Control dif s
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 15

Control difús PowerPoint PPT Presentation


  • 92 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Control difús. Carles Garriga Berga Enginyer Superior en Electrònica Departament d’Electrònica d’Enginyeria La Salle. Índex. Estructura d’un controlador difús Paràmetres de disseny d’un controlador difús Implementació dels controladors Conclusions. Estructura d’un controlador difús (1/3).

Download Presentation

Control difús

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Control dif s

Control difús

Carles Garriga Berga

Enginyer Superior en Electrònica

Departament d’Electrònica d’Enginyeria La Salle


Control dif s

Índex

  • Estructura d’un controlador difús

  • Paràmetres de disseny d’un controlador difús

  • Implementació dels controladors

  • Conclusions


Estructura d un controlador dif s 1 3

Estructura d’un controlador difús (1/3)

  • Esquemàticament un controlador difús respon a la següent estructura:

    • Exemple:

Fusificació

Implicació

Desfusificació

Base de coneixement

Consigna

Controlador

Planta

+_


Estructura d un controlador dif s 2 3

Estructura d’un controlador difús (2/3)

  • Fusificació (fuzzyfication)

    • Realitza una normalització (escalatge) dels valors mesurats al marge de valors dels universos del discurs de les variables d’entrada.

    • Converteix els valors mesurats en conjunts difusos, habitualment singletons.

  • Implicació o inferència (inference engine)

    • Calcula els conjunts de sortida de cada regla segons els conjunts d’entrada determinats

  • Desfusificació (defuzzyfication)

    • Calcula un valor numèric a partir dels conjunts difusos de sortida de totes les regles.

    • Realitza, si s’escau, una desnormalització (escalatge).


Estructura d un controlador dif s 3 3

Estructura d’un controlador difús (3/3)

  • Base de coneixement (knowledge base)

    • Factors d’escalatge: normalització i desnormalització

    • Conjunts difusos de totes les variables

    • Regles lingüístiques

    • Mètode de fusificació

    • Mètode d’implicació

    • Mètode de desfusificació


Par metres de disseny d un controlador dif s 1 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (1/7)

  • Conjunts difusos

    • Generalment, hi ha d’haver com a mínim un grau de pertinença superior a zero per cada possible valor de l’univers del discurs. Altrament tindriem zones mortes de control (dead zones).

    • A la pràctica els conjunts presenten un solapament del 50%. Això donarà a l’activació (graus de pertinença superiors a zero) de 2Número d’antecedents regles per cada valor d’entrada.

NO


Par metres de disseny d un controlador dif s 2 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (2/7)

  • La forma dels conjunts difusos sol ésser poc relevant. Típicament s’utilitzen conjunts amb trams rectes per accelerar el càlcul de la fusificació.

  • El número de conjunts difusos depén de la precissió que dessitjem. A més conjunts més precissió. No obstant, a partir d’un cert número de conjunts les prestacions del controlador no milloren i de fet pot degradar-se.

  • Hi ha algoritmes per ajustar la posició dels conjunts difusos en funció dels possibles valors d’entrada i els valors dessitjats a la sortida. Són algoritmes que intenten obtenir el menor error quadràtic definit com la diferència entre la sortida que dóna el controlador i la sortida dessitjada. El millor mètode és least-squares.


Par metres de disseny d un controlador dif s 3 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (3/7)

  • Regles lingúístiques

    • Han de ser completes i no deixar possibles valors d’entrada sense l’activació de cap regla.

    • Han de ser consistens i no donar lloc a incongruències en la definició del control a realitzar.

    • Han de ser contínues i no permetre canvis bruscos entre els conjunts difusos de sortida corresponents a dos regles veïnes.

Incorrecte

Correcte


Par metres de disseny d un controlador dif s 4 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (4/7)

  • Discretització

    • És inevitable al ser sistemes digitals.

    • Els valors d’entrada (univers del discurs) es sol discretitzar des de 8 fins a 16 bits.

    • Els graus de pertinença dels conjunts difusos es solen discretitzar amb només 8 bits.

    • Si la discretització és molt baixa dóna lloc a oscil.lacions (limit cycles).

8 bits

8 a 16 bits


Par metres de disseny d un controlador dif s 5 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (5/7)

  • Fusificació

    • En teoria és l’etapa que converteix els valors mesurats pel controlador en conjunts difusos. Típicament singletons.

    • A la pràctica és l’etapa en la que es mesura el grau de pertinença dels conjunts difusos de les variables d’entrada.

v = 2.47m/s

Fusificació

2.47 m/seg

m(vBaixa) ) = 0.4

m(vMitjana) = 0.6

m(valta) = 0.0

Baixa Mitjana Alta

2.47 m/seg


Par metres de disseny d un controlador dif s 6 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (6/7)

  • Implicació

    • En teoria calcula la inferència entre el conjunt difús obtingut en la fusificació i la relació resultant de la implicació de cada regla.

    • A la pràctica calcula el grau de pertinença que limita el conjunt difús de sortida associat a cada regla.

      • Si els antecedents de la regla estan units per o aplica una co-norma triangular als graus de pertinença.

      • Si els antecedents de la regla estan units per i aplica una norma triangular als graus de pertinença.

}

mínim

Baixa

i

2.47 m/seg

-0.4 lliscament


Par metres de disseny d un controlador dif s 7 7

Paràmetres de disseny d’un controlador difús (7/7)

  • Desfusificació

    • En teoria és el càlcul del centre de gravetat de la unió de tots els conjunts difusos de sortida de les diferents regles.

    • A la pràctica es calcula fent el següent promitjat:

m1

cog1

m2

cog2


Implementaci dels controladors 1 2

Implementació dels controladors (1/2)

  • Els controladors difusos a la pràctica s’implementen digitalment.

  • Existeixen co-processadors difusos que permeten realitzar per hardware les operacions del controlador i accelerar el procés de càlcul.

  • Altrament es programa en un microprocessador un búcle que realitza les operacions del controlador.

    • Búcle tancat:

      • Fusificació

      • Implicació

      • Desfusificació


Implementaci dels controladors 2 2

Implementació dels controladors (2/2)

  • Exemple de programació d’un controlador difús amb els antecedents units per l’operador i:

    • Búcle infinit

      • Mostreig de les variables d’entrada

      • Per i=1 fins a número de variables d’entrada

        • Per j=1 fins a número de conjunts per cada variable

          • Càlcul del grau de pertinença del conjunt (i,j)

      • Per i=1 fins a número de regles del controlador

        • Càlcul del mínim dels graus de pertinença de tots els conjunts difusos de l’antecedent que limitarà el conjunt del conseqüent

      • Promig del centre de gravetat del conjunt difús de sortida de cada regla amb el valor que l’ha limitat


Conclusions

Conclusions

  • El grau d’experiència del dissenyador és un valor molt important en l’elecció dels paràmetres del controlador.

  • Els controladors difusos s’implementen de manera molt més simplificada en comparació amb els càlculs que teòricament s’han de realitzar.

  • A la pràctica es programa en un microcontrolador un búcle tancat que realitza les tres etapes bàsiques del controlador difús.

  • Existeixen co-processadors difusos que acceleren el procés de càlcul.


  • Login