Luaän vaên toát nghieäp
Nghieân cöùu ñieàu khieån môø – Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
12
Chöông I
DAÃN NHAÄP
I. Ñaët vaán ñeà:
Vaøo nhöõng naêm ñaàu cuûa thaäp kyû 90, moät ngaønh kyõ thuaät ñieàu khieån môùi ñaõ
phaùt trieån raát maïnh meõ vaø ñaõ ñem laïi nhieàu thaønh töïu baát ngôø trong lónh vöïc ñieàu
khieån, ñoù laø ñieàu khieån môø. Öu ñieåm cô baûn cuûa ñieàu khieån môø so vôùi caùc phöông
phaùp ñieàu khieån kinh ñieån laø coù theå toång hôïp ñöôïc boä ñieàu khieån maø khoâng caàn bieát
tröôùc ñaëc tính cuûa ñoái töôïng moät caùch chính xaùc.
Ngaønh kyõ thuaät môùi meû naøy ñaõ ñöôïc öùng duïng vaøo thöïc tieãn vaø ñaõ ñaït ñöôïc
nhieàu thaønh coâng. ÔÛ Vieät Nam, ngaønh kyõ thuaät naøy chæ môùi ôû böôùc ñaàu nghieân cöùu.
Chính vì vaäy chuùng em thöïc hieän ñeà taøi “Nghieân cöùu ñieàu khieån môø. Moâ phoûng heä
thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab” cuõng nhaèm muïc ñích tieáp caän ñöôïc vôùi ngaønh
kyõ thuaät môùi naøy.
II. Giôùi haïn vaán ñeà:
Do thôøi gian nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi chæ giôùi haïn trong voøng 10 tuaàn, ñoái
töôïng nghieân cöùu khaù môùi meû ñoái vôùi chuùng em. Vì vaäy ñeà taøi naøy chæ thöïc hieän
trong phaïm vi nhö sau:
- Khaûo saùt lyù thuyeát logic môø.
- Xaây döïng moâ hình vaät lyù vaø moâ hình toaùn hoïc cuûa moät heä thoáng ñieàu
khieån cuï theå: Heä thoáng ñieàu khieån töï ñoäng nhieät ñoä duøng VXL 8 bit öùng duïng giaûi
thuaät logic môø.
- Moâ phoûng moâ hình trong MatLab.
III. Muïc tieâu nghieân cöùu:
Trình baøy caùc kieán thöùc cô baûn veà logic môø, öùng duïng vaøo trong kyõ thuaät ñieàu
khieån. Xaây döïng moâ hình ñieàu khieån môø vaø moâ phoûng heä thoáng treân MatLab nhaèm
giuùp sinh vieân coù taøi lieäu ñeå tham khaûo, deã daøng tieáp caän ngaønh kyõ thuaät môùi naøy.
Töø ñoù phaùt huy tính saùng taïo cuûa sinh vieân öùng duïng ñieàu khieån môø vaøo thöïc tieãn.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Quá trình hình thành giáo trình mô phỏng tương tác
điều khiển mã nguồn bằng hệ thống
Luaän vaên toát nghieäp
Nghieân cöùu ñieàu khieån môø – Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
13
IV. Nhieäm vuï thöïc hieän:
Ñeà taøi ñöôïc thöïc hieän bôûi nhieäm vuï ñöôïc giao vôùi boá cuïc nhö sau:
A: Phaàn giôùi thieäu
+ Töïa ñeà taøi
+ Nhieäm vuï luaän vaên toát nghieäp
+ Lôøi môû ñaàu
+ Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân höôùng daãn
+ Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân phaûn bieän
+ Nhaän xeùt cuûa Hoäi ñoàng chaám luaän vaên toát nghieäp
+ Caûm taï
+ Muïc luïc
B: Phaàn noäi dung
Chöông I: Daãn nhaäp
Chöông II: Lyù thuyeát ñieàu khieån môø
Chöông III: Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
Chöông IV: Keát luaän
C: Phaàn phuï luïc
V. Theå thöùc nghieân cöùu:
Thu nhaäp nhöõng nghieân cöùu veà logic môø, tham khaûo caùc taøi lieäu veà ñieàu khieån
môø. Töø ñoù ruùt ra nhöõng öu nhöôïc ñieåm ñeå vaän duïng, phaùt huy, boå sung phuïc vuï cho
ñeà taøi cuûa mình.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Luaän vaên toát nghieäp
Nghieân cöùu ñieàu khieån môø – Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
14
Chöông II
LYÙ THUYEÁT ÑIEÀU KHIEÅN MÔØ
I. Giôùi thieäu veà logic môø:
1. Khaùi nieäm veà taäp môø:
a. Ñònh nghóa:
Taäp môø F xaùc ñònh treân taäp kinh ñieån M laø moät taäp maø moãi phaàn töû cuûa noù laø
moät caëp caùc giaù trò (x,
F(x)) trong ñoù x
M vaø
F laø aùnh xaï.
F: M
[0, 1]
AÙnh xaï
F ñöôïc goïi laø haøm lieân thuoäc (hoaëc haøm phuï thuoäc) cuûa taäp môø F. Taäp
kinh ñieån M ñöôïc goïi laø cô sôû cuûa taäp môø F.
Söû duïng caùc haøm lieân thuoäc ñeå tính ñoä phuï thuoäc cuûa moät phaàn töû x naøo ñoù coù
hai caùch: tính tröïc tieáp (neáu
F(x) ôû daïng coâng thöùc töôøng minh) hoaëc tra baûng (neáu
F(x) ôû daïng baûng).
Caùc haøm lieân thuoäc
F(x) coù daïng “trôn” ñöôïc goïi laø haøm lieân thuoäc kieåu S. Ñoái
vôùi haøm lieân thuoäc kieåu S, do caùc coâng thöùc bieåu dieãn
F(x) coù ñoä phöùc taïp lôùn neân
thôøi gian tính ñoä phuï thuoäc cho moät phaàn töû laâu. Trong kyõ thuaät ñieàu khieån môø thoâng
thöôøng, caùc haøm lieân thuoäc kieåu S thöôøng ñöôïc thay gaàn ñuùng baèng moät haøm tuyeán
tính töøng ñoaïn.
Moät haøm lieân thuoäc coù daïng tuyeán tính töøng ñoaïn ñöôïc goïi laø haøm lieân thuoäc
coù möùc chuyeån ñoåi tuyeán tính.
Haøm lieân thuoäc
F(x) nhö treân vôùi m1 = m2 vaø m3 = m4 chính laø haøm phuï thuoäc
cuûa moät taäp kinh ñieån.
b. Ñoä cao, mieàn xaùc ñònh vaø mieàn tin caäy cuûa taäp môø:
Ñoä cao cuûa moät taäp môø F (treân cô sôû M) laø giaù trò:
)(sup xH F
Mx
Haøm lieân thuoäc
F(x) coù möùc chuyeån ñoåi
tuyeán tính.
m
1
F
(x)
m
2
m
3
m
4
x
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Luaän vaên toát nghieäp
Nghieân cöùu ñieàu khieån môø – Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
15
Moät taäp môø vôùi ít nhaát moät phaàn töû coù ñoä phuï thuoäc baèng 1 ñöôïc goïi laø taäp môø
chính taéc töùc laø H = 1, ngöôïc laïi moät taäp môø F vôùi H < 1 ñöôïc goïi laø taäp môø khoâng
chính taéc.
Mieàn xaùc ñònh cuûa taäp môø F (treân cô sôû M), ñöôïc kyù hieäu bôûi S laø taäp con cuûa
M thoûa maõn:
S = { x
M |
F(x) > 0}
Mieàn tin caäy cuûa taäp môø F (treân cô sôû M), ñöôïc kyù hieäu bôûi T laø taäp con cuûa M
thoûa maõn:
T = { x
M |
F(x) = 1}
2. Caùc pheùp toaùn treân taäp môø:
a. Pheùp hôïp:
Hôïp cuûa hai taäp môø A vaø B coù cuøng cô sôû M laø moät taäp môø cuõng xaùc ñònh treân
cô sôû M vôùi haøm lieân thuoäc:
A
B(x) = MAX{
A(x),
B(x)},
Coù nhieàu coâng thöùc khaùc nhau ñöôïc duøng ñeå tính haøm lieân thuoäc
A
B(x) cuûa
hôïp hai taäp môø nhö:
1.
0)}(),(min{1
0)}(),(min{)}(),(max{
)( xx
xxxx
x
BA
BABA
BA
neáu
neáu ,
Mieàn xaùc ñònh vaø mieàn tin caäy
cuûa moät taäp môø.
F
(x)
x
Mieàn tin c
aäy
Mieàn xaùc ñònh
Haøm lieân thuoäc cuûa hôïp hai taäp môø coù cuøng cô sôû.
x
A
(x)
B
(x)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Luaän vaên toát nghieäp
Nghieân cöùu ñieàu khieån môø – Moâ phoûng heä thoáng ñieàu khieån môø baèng MatLab
16
2.
A
B(x) = min{1,
A(x) +
B(x)} (Pheùp hôïp Lukasiewicz),
3. )()(1
)()(
)( xx
xx
x
BA
BA
BA
(Toång Einstein),
4.
A
B(x) =
A(x) +
B(x) -
A(x).
B(x) (Toång tröïc tieáp),...
a)
b)
c)
Coù hai taäp môø A (cô sôû M) vaø B (cô sôû N). Do hai cô sôû M vaø N ñoäc laäp vôùi
nhau neân haøm lieân thuoäc
A(x), x
M cuûa taäp môø A seõ khoâng phuï thuoäc vaøo N vaø
ngöôïc laïi
B(y), y
N cuûa taäp môø B cuõng seõ khoâng phuï thuoäc vaøo M. Ñieàu naøy theå
hieän ôû choã treân cô sôû môùi laø taäp tích M
N haøm
A(x) phaûi laø moät maët “cong” doïc
theo truïc y vaø
B(y) laø moät maët “cong” doïc theo truïc x. Taäp môø A ñöôïc ñònh nghóa
treân hai cô sôû M vaø M
N. Ñeå phaân bieät ñöôïc chuùng, kyù hieäu A seõ ñöôïc duøng ñeå chæ
taäp môø A treân cô sôû M
N. Töông töï, kyù hieäu B ñöôïc duøng ñeå chæ taäp môø B treân cô
sôû M
N, vôùi nhöõng kyù hieäu ñoù thì:
A
(x)
x
B
(y)
y
x
A
(x, y)
y
M
N
x
B
(x, y)
y
M
N
M
N
x
A
B
(x, y)
y
Pheùp hôïp hai taäp môø khoâng cuøng cô sôû:
a) Haøm lieân thuoäc cuûa hai taäp môø A, B.
b) Ñöa hai taäp môø veà chung moät cô sôû M
N.
c) Hôïp hai taäp môø treân cô sôû M
N.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m