Anfis và ứng dụng điều khiển thích nghi vị trí động cơ điện một chiều có thông số và tải thay đổi

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007

86

ANFIS VÀ ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI

VN TRÍ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CÓ THÔNG SỐ VÀ TẢI THAY ĐỔI

Phạm Hữu Đức Dục (Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp I) -

Lại Khắc Lãi (Trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp – ĐH Thái Nguyên)

1. Mở đầu

ANFIS là một loại mạng nơron mờ nổi tiếng được Jang (1992) đề xuất sử dụng luật học

mờ TSK (Takasi -Sugeno- Kang). Luật học mờ thứ j của ANFIS là j R có dạng sau:

IF 1

x is j

1

A AND x2

is j

2

A .... AND xn

is j A THEN n = = + ∑

=

n

i 1

i

j

i

j

j 0

y f p p x

với: xi

, y tương ứng là các biến vào, ra; A x( )i

j

i

là biến ngôn ngũ mờ ứng với biến đầu vào đầu

vào xi

; p R

j

1

∈ là hệ số của hàm tuyến tính j

f ; i = 1, 2,..., n; j = 1, 2, ..., M .

Cấu trúc ANFIS gồm 6 lớp như sau:

Lớp 1: Là lớp đầu vào, mỗi nơron thứ i có một tín hiệu vào i

x .

Lớp 2: Mỗi phần tử là một hàm liên thuộc ) x(

j i

i

A

µ .

Lớp 3: Mỗi phần tử

j R tương ứng thực hiện một luật thứ j: ∏=

=

n

i

i

j

j i

x

1

µ µ ( ).

Lớp 4: Mỗi phần tử N tương ứng thực hiện phép tính: µ = µ ∑ µ

=

M

j 1

j j j

Lớp 5: Mỗi phần tử thứ j thực hiện phép tính: p( p x )

n

i 1

i

j

i

j

µ j 0

+ ∑

=

.

Lớp 6: Có một phần tử thực hiện phép tính giá trị đầu ra: = ∑ ∑ = ∑

= = =

M

j 1

j j

M

j 1

j

M

j 1

j j y µ f µ µ f

Sai lệch trung bình bình phương giữa hàm đầu ra mong muốn y

d

và hàm đầu ra thực y:

2

M

j 1

n

i 1

)

i

x(

j

i

A

M

j 1

j

n

i 1

)

i

x(

j

i

A

d

2

M

j 1

j

M

j 1

j j

d 2 d

y f

2

1

y f

2

1

y( )y

2

1

E

















∑ 















∑ ∏µ

















= − ∏µ

















= − = − ∑µ ∑µ

= = = = = =

Để E là cực tiểu hay đầu ra y của ANFIS bám theo được đầu ra mong muốn

d

y cần tìm

được luật cập nhật bộ các thông số điều chỉnh cho các hàm liên thuộc ở lớp 2 và bộ thông số

{p p, p, ,...,p ,...} j

i

j

2

j

1

j

0

ở lớp 5. Bài báo này đưa ra luật cập nhật giá trị của bộ các thông số điều

chỉnh này khi sử dụng hàm liên thuộc dạng Gaussian ở lớp 2, sau đó ứng dụng luật đó điều

chỉnh thích nghi vị trí động cơ điện một chiều có thông số và tải thay đổi.