Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo HOÀNG TRUNG HIẾU ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI DÙNG MẠNG NEURON MỜ Chuyên ngành : Mã số ngành : ĐIỀU KHIỂN HỌC KỸ THUẬT 2.05.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2006 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:………………………………………………………………………………… (Ghi Rõ Họ, Tên, Học Hàm, Học Vị Chữ Ký) CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1:…………………………………………………………………………………………… (Ghi Rõ Họ, Tên, Học Hàm, Học Vị Chữ Ký) CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT :…………………………………………………………………………………………… (Ghi Rõ Họ, Tên, Học Hàm, Học Vị Chữ Ký) Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …………… tháng …………… năm…………… TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Tp HCM, ngày tháng năm 200… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Hoàng Trung Hiếu Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh :16 – 06 – 1979 Nơi sinh : Tỉnh Phú Yên Chuyên ngành : Điều Khiển Học Kỹ Thuật MSHV : 01504366 I - TÊN ĐỀ TÀI : Điều Khiển Mô Hình Nội Dùng Mạng Neuron Mờ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : Nghiên cứu tổng quát sở lý thuyết mạng neuron, lý thuyết mờ phương pháp điều khiển mô hình nội Trên sở nghiên cứu lý thuyết, ta chọn lựa mạng neuron mô hình mờ phù hợp để nhận dạng điều khiển đối tượng Xây dựng điều khiển mô hình nội neuron mờ để điều khiển đối tượng thực tế III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến Só Nguyễn Thiện Thành CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS.Nguyễn Thiện Thành Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH HOÀNG TRUNG HIẾU Luận Văn Thạc Sỹ LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ Môn Điều Khiển Tự Động, Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi, hết lòng giúp đỡ cung cấp cho kiến thức quý báu suốt thời gian vừa qua Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS.NGUYỄN THIỆN THÀNH Thầy tận tình dẫn, giúp đỡ cho trình làm đề tài tốt nghiệp Xin thầy nhận nơi em lòng tri ân sâu sắc Học viên HOÀNG TRUNG HIẾU HOÀNG TRUNG HIẾU Luận Văn Thạc Sỹ MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU I NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI II ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ III NỘI DUNG LUẬN VĂN Trang 8 CHƯƠNG II: MẠNG NEURON NHÂN TẠO I GIỚI THIỆU MẠNG NEURON II MỘT SỐ MẠNG NEURON THÔNG DỤNG III NHẬN DẠNG HỆ THỐNG ĐỘNG DÙNG MẠNG NEURON 11 17 31 CHƯƠNG III: LÝ THUYẾT MỜ VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ I TỔNG QUAN VỀ HỆ MỜ II THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ 38 45 CHƯƠNG IV: BỘ ĐIỀU KHIỂN NEURON MỜ I ĐIỀU KHIỂN DÙNG MẠNG NEURON II ĐIỀU KHIỂN DÙNG MẠNG NEURON MỜ 48 51 HOÀNG TRUNG HIẾU Luận Văn Thạc Sỹ CHƯƠNG V: MÔ HÌNH LÒ NHIỆT, NHẬN DẠNG MÔ HÌNH THUẬN VÀ MÔ HÌNH NGƯC I MÔ HÌNH LÒ NHIỆT II NHẬN DẠNG MÔ HÌNH THUẬN THÍ NGHIỆM THU THẬP-LẤY MẪU DỮ LIỆU NHẬN DẠNG MÔ HÌNH THUẬN III NHẬN DẠNG MÔ HÌNH NGƯC LẤY MẪU DỮ LIỆU NHẬN DẠNG MÔ HÌNH NGƯC 60 61 61 61 66 66 66 CHƯƠNG VI: XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI I XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI NEURON XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI NEURON THÍCH NGHI II MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG III KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 74 79 83 86 89 CHƯƠNG I -7- HOÀNG TRUNG HIẾU I Luận Văn Thạc Sỹ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: Điều khiển tự động hóa lónh vực quan trọng ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế biến, công nghiệp thực phẩm, hóa học, dầu khí Hệ thống điều khiển làm việc ổn định hơn, tin cậy hơn, hiệu Người ta điều khiển để đạt tối ưu lượng, nhiên liệu, nguyên vật liệu nhằm tạo sản phẩm tốt với chi phí sản xuất thấp Với mục tiêu hạ thấp chi phí sản xuất nhằm tăng sức cạnh tranh sản phẩm thị trường, hệ thống sản xuất phải đáp ứng tiêu chí: ổn định, bền vững, tối ưu Và để đạt tiêu chí đó, nhiều năm vừa qua, nhiều phương pháp chỉnh định điều khiển cho hệ thống đời như: PID, Neural, Mờ(Fuzzy), Neural kết hợp Mờ, Mô Hình Nội Trong đề tài nghiên cứu này, chọn hướng nghiên cứu điều khiển theo cấu trúc Mô Hình Nội phương pháp Neuron Mờ với tiêu chí chỉnh định thông số hệ thống Từ đó, rút hướng nghiên cứu đề tài là: Điều khiển dùng mô hình nội Neuron Mờ; nghóa hệ thống điều khiển dùng mô hình nội mô hình thuận mô hình ngược mô hình Neuron Mờ II ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ: Trong ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế biến, công nghiệp thực phẩm, hóa học, dầu khí… việc điều khiển nhiệt độ xác cần thiết quan trọng ảnh hưởng trực tiếp chất lượng sản phẩm Vì vấn đề đặt phải thiết kế điều khiển tốt, đáp ứng độ xác theo yêu cầu qui trình công nghệ, điều khiển Chương I – GIỚI THIỆU -8- HOÀNG TRUNG HIẾU Luận Văn Thạc Sỹ có khả thích nghi với nhiễu tác động vào hệ thống thay đổi thông số mô hình Các điều khiển nhiệt độ tại, thông thường khả loại trừ nhiễu không thích nghi với thay đổi môi trường thay đổi thông số mô hình Từ thực tế đó, có ý tưởng xây dựng điều khiển nhiệt độ đảm bảo độ xác, có khả loại nhiễu thích nghi với thay đổi thông số mô hình Đó điều khiển nhiệt độ dùng mô hình nội mạng Neuron Mờ III NỘI DUNG LUẬN VĂN: Để hoàn thành công tác nghiên cứu theo hướng đề ra, dự định chia Luận Văn thành phần: Mạng Neuron nhận dạng dùng mạng Neuron: Chương II Lý thuyết Mờ Bộ Điều Khiển Mờ: Chương III Bộ Điều Khiển Neuron Mờ: Chương IV Mô hình lò nhiệt, viết chương trình nhận dạng mô hình thuận mô hình ngược: Chương V Xây dựng điều khiển mô hình nội Mô hệ thống điều khiển lò nhiệt dùng mô hình nội Kết luận hướng phát triển đề tài: Chương VI Chương I – GIỚI THIỆU -9- CHƯƠNG II - 10 - HOÀNG TRUNG HIẾU rk=GetTagFloat("rk"); Luận Văn Thạc Sỹ //Return-Type :float // ek=(rk-ck1+1000*cck1)/100.0; ek=(rk-ck1/1000.0-dk+cck1); netin0[0]=ek; netin0[1]=ek_1; netin0[2]=ek_2; netin0[3]=ukk_1; //comptout():chuong trinh //+++++++++++++++++++++ { register int i,j; float ea,eb; for(j=0;j