộc cho biến vào temp.
Trong ô Range nhập vào miền xác định của biến. Vào menu Edit để thêm các
hàm liên thuộc. Có các loại hàm liên thuộc như sau:
Trong ô Type, chọn hàm liên thuộc hình thang (trapmf) cho hàm cold và hot,
và chọn hàm liên thuộc hình tam giác cân (trimf) cho hàm good.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
54
Ô Param dùng để nhập thông số cho từng hàm khi nhắp vào hàm. Ô Name
dùng để đặt tên cho hàm.
Làm tương tự như vậy đối với biến flow.
Đối với hai biến ra là cold và hot, chọn các hàm liên thuộc là hình tam giác.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
55
Trở lại trong FIS Editor, trong phần Defuzzification chọn phương pháp giải
mờ. Có các phương pháp giải mờ như:
Sử dụng Rule Editor để tạo bảng luật điều khiển cho bộ điều khiển mờ. Từ
menu View, chọn Edit Rules để kích hoạt Rule Editor.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
56
Để kiểm tra lại hoạt động của bộ điều khiển mờ, ta vào menu View, chọn
View Rules.
Tại ô Input, ta có thể nhập các giá trị của biến ngã vào để quan sát các giá trị
của biến ngã ra.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
57
Để xem luật điều khiển trong không gian, chọn View Surface trong menu
View. Tại Listbox Z(output) có thể chọn cold hay hot để quan sát.
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ baèng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
58
2. Mô phỏng trong Simulink:
Tại dấu nhắc của MatLab, gõ ‘simulink’ để kích hoạt màn hình làm việc của
Simulink.
Dựa vào mô hình toán học ta vào thư viện lấy các khối tích phân, khuếch đại
công suất, máy phát tín hiệu thử, scope để hiển thị kết quả.
Thư viện simulink
Trong thư viện simulink mở thư viện Blocksets & Toolboxes.
Thư viện Blockset và Toolbox
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
59
Mở SIMULINK Fuzzy ta có các thành phần sau:
Thư viện SIMULINK Fuzzy
Trong SIMULINK Fuzzy, ta lấy Fuzzy Logic Controller.
Trở lại thư viện simulink, lần lượt mở các thư viện Sources, Sink và Linear
để lấy các thành phần như: Constant, Signal Generator, Scope, Sum, …
Thư viện Sinks
Thư viện Linear
Thư viện Sources
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
Luận văn tốt nghiệp
60
Sơ đồ hệ thống điều khiển
Thiết kế van nước lạnh:
Van nước gồm một biến ngã vào là tốc độ đóng/mở van, hai biến ngã ra là
nhiệt độ và tốc độ của dòng nước.
Nhiệt độ của dòng nước lạnh là 10 oC.
Ngõ vào tốc độ đóng/mở van sau khi qua khâu tích phân rồi được qua khâu
khuếch đại bão hoà.
Hàm f(u) của khâu bão hoà được xác định theo công thức:
k.u(1).(k.u(1)u(2)) + u(2).(k.u(1)>u(2))
Với k.u(1) là tín hiệu ra sau khâu tích phân,
u(2) tốc độ cực đại của van.
+ Khi k.u(1) u(2) thì ngã ra là k.u(1),
+ Khi k.u(1) > u(2) thì ngã ra là u(2).
Nghiên cứu điều khiển mờ – Mô phỏng hệ thống điều khiển mờ bằng MatLab
