Mô phỏng hệ thống điều khiển mở bằng OXN trong matlab part6 potx

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 th

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:

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:

FUZZY

T

T

S

1

S

1

KĐCS

KĐCS

ĐỐI TƯỢNG

K 1

K 2

+

+

-

-

x 1

x 2

y1

y 2

T = 1s

T = 1s

FUZZY

S

1

g(u) f(u)

-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

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

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

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

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

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

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

Trong thư viện simulink mở thư viện Blocksets & Toolboxes

Thư viện simulink

Thư viện Blockset và Toolbox

Mở SIMULINK Fuzzy ta có các thành phần sau:

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 SIMULINK Fuzzy

Thư viện Sources

Thư viện Sinks

Thư viện Linear

 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 10oC

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)

Sơ đồ hệ thống điều khiển