So sánh phương pháp thiết kế bộ điều khiển bằng logic mờ và đại số gia tử

Ngô Kiên Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 93(05): 35 - 39

35

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN

BẰNG LOGIC MỜ VÀ ĐẠI SỐ GIA TỬ

Ngô Kiên Trung1*, Dương Quốc Tuấn

1

, Lê Văn Tùng2

1 Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

2

Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh

TÓM TẮT

Điều khiển mờ đã đạt được những thành công và hiệu quả cao khi áp dụng vào các hệ thống điều

khiển tự động. Đại số gia tử là một công cụ tính toán mềm được phát triển từ logic mờ, có thể ứng

dụng tốt trong lĩnh vực điều khiển. Phương pháp thiết kế bộ điều khiển sử dụng đại số gia tử đơn

giản hơn và có khả năng tính toán với độ chính xác cao hơn so với bộ điều khiển mờ. Từ đó mở ra

khả năng ứng dụng một lý thuyết mới vào quá trình thiết kế các hệ thống điều khiển tự động trong

công nghiệp. Nội dung bài báo giới thiệu và đưa ra những ưu điểm của phương pháp thiết kế bộ

điều khiển sử dụng đại số gia tử khi so sánh với phương pháp thiết kế bộ điều khiển mờ.

Từ khóa: Biến ngôn ngữ, đại số gia tử, điều khiển sử dụng đại số gia tử, điều khiển mờ, Luật chia đôi.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Đối với các hệ thống tự động trong công

nghiệp, vấn đề nâng cao chất lượng hệ thống

bằng các phương pháp điều khiển mới đang

được rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên

cứu. Điều khiển mờ đã được nhiều tác giả

nghiên cứu còn đại số gia tử (ĐSGT) - Hedge

Algebra (HA) là một phương pháp tiếp cận

mới trong nhận dạng và điều khiển [2], [3].

Mặc dù ĐSGT là sự phát triển của logic mờ,

nó xây dựng trên một cấu trúc đại số và là

một công cụ đảm bảo tính trật tự ngữ nghĩa,

hỗ trợ cho logic mờ trong các bài toán suy

luận, điều khiển. Bộ điều khiển bằng ĐSGT

ngoài việc sử dụng các ưu điểm của hệ thống

mờ, đồng thời phát huy các ưu điểm về xử lý

biến ngôn ngữ tự nhiên và vấn đề tư duy trực

cảm, giúp tránh khỏi những bài toán nhận

dạng, mô hình hoá phức tạp [1], [4]. Trong

nghiên cứu này, chúng tôi đưa ra phương

pháp thiết kế bộ điều khiển sử dụng ĐSGT và

qua thực nghiệm trên máy tính đã thu được

hiệu quả cao hơn bộ điều khiển mờ.

XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ

BỘ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG ĐẠI SỐ GIA

TỬ - HAC

Trong bài báo này chúng tôi xây dựng

phương pháp thiết kế bộ điều khiển sử dụng

ĐSGT và cũng nhắc lại phương pháp điều

*

Tel: 0916 633119, Email: trungokien@tnut.edu.vn

khiển mờ [2] để làm cơ sở so sánh giữa hai

phương pháp. Các kết quả điều khiển và hiệu

quả thực hiện được thể hiện qua bài toán ví dụ

điều khiển một đối tượng trao đổi nhiệt.

Điều khiển logic mờ - FLC

Hình 1. Bộ điều khiển mờ - FLC

Thông thường phương pháp điều khiển dựa

trên logic mờ, gọi tắt là FLC (Fuzzy Logic

Control) sẽ bao gồm các bước sau đây:

Bước 1: Xác định biến trạng thái (biến vào)

và biến điều khiển (biến ra) của đối tượng

điều khiển và xác định tập nền (còn gọi là

không gian tham chiếu) của các biến.

Bước 2: Phân chia tập nền thành các phần

tương ứng với các nhãn ngôn ngữ.

Bước 3: Xây dựng các tập mờ cho các nhãn

ngôn ngữ, tức là xác định dạng hàm thuộc cho

mỗi tập mờ.

Bước 4: Xây dựng quan hệ mờ giữa các tập

mờ đầu vào và tập mờ điều khiển tạo thành hệ

luật điều khiển (bảng điều khiển trên cơ sở tri

thức chuyên gia).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn