Giới thiệu
Hộp công cụ Lôgic mờ (The Fuzzy Logic Toolbox) là tổ hợp các hàm được xây dựng trên nền Matlab giúp cho việc thiết kế, mô phỏng, kiểm tra và hiệu chỉnh bộ điều khiển mờ một cách dễ dàng. Để thiết kế bộ điều khiển mờ trong hộp công cụ này, ta có thể thực hiện thông qua dòng lệnh hoặc thông qua giao diện đồ hoạ. Trong Chapter này chỉ giới thiệu những thao tác cơ bản để thiết kế bộ điều khiển mờ thông qua giao diện đồ hoạ. Phần thiết kế thông qua dòng lệnh, ta có thể đọc trong phần “Fuzzy Logic Toolbox”củaMatlab: https://www.mathworks.com/products/fuzzy-logic.html
Trước khi vào nội dung chính chúng ta sẽ có một số lưu ý rằng máy tính của bạn phải cài đặt Matlab và mình đề xuất nên sử dụng các phiên bản từ 2015 trở đi. Các hình ảnh mình sử dụng bên dưới được lấy từ Matlab 2019a, các phiên bản cũ hơn sẽ có giao diện khác đi. Nhưng về chức năng và việc thiết kế vẫn vậy.
Để truy cập vào Fuzzy Logic Toolbox các bạn sẽ gõ lệnh “fuzzy”, Matlab có phân biệt chữ hoa và chữ thường. Sau đó giao diện “Fuzzy Logic Designer” sẽ xuất hiện.
Chức năng
Trong đó (Hình 1):
+ FIS Name: Cho biết tên của bộ điều khiển đang được xem hoặc đang thiết kế.
+ FIS Type: Cho biết nguyên tắc của bộ điều khiển đang được xem hoặc đang thiết kế.
(Hình 2) Hiển thị tên và các tùy chọn cho các nguyên tắc xây dựng luật hợp thành và phương pháp giải mờ. Những tùy chọn dưới đây là các tùy chọn mặc định.
(Hình 3) Hiển thị tên biến, loại biến (Input hay Output) và khoảng giá trị xác định của biến hiện thời.
(Hình 4) Hiển thị các trạng thái của bộ điều khiển bao gồm số ngõ ra vào và số luật.
File
Cửa sổ File – Cung cấp các tùy chọn như sau:
+ New FIS…: Cho phép tạo mới một bộ điều khiển mờ theo nguyên tắc Mamdani (mặc định) hoặc nguyên tắc Sugeno.
+ Import: Được dùng để mở một bộ điều khiển mờ có sẵn, có thể được thêm từ Workspace của Matlab hoặc được thêm từ file (với phần mở rộng .fis).
+ Export: Sau khi thiết kế bộ điều khiển mờ, ta có thể chuyển bộ điều khiển vừa thiết kế sang Workspace để sử dụng hoặc lưu trữ dưới dạng file với phần mở rộng .fis.
Edit
Cửa sổ Edit – Cung cấp các tùy chọn cho phép thêm bớt các giá tri hay các biến Input hay Output của bộ điều khiển. Truy cập và chỉnh sửa các hàm liên thuộc và luật mờ.
View
Cửa sổ View – Cung cấp các tùy chọn cho phép xem mặt đặc tính (Surface) và luật mờ (Rule View).
Membership Funtions Enditor
Click vào biểu tượng Input/Output hoặc vào Edit >> Membership Funtions Editor. Cho phép điều chỉnh các thông số của các hàm liên thuộc ở ngõ ra và ngõ vào như:
+ Name: Tên của các hàm liên thuộc. Tên thường đặt theo các biến ngôn ngữ mà hàm liên thuộc biểu thị.
+ Params: Miền xác định của hàm liên thuộc.
+ Type: Tùy chọn hình dạng các hàm liên thuộc như: trimf, trapmf, gaussmf…
+ Range: Thay đổi miền xác định hay giới hạn các giá trị của biến ngôn ngữ.
+ Display Range: Miền giá trị được hiển thị trên Membership Function Plots.
Chọn Edit >> Add MFs hoặc Add Custom MF để thêm hàm liên thuộc. Chọn Remov Select MF để gỡ bỏ một hàm liên thuộc được chọn hoặc Remov All MFs để gỡ bỏ tất cả các hàm liên thuộc của biến được chọn.
Rule Editor
Để xây dựng luật mờ, ta vào Edit >> Rules trên màn hình. Sau mỗi lần soạn xong một luật ta ấn Add rule để xác nhận. Để thay đổi một luật hợp thành ta ấn Change rule. Để xoá một luật điều khiển ta chọn luật cần xóa và ấn Delete rules. Muốn quan sát mặt đặc tính động của các luật ta vào View >> View Rules, View >> Surface để xem mặt đặc tính của bộ điều khiển.
Sau khi thiết kế xong bộ điều khiển, ta cần đặt tên và lưu chúng bằng cách ấn File, chọn Export To Disk để lưu vào thư mục hoặc to Workspase để lưu vào vùng làm việc của Matlab.
Muốn mở một bộ điều khiển mờ đã lưu trên máy tính, ta chọn File >> Import >> Import from file hoặc Import from Workspace để mở bộ điều khiển từ Workspace của Matlab.
Cybernetics For You 