TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Điều khiển thông minh là một trong những mô đun chuyên môn của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình khung chất lượng cao đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp hệ Cao đẳng. Những nội dung trong giáo trình này chủ yếu được chọn lọc và biên tập lại từ quyển sách Hệ thống điều khiển thông minh của PGS. Huỳnh Thái Hoàng cho phù hợp trình độ Cao đẳng. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài 01 MĐ28-01: Hệ mờ Bài 02 MĐ28-02: Mạng thần kinh Bài 03 MĐ28-03: Hệ thống điều khiển thông minh ứng dụng hệ mờ và mạng thần kinh nhân tạo Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề điện tử dân dụng, cơ điện tử, điện công nghiệp và điện dân dụng. Mặc dù đã cố gắng biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Bùi Chí Thanh 2. Đỗ Hữu Hậu 2 MỤC LỤC Trang Tuyên bố bản quyền.1 Lời giới thiệu. 3 Bài 1: Hệ mờ. Tập hợp mờ. Hàm liên thuộc. Các phép toán trên tập hợp mờ. Tính chất của tập hợp mờ. Quan hệ mờ. Sự hợp thành của quan hệ mờ. Các phép toán trên mệnh đề mờ. Quy tắc mờ. Kết hợp các quy tắc mờ. Tính chất của hệ quy tắc mờ. Suy luận mờ. Suy diễn của một quy tắc mờ. Sự suy diễn của hệ quy tắc mờ. Hệ quy tắc mờ. 20 Bài 2: Mạng thần kinh nhân tạo. Tế bào thần kinh và mạng thần kinh nhân tạo. Tế bào thần kinh nhân tạo. Mạng thần kinh nhân tạo. Các phương pháp huấn luyện mạng thần kinh nhân tạo. Học củng cố. Học không có giám sát. Mạng truyền thẳng một lớp và nhiều lớp. Mạng truyền thẳng một lớp. Mạng truyền thẳng nhiều lớp. Mạng hàm cơ sở xuyên tâm. Mạng thần kinh suy diễn mờ thích nghi.35 Bài 3: Hệ thống điều khiển thông minh ứng dụng hệ mờ và mạng thần kinh nhân tạo39 1. Điều khiển mờ trực tiếp. Cấu trúc bộ điều khiển mờ trực tiếp. Thiết kế bộ điều khiển mờ dựa vào kinh nghiệm chuyên gia. Điều khiển pid mờ. Điều khiển pid mờ dùng hệ quy tắc mamdani. Điều khiển pid mờ dùng hệ quy tắc sugeno. Điều khiển trực tiếp dùng mạng thần kinh nhân tạo. Bài thực hành 1. Bài thực hành 2.59 Tài liệu tham khảo.67 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH Mã mô đun: MĐ 28 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun này được bố trí dạy sau khi học xong các mô đun vi điều khiển cơ bản, kỹ thuật cảm biến, PLC cơ bản. - Tính chất: Là mô đun bắt buộc - Ý nghĩa và vai trò: Hiện nay, hệ thống thông minh đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi, đặc biệt là các hệ thống thông minh trong lĩnh vực điều khiển tự động. Các kỹ thuật điều khiển thông minh như logic mờ, mạng thần kinh nhân tạo. được phát triển hướng đến việc thiết kế các bộ điều khiển thông minh để điều khiển các đối tượng thực tế trong công nghiệp. Mục tiêu mô đun - Kiến thức: + Trình bày phương pháp phân tích thiết kế hệ thống điều khiển ứng dụng kỹ thuật thông minh như: Logic mờ, mạng thần kinh, giải thuật di truyền. - Kỹ năng: + Sử dụng Matlab thiết kế và mô phỏng được các bộ điều khiển - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có sáng kiến, tìm tòi, khám phá trong quá trình học tập và công việc + Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn Nội dung mô đun Thời gian (giờ) Thực hành, thí Số Lý Tên các bài trong mô đun Tổng nghiệm, Kiểm TT thuyế số thảo tra t luận, bài tập 1 Bài 1: Hệ mờ 17 10 6 1 1. Tập hợp mờ 2 1 1 1. Hàm liên thuộc 1. Các phép toán trên tập hợp mờ 1. Tính chất của tập hợp mờ 2. Quan hệ mờ 2 1 1 2. Sự hợp thành của quan hệ mờ 3. Các phép toán trên mệnh đề mờ 4. Quy tắc mờ 3 2 1 4. Kết hợp các quy tắc mờ 4. Tính chất của hệ quy tắc mờ 5. Suy luận mờ 3 2 1 4 5. Suy diễn của một quy tắc mờ 5. Sự suy diễn của hệ quy tắc mờ 6. Hệ quy tắc mờ 6. Giải mờ Kiểm tra 1 1 2 Bài 2: Mạng thần kinh 20 10 9 1 1. Tế bào thần kinh và mạng thần kinh 3 2 1 nhân tạo 1. Tế bào thần kinh nhân tạo 1. Mạng thần kinh nhân tạo 2. Các phương pháp huấn luyện mạng thần 5 2 3 kinh nhân tạo 2. Học củng cố 2. Học không có giám sát 3. Mạng truyền thẳng một lớp và nhiều lớp 4 2 2 3. Mạng truyền thẳng một lớp 3. Mạng truyền thẳng nhiều lớp 4. Mạng hàm cơ sở xuyên tâm 4 2 2 5. Mạng thần kinh suy diễn mờ thích nghi 3 2 1 Kiểm tra 1 1 Bài 3: Hệ thống điều khiển thông minh 3 ứng dụng hệ mờ và mạng thần kinh 23 10 12 1 nhân tạo 1. Điều khiển mờ trực tiếp 7 4 3 1. Cấu trúc bộ điều khiển mờ trực tiếp 1. Thiết kế bộ điều khiển mờ dựa vào kinh nghiệm chuyên gia 2. Điều khiển PID mờ 7 2 5 2. Điều khiển PID mờ dùng hệ quy tắc Mamdani 2. Điều khiển PID mờ dùng hệ quy tắc Sugeno 3. Điều khiển trực tiếp dùng mạng thần 8 4 4 kinh nhân tạo Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 3 5 BÀI 1: HỆ MỜ Mã bài: MĐ28-01 Giới thiệu: Ngày nay, các hệ thống mờ đã thay thế những công nghệ thông thường trong nhiều ứng dụng và các hệ thống khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong các hệ thống điều khiển và nhận dạng mẫu. Lý thuyết mờ được Zadeh giới thiệu vào năm 1965 như một cơ sở toán học để biểu diễn sự mơ hồ trong ngôn ngữ, có thể được coi như là một sự tổng quát hóa lý thuyết tập hợp kinh điển. Ý tưởng cơ bản của hệ mờ khá dễ nắm bắt. Trong một tập hợp kinh điển (không mờ), một phần tử bất kỳ có thể thuộc hoặc không thuộc tập hợp đó. Tức là, sự phụ thuộc của phần tử là rõ ràng, nó là có (nằm trong tập hợp) hoặc là không (không nằm trong tập hợp). Một tập hợp mờ là một tổng quát của tập hợp ban đầu trong đó nó cho phép mức độ phụ thuộc của mỗi phần tử trải rộng trên khoảng đơn vị [0, 1]. Một lĩnh vực bất kỳ có thể mờ hóa bằng cách thay thế khái niệm của tập hợp rõ trong mục tiêu bằng khái niệm của tập hợp mờ. Thí dụ, ta có thể mờ hóa một số lĩnh vực cơ bản như số học, lý thuyết đồ thị, và lý thuyết xác suất để phát triển thành số học mờ, lý thuyết đồ thị mờ, và lý thuyết xác suất mờ tương ứng; ta cũng có thể mờ hóa một số lĩnh vực ứng dụng như mạng thần kinh, thuật toán di truyền, lý thuyết ổn định, nhận dạng mẫu, và lập trình toán học để có được mạng thần kinh mờ, thuật toán di truyền mờ, lý thuyết ổn định mờ, nhận dạng mẫu mờ, và lập trình toán học mờ tương ứng. Lợi ích của việc mờ hóa mang lại tính tổng quát lớn hơn, khả năng diễn đạt cao hơn, tăng khả năng mô hình hóa các bài toán trong thực tế, và một phương pháp để khai thác sự thiếu chính xác. Do đó, lý thuyết mờ có thể giúp ta đạt được độ linh hoạt, bền vững, với chi phí giải pháp thấp. Mục tiêu: - Trình bày được tập mờ, quan hệ mờ, logic mờ, quy tắc mờ, suy luận mờ - Thực hiện được các phép toán trên logic mờ - Thiết kế được bộ điều khiển mờ - Tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập Nội dung chính: 1. Tập hợp mờ 1. Khái niệm Đối với tập hợp kinh điển, biên của tập hợp là rõ ràng. Với một phần tử bất kỳ ta có thể xác định được phần tử đó có thuộc hay không thuộc tập hợp. Ngược lại, biên của tập hợp mờ không rõ ràng, do đó có một số phần tử không thể xác định được có thuộc hay không thuộc tập hợp mờ. Nếu đã không thể xác định được một phần tử thuộc tập hợp mờ thì cũng không xác định được phần tử đó không thuộc tập hợp mờ. Như vậy độ phụ thuộc của một phần tử vào tập hợp mờ phải là một giá trị nằm trong đoạn [0, 1] (từ 0% đến 100%). Hàm số cho biết độ phụ thuộc của các phần tử vào tập hợp mờ được gọi là hàm liên thuộc (membership function). Hàm liên thuộc là một điều kiện để định nghĩa tập hợp mờ. Tập mờ Ã xác định trên tập cơ sở X là một tập hợp mà mỗi phần tử của nó là một cặp giá trị ( x , μ Ã ( x ) ), trong đó x ∈ X và μ Ã ( x ) là ánh xạ: μ Ã : X →[0,1] (1.1) Ánh xạ μ Ã ( x ) được gọi là hàm liên thuộc của tập mờ Ã. Hàm liên thuộc đặc trưng cho độ phụ thuộc của một phần tử bất kỳ thuộc tập cơ sở X vào tập mờ Ã. Hàm liên thuộc có thể có dạng tuyến tính hoặc dạng trơn như hình 1.1: Các dạng hàm liên thuộc của tập hợp mờ Ký hiệu tập hợp mờ Tập hợp mờ Ã được định nghĩa trên tập hợp cơ sở X rời rạc hữu hạn được ký hiệu: ~ μ~A (x i) A=∑ (1.2) i xi Tập hợp mờ Ã được định nghĩa trên tập hợp cơ sở X liên tục vô hạn được ký hiệu: ~ μ~A ( x) A=∫ (1. Hàm liên thuộc 1.
Giáo Trình Điều Khiển Thông Minh Nghề Điện Tử Công Nghiệp Trình Độ Cao Đẳng
Giáo trình điều khiển thông minh nghề điện tử công nghiệp trình độ cao đẳng cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên.
Trường đại học
Cao đẳng nghề Cần ThơChuyên ngành
Điện tử công nghiệpNgười đăng
Ẩn danhThể loại
giáo trìnhPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Bùi Chí Thanh
Trường học: Cao đẳng nghề Cần Thơ
Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp
Đề tài: Giáo Trình Điều Khiển Thông Minh Nghề Điện Tử Công Nghiệp Cao Đẳng
Loại tài liệu: giáo trình
Năm xuất bản: 2021
Địa điểm: Cần Thơ
Tài liệu Giáo Trình Điều Khiển Thông Minh Nghề Điện Tử Công Nghiệp Cao Đẳng cung cấp một cái nhìn tổng quan về các phương pháp và công nghệ điều khiển thông minh trong lĩnh vực điện tử công nghiệp. Nội dung của giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn trang bị cho họ những kỹ năng thực tiễn cần thiết để áp dụng trong công việc. Các khái niệm về hệ thống điều khiển tự động, cảm biến và PLC được trình bày một cách rõ ràng, giúp người đọc dễ dàng tiếp cận và hiểu biết sâu sắc hơn về lĩnh vực này.
Để mở rộng kiến thức của bạn, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Khoá luận tốt nghiệp thiết kế hệ thống điều khiển đèn đường theo làn sóng xanh cho tuyến đường lê hồng phong bằng plc, nơi bạn sẽ tìm thấy những ứng dụng thực tiễn của PLC trong việc điều khiển giao thông. Ngoài ra, tài liệu Giáo trình plc nâng cao nghề điện tử công nghiệp trình độ cao đẳng sẽ giúp bạn nâng cao kiến thức về PLC, từ đó áp dụng vào các hệ thống phức tạp hơn. Cuối cùng, tài liệu Giáo trình kỹ thuật cảm biến nghề điện tử công nghiệp trung cấp 2022 sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết về cảm biến, một phần quan trọng trong hệ thống điều khiển thông minh.
Những tài liệu này không chỉ giúp bạn củng cố kiến thức mà còn mở ra nhiều cơ hội để bạn khám phá sâu hơn về lĩnh vực điện tử công nghiệp.
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ