Ứng dụng NeuroFuzzy trong điều khiển nhiệt độ

[t] 1 mCm(OUT) = 0, "m Tính ñoä phuï thuoäc mBj(DET) Keát thuùc m(OUT) = min[mAi(ET); mBj(DET)] m(OUT) = m(OUT).DoSn 1 mCm(OUT) = max[mCm(OUT); m(OUT)] Soá luaät = Toång soá luaät ? Soá luaät = soá luaät + 1 Ñuùng Sai Giaûi môø theo CoM Tính ñoä phuï thuoäc mAi(ET) Phaàn ñaàu tieân laø phaàn chuaån bò : tính ET, DET, vaø chuyeån giaù trò töø nhieät ñoä hieän taïi leân nhieät ñoä ôû böôùc tröôùc nhaèm chuaån bò cho laàn xöû lyù sau. Phaàn naøy cuõng chuaån bò caùc ñoä phuï thuoäc cuûa taäp môø OUT : thieát laäp veà 0 cho pheùp laáy Max sau naøy vaø chuaån bò boä ñeám soá luaät. Keá keán laø moät voøng laëp xöû lyù laàn löôït caùc luaät trong heä luaät cho ñeán heát. Thaân voøng laëp laøm nhieäm vuï tính ñoä phuï thuoäc cuûa caùc taäp môø vaøo (ET, DET), laáy Min vaø nhaân cho ñoä hoã trôï. Hôïp thaønh theo pheùp Max. Sau khi ñaõ tính xong heä luaät, giaûi môø theo phöông phaùp CoM. 1.4. Tính ñoä phuï thuoäc Töø hai giaù trò vaät lyù ET vaø DET, ta suy ra ñoä phuï thuoäc cuûa taäp môø theo haøm phuï thuoäc. Phaàn thieát keá heä thoáng ta chæ söû duïng 4 loaïi haøm phuï thuoäc coù daïng chöõ S, daïng chöõ Z, daïng tam giaùc vaø daïng hình thang. Daïng chöõ Z Daïng tam giaùc Daïng hình thang Daïng chöõ S Giaûi thuaät : Baét ñaàu Haøm daïng chöõ Z ? Haøm daïng tam giaùc ? Haøm daïng hình thang ? Keát thuùc Tính ñoä phuï thuoäc daïng chöõ Z Tính ñoä phuï thuoäc daïng tam giaùc Tính ñoä phuï thuoäc daïng hình thang Tính ñoä phuï thuoäc daïng chöõ S Ñuùng Ñuùng Ñuùng Sai Sai Sai Ñeå toång quaùt, ta goïi x laø giaù trò vaät lyù caàn tính ñoä phuï thuoäc (x coù theå laø ET hay DET) vaø moãi khi tính ñoä phuï thuoäc ñoái vôùi moät taäp môø naøo ñoù thì ta ñöa caùc thoâng soá veà taäp môø ñoù vaøo. Caùc thoâng soá veà taäp môø laàn löôït xeùt sau ñaây. 1.4.1. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm daïng chöõ Z x1 x2 Haøm daïng chöõ Z ñöôïc xem nhö ñaëc tröng bôûi hai ñieåm x1 vaø x2. Neáu ñaïi löôïng caàn tính ñoä phuï thuoäc nhoû hôn x1 thì ñoä phuï thuoäc laø 1. Neáu ñaïi löôïng caàn tính lôùn hôn x1 nhöng nhoû hôn x2 thì tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác xuoáng. Coøn neáu giaù trò caàn tính lôùn hôn x2 thì ñoä phuï thuoäc baèng 0. Giaûi thuaät : 1.4.2. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm daïng tam giaùc Baét ñaàu x < x1 Keát thuùc Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác xuoáng m(x) = 1 x < x2 m(x) = 0 Ñuùng Sai Sai Ñuùng x1 x2 x3 Ñöôïc ñaëc tröng bôûi 3 ñieåm : x1, x2, vaø x3. - Neáu x £ x1 hay x ³ x3 thì m(x) = 0. - Neáu x1 < x < x2 thì tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác leân. - Neáu x = x2 thì m(x) = 1. - Neáu x2 < x < x3 thì tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác xuoáng. Baét ñaàu x < x1 Keát thuùc Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác leân m(x) = 0 x < x2 m(x) = 0 Ñuùng Ñuùng Sai Sai x < x3 Sai Ñuùng Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác xuoáng Sai Giaûi thuaät : 1.4.3. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm daïng hình thang x1 x2 x3 x4 Ñaëc tröng haøm phuï thuoäc theo daïng hình thang bôûi 4 ñieåm : x1, x2, x3, vaø x4. Tuøy theo giaù trò vaøo x maø coù caùc tröôøng hôïp sau ñaây xaûy ra : - Neáu x £ x1 hay x ³ x4 thì m(x) = 0. - Neáu x1 < x < x2 thì tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác leân. - Neáu x2 £ x £ x3 thì m(x) = 1. - Neáu x3 < x < x4 thì tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác xuoáng. Baét ñaàu x < x1 Keát thuùc Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác leân m(x) = 0 x < x2 m(x) = 0 Ñuùng Ñuùng Sai Sai x < x4 Sai Ñuùng Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác xuoáng Sai x < x3 Sai m(x) = 1 Ñuùng Giaûi thuaät : x1 x2 1.4.4. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm daïng chöõ S Cuõng töông töï nhö haøm daïng chöõ Z, haøm daïng chöõ S ñöôïc ñaëc tröng bôûi hai ñieåm x1 vaø x2. Trong giaûi thuaät caàn thay m(x) = 0 thaønh m(x) = 1 vaø ngöôïc laïi. Theâm nöõa, thay vì goïi chöông trình con tính haøm doác xuoáng thì ta goïi chöông trình con tính haøm doác leân. Giaûi thuaät : Baét ñaàu x < x1 Keát thuùc Tính ñoä phuï thuoäc haøm doác leân m(x) = 0 x < x2 m(x) = 1 Ñuùng Sai Sai Ñuùng Deã thaáy raèng trong caùc chöông trình tính ñoä phuï thuoäc theo nhöõng daïng haøm treân ñeàu goïi hai chöông trình con laø chöông trình tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác leân vaø chöông trình tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác xuoáng. Caùc chöông trình con naøy ñeàu caàn 2 ñieåm xA vaø xB ñeå xaùc ñònh ñoä phuï thuoäc cuûa moät ñieåm x naèm giöõa. Veà baûn chaát thì caùc chöông trình con naøy tính döïa theo nguyeân lyù ñoaïn thaúng tyû leä trong hai tam giaùc ñoàng daïng. xB xA x 1 0 m(x) 1.4.5. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác leân Ñoä phuï thuoäc : 1.4.6. Tính ñoä phuï thuoäc theo haøm doác xuoáng xB xA x 1 0 m(x) Töông töï nhö haøm doác leân, ta coù : 1.5. Giaûi môø theo CoM Caùc taäp môø ra cuûa bieán ngoân ngöõ OUT ñöôïc ñònh nghóa theo daïng singleton, moãi taäp coù moät vò trí cuûa noù trong khoaûng [0%;100%]. … … … … xi … … 0 % m m(xi) 100 Giaû söû coù n taäp môø, taäp môø Ai coù vò trí laø xi vaø ñoä phuï thuoäc laø m(xi). Theá thì : 2. pha hoïc Do trong giaûi thuaät hoïc duøng pheùp laáy ñaïo haøm naèm ngoaøi khaû naêng cuûa ngöôøi thöïc hieän neân phaàn naøy khoâng ñöôïc thieát keá maø söû duïng moät chöông trình teân laø fuzzyTech cuûa Inform Software Corporation. Khi ñieàu khieån döïa treân heä luaät chöa toát thì ta toái öu hoùa heä baèng caùch eùp buoäc heä hoïc nhöõng haønh vi mong muoán khi gaëp tröôøng hôïp qui ñònh. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän off-line treân phaàn meàm fuzzyTech. Sau ñoù döïa treân caùc thoâng soá ñaõ söûa ñoåi sau quaù trình hoïc, ta caäp nhaät laïi heä môø vaø cho heä ñieàu khieån theo pha hoaït ñoäng. 3. chöông trình treân kit at89c52 Chöông trình naïp saún treân kit AT89C52 cho pheùp kit ñieàu khieån nhieät ñoä theo giaûi thuaät môø. Ngoaøi ra chöông trình coøn coù theâm khaû naêng laáy ñaëc tính haøm hôû cuûa loø nhaèm hoã trôï nhöõng ai muoán ñieàu khieån theo phöông phaùp khaùc nhö PID chaúng haïn. Ñaây laø quaù trình ño nhieät ñoä theo moät duty cycle ñaët tröôùc. Nhö vaäy, coù 4 cheá ñoä hoaït ñoäng treân kit AT89C52 : baûn thaân kit AT89C52 ngoaøi thieát keá nhaèm muïc ñích thu thaäp vaø ñieàu khieån nhieät ñoä thì coøn cho pheùp maùy tính thu thaäp vaø ñieàu khieån nhieät ñoä thoâng qua kit. Baét ñaàu Coù aán phím ? 1 Xöû lyù phím 2 3 Ñuùng Sai Maùy tính truyeàn döõ lieääu ? 1 Xöû lyù döõ lieäu truyeàn 2 3 Ñuùng Sai Ño nhieät ñoä ? Ño nhieät ñoä Döøng ? Ñieàu khieån nhieät ñoä ? Maùy tính ño nhieät ñoä ? Ñieàu khieån nhieät ñoä Döøng ? Maùy tính ño nhieät ñoä Maùy tính ñieàu khieån nhieät ñoä Döøng ? Döøng ? Sai Sai Sai Sai Sai Sai Sai Ñuùng Ñuùng Ñuùng Ñuùng Ñuùng Ñuùng Ñuùng Chöông trình chính treân kit laø moät voøng laëp khoâng coù ñieåm keát thuùc : khi chöa xöû lyù hoaëc ñaõ xöû lyù xong moät nhieäm vuï thì noù trôû veà traïng thaùi chôø. Coù hai caùch ñeå nhaäp döõ lieäu cho kit laø thoâng qua baøn phím hay truyeàn töø maùy tính xuoáng. Trong caû hai caùch ñeàu yeâu caàu nhaäp cheá ñoä hoaït ñoäng vaø caùc thoâng soá cho cheá ñoä ñoù (neáu coù) nhö sau : Cheá ñoä ño nhieät ñoä (laáy ñaëc tính haøm hôû) baèng kit nhaäp thoâng soá laø duty cycle. Cheá ñoä ñieàu khieån nhieät ñoä baèng kit coù hai löïa choïn : moät laø söû duïng caùc taäp môø maëc ñònh ñaõ chöùa saün treân kit, hay laø söû duïng caùc taäp môø khaùc thì caàn nhaäp caùc thoâng soá nhö soá taäp môø treân moät bieán ngoân ngöõ, caùc ñieåm ñaëc tröng cho moät taäp môø (seõ noùi sau), vaø heä luaät (coù theå duøng maùy tính cho thao taùc naøy thay vì nhaäp baèng phím : sau khi ñaõ taïo caùc taäp môø vaø luaät treân maùy tính thì cho noù truyeàn xuoáng theo cheá ñoä kit ñieàu khieån). Cuoái cuøng laø nhaäp giaù trò nhieät ñoä ñaët. Cheá ñoä ño hay ñieàu khieån baèng maùy tính : nhaäp caùc thoâng soá hoaøn toaøn treân maùy tính. Khi ñoù, maùy tính seõ tính toaùn vaø kích taét hay môû loø taïi nhöõng thôøi ñieåm töông öùng caùc giaù trò ñaõ tính toaùn. Sau khi ñaõ nhaäp döõ lieäu xong thì tuøy theo cheá ñoä yeâu caàu maø kit goïi moät chöông trình con töông öùng. Trong quaù trình ñieàu khieån, neáu coù leänh döøng thì kit seõ quay laïi traïng thaùi ban ñaàu, chôø cho moät quaù trình môùi. 3.1. Nhaäp döõ lieäu Quaù trình nhaäp döõ lieäu laø moät quaù trình chôø thoâng qua voøng laëp. Trong ñoù rieâng quaù trình ñoïc phím cuõng laø moät quaù trình chôø thoâng qua voøng laëp (do khoâng duøng ngaét). Vaø cuõng caàn phaân bieät giöõa nhaäp döõ lieäu thoâng qua baøn phím hay thoâng qua maùy tính. Do vaäy ngoaøi vieäc phaân boá khung thôøi gian hôïp lyù coøn phaûi ñònh nghóa theâm moät côø goïi laø SIOflag nhaèm ñeå kieåm tra hieän taïi ñang nhaäp theo cheá ñoä naøo (thoâng qua baøn phím hay truyeàn töø maùy tính xuoáng) vaø tuøy theo ñoù maø xöû lyù töông öùng. Trong vieäc phaân boá khung thôøi gian hôïp lyù, raát khoù ñeå vöøa queùt phím vöøa queùt led (neáu duøng voøng laëp). Do ñoù, ta chæ söû duïng voøng laëp cho queùt phím, coøn vieäc queùt led söû duïng haún moät ngaét timer (duøng timer2). Truyeàn noái tieáp cuõng duøng moät ngaét. Nhö vaäy traïng thaùi ñaàu tieân trong kit laø lieân tuïc queùt phím ñeå kieåm tra xem coù moät phím naøo ñoù ñöôïc aán xuoáng hay khoâng vaø xöû lyù töông öùng. Neáu maùy tính coù truyeàn döõ lieäu xuoáng thì chöông trình phuïc vuï ngaét töông öùng seõ laøm vieäc, xong quaù trình thì baät côø SIOflag roài thoaùt khoûi chöông trình phuïc vuï ngaét. Chöông trình queùt phím nhaän thaáy côø SIOflag ñaõ ñöôïc baät thì cuõng thoaùt khoûi chöông trình queùt phím , chuyeån sang quaù trình ñieàu khieån. 3.1.1. Xöû lyù phím Moät khi ñaõ ñoïc phím thì töùc laø nhaäp döõ lieäu baèng baøn phím, nhö vaäy chæ coù hai cheá ñoä hoaït ñoäng laø ño vaø ñieàu khieån baèng kit. Maëc ñònh choïn cheá ñoä laø ñieàu khieån (hieån thò chöõ Control treân caùc led). Neáu muoán thay ñoåi thì nhaán phím Select (led seõ chuyeån ñoåi hieån thò töø Control sang Measure hay ngöôïc laïi moãi khi nhaán phím Select), coøn neáu chaáp nhaän moät cheá ñoä naøo ñoù (theo caùc töø hieån thò treân led) thì nhaán phím Enter. Neáu queùt phím thaáy coù phím aán thì xöû lyù, nhöng neáu khoâng coù thì tröôùc khi baét ñaàu quaù trình queùt phím môùi phaûi kieåm tra xem SIOflag coù baät hay khoâng. Neáu SIOflag baät (töùc laø ñaõ nhaäp döõ lieäu roài thoâng qua maùy tính) thì thoaùt, coøn neáu khoâng thì môùi baét ñaàu quaù trình queùt phím môùi. Baét ñaàu Hieån thò chöõ Control Coù phím aán ? Phím = Enter ? Phím = Select ? Hieån thò chöõ Measure Coù phím aán ? Phím = Enter ? Phím = Select ? SIOflag = 1 ? Xöû lyù phím theo cheá ñoä Control SIOflag = 1 ? Xöû lyù phím theo cheá ñoä Measure Ñuùng Ñuùng Ñuùng Ñuùng Sai Sai Sai Ñuùng Sai Ñuùng Sai Sai Sai Ñuùng Sai Ñuùng Keát thuùc 3.1.2. Xöû lyù phím theo cheá ñoä Measure Baét ñaàu Hieån thò chöõ Duty Cycle Laáy giaù trò Caát vaøo bieán Duty Cycle Keát thuùc Ñôn giaûn laø laáy giaù trò duty cycle cho quaù trình ño. 3.1.3. Xöû lyù phím theo cheá ñoä Control Phaân bieät hai loaïi laø ñieàu khieån theo caùc taäp môø maëc ñònh hay caùc taäp môø khaùc. Tuy nhieân, vieäc nhaäp thoâng soá cho caùc taäp môø vaø luaät laø moät ñieàu khoâng neân laøm qua baøn phím bôûi vì toán thôøi gian vaø coâng söùc voâ ích (giaû söû trung bình moãi bieán ngoân ngöõ coù 7 taäp môø thì seõ phaûi nhaäp 2x(7x4) + 7 = 63 giaù trò vaø giaû söû coù 49 luaät thì nhaäp theâm 49x4 = 196 giaù trò nöõa). Thay vì vaäy, ta taïo caùc taäp môø vaø luaät treân maùy tính roài truyeàn xuoáng theo cheá ñoä kit ñieàu khieån. Moät khi ñaõ coù caùc thoâng soá toái öu thì ta chöùa treân kit saún nhö laø maëc ñònh. Vì vaäy, ôû phaàn thieát keá khoâng quan taâm ñeán vieäc nhaäp caùc giaù trò naøy thoâng qua baøn phím maø chæ coù moät löïa choïn laø laáy caùc taäp môø theo maëc ñònh. 3.1.4. Ñoïc giaù trò Baét ñaàu Phím = 0..9 ? Caát soá thöù nhaát Phím = 0..9 ? Con troû = 2 Ñoïc phím Caát soá thöù hai Phím = . ? Ghi nhaän vò trí Con troû = 1 Ñoïc phím 1 Ñuùng Ñuùng Sai Sai 2 3 4 Ñuùng Sai Trong quaù trình nhaäp döõ lieäu thoâng qua baøn phím, sau khi ñaõ choïn cheá ñoä thì ta seõ nhaäp giaù trò cho caùc döõ lieäu. Giaûi thuaät sau ñaây cho thaáy quaù trình ñoïc döõ lieäu nhaäp töø baøn phím. Phím = Enter ? 1 Ñuùng 2 3 4 5 Phím = <- ? Phím = Clear ? Ñuùng Sai Sai Sai Ñuùng Phím = 0..9 ? Con troû = 3 Ñoïc phím Caát soá thöù ba Phím = . ? Ghi nhaän vò trí Ñuùng Sai Ñuùng Sai Phím = Enter ? 6 Ñuùng 7 5 Phím = <- ? Phím = Clear ? Ñuùng Sai Sai Sai Ñuùng Ñaõ ghi nhaän vò trí ? Sai 7 6 7 Phím = 0..9 ? Con troû = 4 Ñoïc phím Caát soá thöù tö Phím = . ? Ghi nhaän vò trí Ñuùng Sai Ñuùng Sai Phím = Enter ? 9 Ñuùng 8 5 Phím = <- ? Phím = Clear ? Ñuùng Sai Sai Sai Ñuùng Ñaõ ghi nhaän vò trí ? Sai 8 4 9 Ñoïc phím Phím = Enter ? 5 Phím = <- ? Phím = Clear ? Sai Sai Sai Ñuùng Ñuùng Ñuùng 8 Moät khi ñaõ aán phím Enter thì chöông trình ñi vaøo traïng thaùi soá 5, ôû ñoù döïa vaøo bieán con troû vaø vò trí daáu chaám thaäp phaân maø tính ra soá ñaõ nhaäp. Tuøy vaøo thoâng soá maø kieåm tra coù quaù taàm hay khoâng. Neáu khoâng coù quaù taàm thì thoaùt, ngöôïc laïi thoâng baùo yeâu caàu nhaäp laïi. 3.1.5. Qui ñònh phím Maõ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F Gaùn 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . Clear <- Enter Select Run 3.1.6. Nhaäp döõ lieäu thoâng qua maùy tính Laø moät quaù trình trao ñoåi giöõa maùy tính vaø kit qua moät phöông thöùc ñöôïc ñònh tröôùc. Coù theå toùm taét nhö sau : Maùy tính göûi yeâu caàu thieát laäp ñöôøng truyeàn baèng caùch göûi moät byte coù giaù trò do ngöôøi thieát keá qui ñònh. Kit traû lôøi saún saøng baèng caùch göûi laïi byte coù giaù trò do ngöôøi thieát keá qui ñònh. Neáu maùy tính nhaän ñöôïc byte traû lôøi thì böôùc qua böôùc keá tieáp. Coøn neáu sau moät khoaûng thôøi gian maø maùy tính khoâng nhaän ñöôïc byte traû lôøi (do ñöôøng hoaëc do khoâng keát noái, kit khoâng ñöôïc cung caáp ñieän, …) thì maùy tính thoâng baùo khoâng theå keát noái vaø yeâu caàu ngöôøi duøng kieåm tra laïi. Baét ñaàu truyeàn, maùy tính göûi byte chæ cheá ñoä hoaït ñoäng vaø sau ñoù laø caùc döï lieäu töông öùng vôùi cheá ñoä ñoù. Sau khi truyeàn xong döõ lieäu, maùy tính baùo keát thuùc baèng caùch göûi moät byte coù giaù trò do ngöôøi thieát keá qui ñònh. Neáu cheá ñoä hoaït ñoäng thuoäc loaïi maùy tính ño hay maùy tính ñieàu khieån thì trong quaù trình hoaït ñoäng, kit seõ göûi giaù trò nhieät doä ño ñöôïc, coøn maùy tính thì seõ göûi byte baùo hieäu taèt hay môû loø tuøy theo giaù trò cuûa byte do ngöôøi thieát keá qui ñònh. 3.2. Hoaït ñoäng Sau khi ñaõ thieát laäp döõ lieäu xong, kit ñi vaøo hoaït ñoäng. Neáu cheá ñoä laø ño nhieät ñoä baèng kit thì seõ duøng timer0 ñeå kích theo chu kyø vaù taét theo duty cycle ñaõ thieát laäp. Neáu laø ñieàu khieån nhieät ñoä baèng kit thì duøng timer0 kích theo chu kyø, xöû lyù döõ lieäu taïo ra duty cycle töông öùng roài kieåm tra ñeå taét loø theo duty cycle ñoù. Quaù trình xöû lyù döïa theo giaûi thuaät xöû lyù môø ñaõ trình baøy ôû treân. Coøn neáu cheá ñoä laø maùy tính ño hay maùy tính ñieàu khieån thì laøm theo nhöõng gì maùy tính yeâu caàu. Do vaäy, caàn qui ñònh cuï theå chöùc naêng cuûa töøng thaønh phaàn hay coøn goïi laø phaân boá taøi nguyeân. 3.3. Phaân boá taøi nguyeân Trong quaù trình thieát keá, ta phaûi qui ñònh chöùc naêng cuûa moãi vuøng nhôù, timer, soá byte cho bieán vaø vò trí cuûa noù, … 3.3.1. Timer coù taát caû 3 timer treân AT89C52 ñöôïc qui ñònh chöùc naêng nhö sau Timer0 duøng cho taét loø theo Duty Cycle vaø taïo chu kyø xöû lyù. Chia khoaûng thôøi gian xöû lyù ra 1000 laàn vaø laáy keát quaû ñoù laøm thôøi gian ngaét cuûa timer. Ví duï : giaû söû thôøi gian laáy maãu vaø xöû lyù laø 3 giaây thì timer0 seõ ngaét moãi 3ms. Qui ñònh bieán Thousand goàm 2 byte chöùa giaù trò ñeám cho thôøi gian laáy maãu vaø xöû lyù. Baét ñaàu vôùi Thousand = 1000, moãi laàn timer0 ngaét thì giaûm Thousand ñi 1, ñeán khi Thousand = 0 thì baùo hieäu ñaõ ñeán thôøi gian laáy maãu baèng caùch baät côø ProcessFlag, vaø khôûi taïo laïi Thousand = 1000. Ta cuõng qui ñònh bieán DC_Current goàm 2 byte chöùa giaù trò cho Duty Cycle. Khi chöông trình xöû lyù xong thì löu keát quaû giaûi môø vaøo bieán naøy, moãi laàn timer0 ngaét thì giaûm DC_Current ñi 1, ñeán khi DC_Current = 0 thì ñaõ ñuû thôøi gian töông öùng neân taét loø. Baét ñaàu Taét loø Keát thuùc DC_Current = 0 ? Dec(DC_Current) Thousand = 0 ? ProcessFlag = 1 Thousand = 1000 Dec(Thousand) Ñuùng Ñuùng Sai Sai Giaûi thuaät cho chöông trình phuïc vuï ngaét timer0 : Timer1 duøng ñeå taïo Baudrate cho truyeàn thoâng noái tieáp, chi tieát veà caùch taïo ñaõ noùi trong phaàn thieát keá kit AT89C52. ÔÛ ñaây duøng Baudrate = 9600 neân : MOV SCON,#11010000B ;UART 9-BIT, ENABLE REN MOV TMOD,#21H ;TIMER1 8-BIT AUTORELOAD, TIMER0 16-BIT MOV TH1,#(-3) ;9600 BAUD MOV TL1,TH1 SETB TR1 ;START Trong truyeàn thoâng noái tieáp, ta söû duïng phöông thöùc truyeàn 1 bit start, 8 bit döõ lieäu, 1 bit parity chaún, vaø 1 bit stop. Nhö vaäy, ngoaøi bit start vaø stop thì ta phaûi truyeàn 9 bit neân thieát laäp cheá ñoä truyeàn treân AT89C52 ôû mode 3 (SM1 = 1, SM0 = 0). Timer2 duøng cho queùt led theo khoaûng thôøi gian coá ñònh laø 2,5ms. Neáu ñang hoaït ñoäng thì seõ hieån thò giaù trò nhieät ñoä ño treân 4 led thaáp vaø giaù trò Duty Cycle treân 3 led cao. Ngöôïc laïi seõ hieån thò moät soá töø nhö wait, … Baét ñaàu Ñoïc nhieät ñoä Chuyeån thaønh soá BCD Löu vaøo vuøng ñeäm 4 LED thaáp Ñang hoaït ñoäng ? Pointer = Led6 ? Hieån thò Led6 Pointer = Led5 Ñoïc Duty Cycle Chuyeån thaønh soá BCD Löu vaøo vuøng ñeäm 3 LED cao Ñuùng Ñuùng Sai Pointer = Led5 ? 1 Sai Sai Hieån thò Led5 Pointer = Led4 Ñuùng 2 Keát thuùc Pointer = Led4 ? Hieån thò Led4 Pointer = Led3 Ñuùng Pointer = Led1 ? 1 Sai Hieån thò Led1 Pointer = Led0 Ñuùng 2 Hieån thò Led0 Pointer = Led6 Sai 3.3.2. RAM on-chip Vuøng RAM on-chip coù dung löôïng laø 256 byte chia laøm hai vuøng nhoû : vuøng thaáp töø 00H – 7FH vaø vuøng cao töø 80H – FFH. Vuøng thaáp chöùa bieán vaø côø duøng trong tính toaùn hay thieát laäp traïng thaùi. Neáu laø bieán 2 byte thì byte cao seõ ôû ñòa chæ nhoû hôn byte thaáp. 00H 07H Bank 0 (R0 ¸ R7) Caùc thanh ghi tieän duïng cho tính toaùn. 08H 0FH Led Buffer Vuøng ñeäm chöùa döõ lieäu caàn xuaát ra led. 10H 2FH Flags Vuøng caùc côø traïng thaùi do ngöôøi laäp trình ñònh nghóa. 30H 7FH Variable Vuøng caùc bieán do ngöôøi laäp trình ñònh nghóa. Vuøng cao ñöôïc gaùn cho stack, ñòa chæ 80H baét ñaàu vuøng stack. 3.4. RAM ngoaïi Chöông trình xöû lyù môø (duøng giaûi thuaät ôû phaàn 1.3) caàn caùc döõ lieäu nhö vò trí caùc taäp môø, luaät, ñoä hoã trôï, … neân ta duøng vuøng RAM ngoaïi töø ñòa chæ 0000H ñeán 1FFFH ñeå löu tröõ döõ lieäu cho xöû lyù môø. Ñaàu vaøo caùc taäp môø ñaàu vaøo ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc ñieåm ñaëc bieät : daïng chöõ S vaø Z caàn 2 ñieåm, daïng tam giaùc caàn 3 ñieåm, daïng hình thang caàn 4 ñieåm. Ñeå cho toång quaùt, ta laáy soá ñieåm lôùn nhaát laøm soá ñieåm chung thì moãi taäp môø (baát keå hình daïng) caàn 8 byte (4 ñieåm, moãi ñieåm laø giaù trò 2 byte). Ngoaøi ra ta caàn theâm moät byte ñeå chæ hình daïng cuûa taäp môø neân toång soá byte daønh cho moät taäp môø ñaàu vaøo laø 9 byte. Chieàu taêng ñòa chæ vuøng nhôù Hình daïng 1 byte (High) Ñieåm 1 (Low) 2 byte (High) Ñieåm 2 (Low) 2 byte (High) Ñieåm 3 (Low) 2 byte (High) Ñieåm 4 (Low) 2 byte Ñieåm 1 Ñieåm 3 Ñieåm 2 Hình daïng = 0 Ñieåm 1 Ñieåm 2 Hình daïng = 1 Ñieåm 1 Ñieåm 2 Ñieåm 3 Ñieåm 4 Ñieåm 1 Ñieåm 2 Hình daïng = 2 Hình daïng = 3 Hình daïng taäp môø vaø vò trí caùc ñieåm : Trong tröôøng hôïp soá ñieåm ít, nhö daïng chöõ S chæ coù ñieåm 1 vaø ñieåm 2 thì ñieåm 3 vaø ñieåm 4 seõ khoâng ñöôïc xeùt tôùi. Ñaàu ra caùc taäp môø ñaàu ra duøng daïng singleton neân chæ caàn 1 ñieåm (mang giaù trò 2 byte) ñònh vò trí cuûa noù. Chieàu taêng ñòa chæ vuøng nhôù (High) Ñieåm (Low) 2 byte Luaät môø luaät cho ôû daïng : Ri : If ET = Ai And DET = Bj Then OUT = Cm With DoSn Þ caàn 4 byte cho moät luaät : 1 byte chæ taäp môø Ai cuûa ET, moät byte chæ taäp môø Bj cuûa DET, moät byte chæ taäp môø Cm cuûa OUT vaø moät byte cho DoSn. Chieàu taêng ñòa chæ vuøng nhôù Ai 1 byte Bj 1 byte Cm 1 byte DoSn 1 byte Toång hôïp do vuøng nhôù coù giôùi haïn cuõng nhö khoâng caàn thieát phaûi thieát keá nhieàu taäp môø treân moät bieán ngoân ngöõ neân chöông trình haïn cheá soá taäp môø cho moãi bieán laø 9 Þ toång soá luaät coù theå coù laø 9x9x9 = 729 luaät. 0000H 005AH A1 . . . A9 9 taäp x 9 byte = 81 byte 005BH 00A1H B1 . . . B9 9 taäp x 9 byte = 81 byte 00A2H 00AAH C1 . . . C9 9 taäp x 2 byte = 18 byte 00ABH . . . R1 . . . . . . n luaät x 4 byte = 4n byte Do khuoân khoå luaän vaên coù giôùi haïn neân phaàn treân ñaây chæ trình baøy caùc giaûi thuaät, ñònh nghóa kieåu döõ lieäu vaø phaân vuøng boä nhôù. Chöông trình coù theå tìm thaáy treân CD-ROM keøm theo. 4. chöông trình treân maùy tính Ñöôïc vieát baèng Delphi5 cho moâi tröôøng Windows 32-bit, NF Control coù dung löôïng khoaûng hôn 1MB cho pheùp ta laøm vieäc tieän lôïi hôn (dó nhieân laø trong giai ñoaïn giaùm saùt hay thöû nghieäm chöù khi ñaõ thaønh saûn phaåm thì khoâng leõ phaûi keøm maùy tính theo saûn phaåm ?. Khi ñoù chæ moät mình kit AT89C52 laøm vieäc ñoäc laäp). Cuøng moät giaûi thuaät xöû lyù môø ôû phaàn 1.3 nhö kit AT89C52 nhöng phaàn xöû lyù nheï nhaøng hôn do khoâng phaûi quan taâm ñeán vieäc phaân vuøng döõ lieäu (khoâng caàn phaûi saép bieán naøy naèm ôû ñaâu, laáy maát maáy byte cho noù – chæ ñôn giaûn ñònh nghóa kieåu döõ lieäu coù caáu truùc roài döïa treân ñoù maø haønh ñoäng), toác ñoä xöû lyù cuõng nhanh hôn. Coù theå nhaäp döõ lieäu hoaït ñoäng cho kit thoâng qua chöông trình : Neáu thu thaäp nhieät ñoä hay ñieàu khieån baèng kit thì chöông trình seõ chuyeån döõ lieäu (Duty Cycle neáu laáy ñaëc tính haøm hôû vaø caùc taäp môø, luaät, nhieät ñoä ñaët neáu ñieàu khieån). Neáu laáy ñaëc tính haøm hôû hay ñieàu khieån baèng maùy tính thì chöông trình seõ ñoïc nhieät ñoä, xöû lyù roài xuaát xung kích taét hay môû loø. Ngoaøi ra chöông trình coøn coù chöùc naêng ñoïc hay taïo taäp tin môø theo chuaån cuûa chöông trình FuzzyTech (duøng cho pha hoïc), khaû naêng taïo ra taäp tin döõ lieäu hoïc vaø hieån thò caùc thoâng soá hoaït ñoäng döôùi daïng ñoà thò. Neáu trong giai ñoaïn thöû nghieäm, chöông trình cho pheùp naïp taäp tin daïng maõ maùy (*.bin) xuoáng kit. 4.1. Qui ñònh kieåu döõ lieäu Caùc taäp môø ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc ñieåm vaø hình daïng, luaät ñöôïc ñaëc tröng bôûi taâp môø vaøo, taäp môø ra, ñoä hoã trôï, … töùc moãi thaønh phaàn laø moät kieåu döõ lieäu coù caáu truùc. 4.1.1. Caáu truùc döõ lieäu cuûa taäp môø vaøo (ET, DET). Nhö ta ñaõ bieát, moãi taäp môø baát keå hình daïng ñöôïc qui ñònh bôûi 4 ñieåm ñaëc tröng (tuy nhieân tuøy theo daïng taäp môø maø coù theå boû moät soá ñieåm phía sau) neân caáu truùc cuûa moät taäp môø seõ laø : Term = record TermName: String; Shape: byte; PointHeigh: array[1..4] of byte; PointBase: array[1..4] of SmallInt; end; Trong ñoù, Termname laø teân cuûa taäp môø, chæ caàn thieát khi hieån thò vaø khi trao ñoåi taäp tin vôùi chöông trình fuzzyTech. Shape chæ hình daïng taäp môø theo qui ñònh ñaõ noùi ôû phaàn 3.4. PointHeigh vaø PointBase töông öùng vôùi vò trí vaø ñoä phuï thuoäc cuûa ñieåm ñaëc tröng (0 hay 1 theo ñoä phuï thuoäc Û 0 hay 100 theo caùch xöû lyù trong chöông trình). Xeùt treân toaøn bieán ngoân ngöõ thì cho pheùp toái ña 9 taäp môø moãi bieán neân ta chæ duøng moät maûng 9 taäp môø cho moät bieán maø thoâi : LVAR = record MinRange, MaxRange: SmallInt; TermNumber: byte; TermSet: array[1..9] of Term; end; [MinRange,MaxRange] laø mieàn xaùc ñònh cuûa bieán ngoân ngöõ. Termnumber laø soá taäp môø coù trong bieán ngoân ngöõ vaø Termset laø maûng caùc taäp môø ñoù. 4.1.2. Caáu truùc döõ lieäu cho taäp môø ra (OUT) Moät taäp môø ra chæ caàn hai ñieåm ñaëc tröng bôûi vì ta duøng kieåu singleton. Tuy nhieân, do caàn phaûi giao tieáp vôùi chöông trình fuzzytech neân caàn phaûi töông thích veà caùc qui ñònh. Trong chöông trình fuzzyTech khoâng qui ñònh kieåu singleton nhöng tính nhö singleton khi duøng giaûi môø kieåu CoM. Do vaäy ta vaãn duøng kieäu caáu truùc döõ lieäu cho caùc taäp môø vaøo ñoái vôùi taäp môø ra nhöng phaûi duøng taäp môø daïng tam giaùc vaø laáy vò trí ñænh cuûa tam giaùc chính laø vò trí cuûa singleton. 4.1.3. Caáu truùc döõ lieäu cuûa luaät Chæ goàm caùc kyù töï (chuoãi) chæ taäp môø naøo cuûa ET, DET ôû phaàn if, caùc kyù töï (chuoãi) chæ taäp môø naøo cuûa OUT ôû phaàn Then, vaø theâm giaù trò hoã trôï (cuõng duøng ôû daïng caùc kyù töï ñeå deã hieån thò treân maøn hình, nhöng khi tính thì phaûi chuyeån sang giaù trò soá duøng haøm StrToInt chaúng haïn). Rule = record ETRule, DETRule, OUTRule, DoS: string; end; 4.2. Giôùi thieäu chöông trình NF Control Tieâu ñeà Thanh menu Thanh coâng cuï Thanh traïng thaùi Khi môùi baét ñaàu, chöông trình seõ hieån thò nhö sau : Sau khi môû moät taäp tin vaø hình daïng caùc menu : Treân thanh coâng cuï, ta coù theå nhaán caùc nuùt nhö SP cho nhieät ñoä ñaët, ET cho thieát laäp caùc taäp môø cuûa bieán ET, … hay tröïc tieáp double click leân caùc bieåu töôïng töông öùng treân hình, hoaëc choïn qua menu. Ví nhö môû taäp môø ET : Thay ñoåi teân cuûa taäp môø baèng caùch nhaán Ñoåi teân. Coù theå thay ñoåi vò trí caùc taäp môû baèng caùch nhaäp tröïc tieáp vaøo caùc khung töông öùng . Hay coù theå choïn theo double click vaøo khung ñoà thò ñeå choïn maëc ñònh (seõ raûi ñeåu treân mieàn xaùc ñònh). Baûng luaät : Ñaët giaù trò : Khi truyeàn döõ lieäu : Thieát laäp coång noái tieáp : Hieån thò caùc thoâng soá khi ñieàu khieån hay khi môû moät ñoà thò ñaõ ñieàu khieån töø tröôùc : Cho pheùp löu caùc thoâng soá cuûa quaù trình hoaït ñoäng duøng ñeå hieån thò treân ñoà thò hay sau naøy toái öu quaù trình. Phaàn môû roäng cuûa taäp tin naøy laø gph. Ñaây laø moät taäp tin coù caáu truùc, goàm hai phaàn : Phaàn ñaàu laø vaên baûn cho thaáy teân ngöôøi taïo vaø loaïi (coù hai loaïi). Phaàn keát tieáp laø döõ lieäu daïng maõ nhò phaân. Taäp tin ñöôïc chia laøm hai loaïi (cuøng phaàn môû roäng) : 4.2.1. Ño nhieät ñoä Phaàn môû ñaàu laø : NF Control GraphFile - Copyright (C) by Le Phuoc Thanh. Style : Measure Mode. Tieáp theo laø nhieät ñoä ño vaø duty cycle (moãi loaïi 2 byte). MeasureGraph = record Measure, Duty: SmallInt; end; 4.2.2. Ñieàu khieån nhieät ñoä Phaàn môû ñaàu laø : NF Control GraphFile - Copyright (C) by Le Phuoc Thanh. Style : Control Mode. Tieáp theo laø nhieät ñoä ñaët, nhieät ñoä ño, sai leäch nhieät ñoä, toác ñoä bieán thieân nhieät ñoä vaø duty cycle (moãi loaïi 2 byte). ControlGraph = record SetPoint, Measure, Error, ErrRate, Duty: SmallInt; end; 4.2.3. Taïo taäp tin hoïc Giaû söû ta thaáy taïi moät ñieåm naøo ñoù, duty cycle caàn coù giaù trò laø 25% trong khi ñieàu khieån laø 21,5% chaúng haïn. Ta nhaáp nuùt phaûi chuoät vaøo ñieåm ñoù : Nhaäp giaù trò 25 vaøo khung DC, NF Control seõ ghi nhaän ñieàu naøy. sau khi ñaõ thieát laäp ñaày ñuû thì löu taäp tin ñeå sau naøy chöông trình fuzzyTech duøng ñeán. Taäp tin ñöôïc löu seõ coù phaàn môû roäng laø exp. Khuoân daïng taäp tin naøy seõ noùi trong phaàn 4.4.2 Coù theå caøi ñaët hay xem maõ nguoàn cuûa NF Control töø ñóa CD keøm theâm, khoâng coù maõ nguoàn trong taøi lieäu naøy do raát daøi. 4.3. Giôùi thieäu phaàn meàm fuzzyTech Phieân baûn hieän coù laø baûn Demo 5.31, khoâng cho pheùp löu taäp tin vaø taïo ra maõ duøng cho vi ñieàu khieån, PLC, C, … do ñoù vieäc NF Control cho pheùp löu taäp tin cuïng laø ñieàu hay : taïo taäp tin treân NF Control, vaøo fuzzyTech môû taäp tin ñoù roài cho hoïc theo maïng Neuron. Chöông trình fuzzyTech cho pheùp moâ phoûng môø, hoïc theo NeuroFuzzy, phaân cuïm theo Cluster. Ngoaøi ra coøn coù theå ñieàu khieån tröïc tieáp thoâng kit theo chuaån qui ñònh vaø coù theå taïo ra chöông trình cho caùc vi ñieàu khieån, PLC hay chöông trình maõ C, … . Hôn nöõa neáu vieát chöông trình theo höôùng cuûa fuzzyTECH thì coù theå taän duïng hai thö vieän ñoäng laø fuzzy Runtime Control (ActiveX) vaø fuzzy Runtime DLL (NF Control vieát chöông trình ñieàu khieån rieâng cho phuø hôïp kit AT89C52 ñaõ thieát keá, khoâng duøng nhöõng thaønh phaàn naøy). Tuy nhieân baûn Demo download töø internet khoâng cho pheùp löu taäp tin, taïo maõ neân khoâng theå duøng baûn fuzzyTech naøy trong ñieàu khieån maø chæ duøng ñeå hoïc nhaèm toái öu hoùa quaù trình taïo beâ NF Control. Dó nhieân fuzzyTech laø moät chöông trình maïnh vaø ña naêng hôn NF Control (bôûi vì do moät caû coâng ty laøm ra - Inform Corporation), tuy nhieân noù chæ thöïc söï maïnh khi mua baûn chính thöùc hay khi crack ñöôïc chöông trình. Khi môû chöông trình, fuzzyTech coù daïng nhö sau : Khung laøm vieäc hieån thò theo hai daïng : daïng hình caây vaø daïng hình khoái. Coù theå double click tröïc tieáp treân khoái hay treânnhaùnh cuûa caáy ñeå hieån thò ñoái töôïng töông öùng. Menu file cho caùc thao taùc veà taäp tin. Menu Edit vaø view cho laøm vieäc treân moäi tröôøng fuzzyTech. Menu Debug duøng ñeå moâ phoûng hay ñieàu khieån. Menu Tool cho pheùp taïo maõ, hoïc baèng NeuroFuzzy hay phaân cuïm vôùi Cluster. Ngoaøi ra coù theå choïn baûn hoaït ñoäng (MCU Edition, Professional edition, …). Menu Window cho hieån thò hay taét cöûa soå hieån thò treân maøn hình. Khi moâ phoûng (nhaán nuùt hình con reäp treân thanh coâng cuï hay thoâng qua menu) thì chöông trình cho pheùp thay ñoåi giaù trò vaø hieån thò keát quaû qua nhieàu phöông dieän nhö giaù trò soá, taäp môû taùc ñoäng, luaät ñang ñieàu khieån, … Cho pheùp hieån thò maët ñieàu khieån cuûa project ñang laøm : Phaân tích luaät taùc ñoäng : Nhaán vaøo Tool-Neuro-Learning cho thao taùc hoïc baèng caùch choïn moät taäp tín döõ lieäu hoïc (*.EXP ñoái vôùi phieân baûn 5.31 – NF Control cho pheùp taïo ra taäp tin naøy). Ñoù laø moät soá chi tieát veà fuzzyTech, coù theå caøi ñaët baûn Demo 5.31g töø CD keøm theo. 4.4. Giao tieáp giöõa NF Control vaø fuzzyTech Vieäc giao tieáp theå hieän qua hai phöông dieän : thöù nhaát laø fuzzyTech coù theå ñoïc taäp tin môø do NF Control taïo ra vaø ngöôïc laïi, NF Control coù theå ñoïc taäp tin môø do fuzzyTech taïo ra nhöng phaûi ñuùng tieâu chuaån : Coù hai bieán ngoân vaøo baét buoäc phaûi ñaët teân laø ET vaø DET, mieàn xaùc ñònh giôùi haïn töø –400 ñeán +400. Coù moät bieán ngoân ngöõ ra baét buoäc phaûi ñaët teân laø OUT, mieàn xaøc ñònh töø 0 ñeán 100 (töông öùng cho duty cycle). Moãi bieán ngoân ngöõ coù toái ña khoâng quaù 9 taäp môø. Taäp môø ra phaûi coù daïng tam giaùc. Thöù hai laø NF Control taïo ra taäp tin hoïc cho fuzzyTech coù theå hieåu. Dò nhieân sau khi ñaõ hoïc xong thì laáy caùc soá lieäu ñaõ söûa ñoåi ñöa vaøo NF Control vaø cho NF Control giao tieáp vôùi kit AT89C52 ñeå hoaït ñoäng. 4.4.1. Khuoân daïng taäp tin môø Taäp tin môø duøng ñeå trao ñoåi giöõa NF Control vaø fuzzyTech laø theo chuaån do fuzzyTech qui ñònh : coù phaàn môû roäng laø ftl (vieát taéc cuûa Fuzzy Technology Language). Thöïc chaát cuûa taäp tin môø laø moät text file maø ta cuõng coù theå hieåu : PROJECT { NAME = Oven Control; AUTHOR = NF Control Software; MODEL { VARIABLE_SECTION { LVAR { NAME = ET; BASEVAR = C_degree; LVRANGE = MIN(-5.000000), MAX(5.000000), MINDEF(0), MAXDEF(65535), DEFAULT_OUTPUT(0.000000); RESOLUTION = XGRID(0.100000), YGRID(0.100000), SHOWGRID (ON), SNAPTOGRID(OFF); COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (0); TERM { TERMNAME = ET1; POINTS = (-5.000000, 1.00000), (-4.500000, 1.00000), (-3.000000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = ET2; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (-4.500000, 0.00000), (-3.000000, 1.00000), (-1.500000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = ET3; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (-3.000000, 0.00000), (-1.500000, 1.00000), (0.000000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (255); } TERM { TERMNAME = ET4; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (-1.500000, 0.00000), (0.000000, 1.00000), (1.500000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (128), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = ET5; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (0.000000, 0.00000), (1.500000, 1.00000), (3.000000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = ET6; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (1.500000, 0.00000), (3.000000, 1.00000), (4.500000, 0.00000), (5.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = ET7; POINTS = (-5.000000, 0.00000), (3.000000, 0.00000), (4.500000, 1.00000), (5.000000, 1.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (128); } } /* LVAR */ LVAR { NAME = DET; BASEVAR = C_per_T; LVRANGE = MIN(-1.200000), MAX(1.200000), MINDEF(0), MAXDEF(65535), DEFAULT_OUTPUT(0.000000); RESOLUTION = XGRID(0.100000), YGRID(0.100000), SHOWGRID (ON), SNAPTOGRID(OFF); COLOR = RED (0), GREEN (255), BLUE (0); TERM { TERMNAME = NB; POINTS = (-1.200000, 1.00000), (-0.900000, 1.00000), (-0.600000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = NM; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (-0.900000, 0.00000), (-0.600000, 1.00000), (-0.300000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = NS; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (-0.600000, 0.00000), (-0.300000, 1.00000), (0.000000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (255); } TERM { TERMNAME = ZE; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (-0.300000, 0.00000), (0.000000, 1.00000), (0.300000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (128), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = PS; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (0.000000, 0.00000), (0.300000, 1.00000), (0.600000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = PM; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (0.300000, 0.00000), (0.600000, 1.00000), (0.900000, 0.00000), (1.200000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = PB; POINTS = (-1.200000, 0.00000), (0.600000, 0.00000), (0.900000, 1.00000), (1.200000, 1.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (128); } } /* LVAR */ LVAR { NAME = OUT; BASEVAR = Percent; LVRANGE = MIN(0.000000), MAX(100.000000), MINDEF(0), MAXDEF(65535), DEFAULT_OUTPUT(0.000000); RESOLUTION = XGRID(0.100000), YGRID(0.100000), SHOWGRID (ON), SNAPTOGRID(OFF); COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (255); TERM { TERMNAME = OUT1; POINTS = (0.000000, 1.00000), (12.500000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = OUT2; POINTS = (0.000000, 0.00000), (12.500000, 1.00000), (25.000000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = OUT3; POINTS = (0.000000, 0.00000), (12.500000, 0.00000), (25.000000, 1.00000), (37.500000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (255); } TERM { TERMNAME = OUT4; POINTS = (0.000000, 0.00000), (25.000000, 0.00000), (37.500000, 1.00000), (50.000000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (128), GREEN (0), BLUE (0); } TERM { TERMNAME = OUT5; POINTS = (0.000000, 0.00000), (37.500000, 0.00000), (50.000000, 1.00000), (62.500000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (128), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = OUT6; POINTS = (0.000000, 0.00000), (50.000000, 0.00000), (62.500000, 1.00000), (75.000000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (0), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = OUT7; POINTS = (0.000000, 0.00000), (62.500000, 0.00000), (75.000000, 1.00000), (87.500000, 0.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (128); } TERM { TERMNAME = OUT8; POINTS = (0.000000, 0.00000), (75.000000, 0.00000), (87.500000, 1.00000), (100.000000, 0.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (255), GREEN (0), BLUE (255); } TERM { TERMNAME = OUT9; POINTS = (0.000000, 0.00000), (87.500000, 0.00000), (100.000000, 1.00000); SHAPE = LINEAR; COLOR = RED (0), GREEN (255), BLUE (0); } } /* LVAR */ } /* VARIABLE_SECTION */ OBJECT_SECTION { INTERFACE { INPUT = (ET, CMBF); POS = -217, -5; RANGECHECK = ON; } INTERFACE { INPUT = (DET, CMBF); POS = -217, -155; RANGECHECK = ON; } INTERFACE { OUTPUT = (OUT, COM); POS = 80, -83; RANGECHECK = ON; } RULEBLOCK { NAME = Rule; INPUT = ET, DET; OUTPUT = OUT; AGGREGATION = (MIN_MAX, PAR (0.000000)); COMPOSITION = (GAMMA, PAR (0.000000)); RESULT_AGGR = MAX; POS = -77, -111; RULES { IF ET = ET1 AND DET = NB THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = NM THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = NS THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = ZE THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = PS THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = PM THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET1 AND DET = PB THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = NB THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = NM THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = NS THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = ZE THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = PS THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = PM THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET2 AND DET = PB THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = NB THEN OUT = OUT1 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = NM THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = NS THEN OUT = OUT3 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = ZE THEN OUT = OUT4 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = PS THEN OUT = OUT5 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = PM THEN OUT = OUT6 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET3 AND DET = PB THEN OUT = OUT7 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = NB THEN OUT = OUT2 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = NM THEN OUT = OUT3 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = NS THEN OUT = OUT4 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = ZE THEN OUT = OUT5 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = PS THEN OUT = OUT6 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = PM THEN OUT = OUT7 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET4 AND DET = PB THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = NB THEN OUT = OUT3 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = NM THEN OUT = OUT4 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = NS THEN OUT = OUT5 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = ZE THEN OUT = OUT6 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = PS THEN OUT = OUT7 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = PM THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET5 AND DET = PM THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = NB THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = NM THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = NS THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = ZE THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = PS THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = PM THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET6 AND DET = PB THEN OUT = OUT8 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = NB THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = NM THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = NS THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = ZE THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = PS THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = PM THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); IF ET = ET7 AND DET = PB THEN OUT = OUT9 WITH 1.000000 : OPEN (0.00, 1.00); } /* RULES */ } } /* OBJECT_SECTION */ } /* MODEL */ } /* PROJECT */ Taäp tin ñöôïc môû ñaàu baèng PROJECT{ vaø keát thuùc bôûi }. Taát caû noäi dung naèm trong khoái naøy (gioáng nhö begin vaø end beân Pascal hay Delphi). Ñaàu tieân laø sô löôïc veà taäp tin nhö teân, taùc giaû, … . Keá ñeán laø phaàn khai baùo bieán söû duïng vaø loaïi cuûa noù (vaøo hay ra) cuøng vôùi luaät trong khoái MODEL{}. Beân trong khoái MODEL, moãi bieán khai baùo trong khoái VARIABLE_SECTION \ LVAR bao goàm teân, ñôn vò, mieàn xaùc ñònh. Moãi taäp môø ñöôïc khai baùo trong khoái TERM (laø con cuûa khoái LVAR) bao goàm teân taäp môø, vò trí, hình daïng. Khoái OBJECT_SECTION duøng ñeå hieån thò ñoà hoaï treân maøn hình. Khoái RULEBLOCK cho thaáy caùc luaät duøng trong project. Chuù thích ñöôïc ghi trong caëp /* vaø */. 4.4.2. Khuoân daïng taäp tin hoïc Coù phaàn môû roäng laø EXP, cuõng laø moät text file theo chuaån do fuzzyTech qui ñònh : ;Training Data Set - Created by NF Control Software. ET DET OUT ;---------------------------------------------- Sample1 1.0 0.2 71.0 Sample2 -0.1 0.6 69.0 Sample3 -0.3 0.4 65.0 Phaàn chuù thích ghi sau daáu ; (Löu yù phieân baûn môùi laø fuzzyTech 5.4 duøng theo chuaån taùch baèng daáu phaåy cuûa Microsoft Excel döôùi daïng taäp tin *.csv chöù khoâng phaûi baèng khoaûng troáng nhö hieän taïi). 1 Ñieàu khieån thöïc teá Sau khi ñaõ thieát keá vaø toái öu, ta cho ñieàu khieån theo haøm naác ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau vaø sau ñoù ñieàu khieån toång hôïp nhieàu loaïi nhieät ñoä . Loø cho pheùp nhieät ñoä toái ña laø 250°C neân ôû ñaây chia laøm nhieàu caáp ñieàu khieån töø 100°C ñeán 250°C. Keát quaû ñaït ñöôïc khaù toát khi ñieàu khieån theo haøm naác. Do chæ duøng hai taäp môø neân keát quaû cho thaáy söï phuï thuoäc khaù roõ vaøo giaù trò nhieät ñoä ñaët. Tuy nhieân, ña soá ñeàu voït loá nhoû 10% hoaëc khoâng voït loá, sai soá xaùc laäp nhoû hôn 1°C. Vì chöa thöû ñieàu khieån theo haøm doác neân khoâng bieát keát quaû nhö theá naøo. 8,2°C 0,4°C 1. ñieàu khieån 100°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 100°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 70x3 = 210 giaây = 3,5 phuùt (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 28°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 145x3 = 435 giaây = 7 phuùt 15 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 220x3 = 660 giaây = 11 phuùt. Sai soá xaùc laäp laø 0,4°C = 0,4%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 7,7°C 0,6°C 2. ñieàu khieån 125°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 125°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 70x3 = 210 giaây = 3,5 phuùt (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 37°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 125x3 = 375 giaây = 6 phuùt 15 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 203x3 = 609 giaây = 10 phuùt 9 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,6°C = 0,48%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 5,1°C 0,4°C 3. ñieàu khieån 150°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 150°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 90x3 = 270 giaây = 4,5 phuùt (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 38°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 96x3 = 288 giaây = 4 phuùt 48 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 145x3 = 435 giaây = 7 phuùt 15 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,4°C = 0,267%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 4. ñieàu khieån 175°C 3,9°C 0,3°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 175°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 99x3 = 297 giaây = 6 phuùt 57 giaây (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 42°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 106x3 = 318 giaây = 5 phuùt 18 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 144x3 = 432 giaây = 7 phuùt 12 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,3°C = 0,17%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 5. ñieàu khieån 200°C 2,0°C 0,1°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 200°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 130x3 = 390 giaây = 6,5 phuùt (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 39°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 142x3 = 426 giaây = 7 phuùt 6 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 152x3 = 456 giaây = 7 phuùt 36 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,1°C = 0,05%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 6. ñieàu khieån 225°C 0,9°C 0,3°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 225°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 167x3 = 501 giaây = 8 phuùt 21 giaây (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 37°C). Ñoä voït loá : Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 181x3 = 543 giaây = 9 phuùt 3 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 194x3 = 582 giaây = 9 phuùt 42 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,3°C = 0,13%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 7. ñieàu khieån 250°C 0,6°C Ñaët giaù trò nhieät ñoä ñaët laø 250°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Vôùi chu kyø laáy maãu vaø ñieàu khieån laø 3s. Caùc thoâng soá thu ñöôïc : Thôøi gian leân : 192x3 = 576 giaây = 9 phuùt 36 giaây (vôùi nhieät ñoä ban ñaàu laø 30°C). Ñoä voït loá : khoâng coù voït loá Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 5%) laø 216x3 = 648 giaây = 10 phuùt 48 giaây. Thôøi gian xaùc laäp (theo chuaån 2%) laø 234x3 = 702 giaây = 11 phuùt 42 giaây. Sai soá xaùc laäp laø 0,6°C = 0,24%. Ñöôøng beân döôùi laø duty cycle töông öùng. 8. ñieàu khieån toång hôïp laàn thöù nhaát Ñaët giaù trò nhieät ñoä laàn löôït laø 250°C, 225°C, 175°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : 9. ñieàu khieån toång hôïp laàn thöù hai Ñaët giaù trò nhieät ñoä laàn löôït laø 100°C, 150°C vaø 200°C. Keát quaû thu ñöôïc nhö sau : Nhaän xeùt : keát quaû ñieàu khieån toát neân neáu coù phaùt trieån theâm thì chæ chænh cho tinh hôn chuùt nöõa maø thoâi. Thöïc ra tham voïng cuûa taùc giaû raát lôùn : muoán bieán chöông trình NF Control thaønh moät chöông trình maãu toång quaùt cho ñieàu khieån loø nhieät, töùc laø coù ñaày ñuû caùc phöông phaùp ñieàu khieån nhö On-Off, PID, PID töï chænh ñònh, môø vaø NeuroFuzzy coù saún chöùc naêng hoïc treân chöông trình, khoâng phaûi döïa vaøo chöông trình fuzzyTech. Khi ñoù, coù theå noùi laø khoâng caàn laøm veà ñeà taøi naøy nöõa. Tuy nhieân do thôøi gian coù haïn vaø söùc ngöôøi coù haïn neân chæ thöïc hieän ñöôïc theo yeâu caàu ñeà taøi maø khoâng theå môû roäng theâm. Ñaønh goïi laø gôïi yù cho caùc baïn sinh vieân khoùa sau vaäy. 1. Ñieàu khieån töï ñoäng (quyeån 1,2) – Nguyeãn Thò Phöông Haø – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät – 1996. 2. Giaùo trình caûm bieán – Phan Quoác Phoâ, Hoaøng Ñình Chieán – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät – 2000. 3. Lyù thuyeát ñieàu khieån môø – Phan Xuaân Minh, Nguyeãn Doaõn Phöôùc – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät – 1999. 4. Höôùng daãn thí nghieäm vi xöû lyù – Boä moân kyõ thuaät ñieän töû – 1999. 5. Höôùng daãn thí nghieäm ñieàu khieån töï ñoäng 1, 2 – Boä moân Ñieàu khieån töï ñoäng. 6. The 8051 Microcontroller – I. Schott MacKenzie – Prentice Hall – 1995. 7. Fuzzy logic with engineer application – Timothy J. Ross – McGraw Hill – 1997. 8. The temperature handbook – Copyright by Omega Engineering Inc., 1995. 9. Fuzzy Logic – Robert Fulleùr. 10. Neural network – Robert Fulleùr. 11. NeuroFuzzy – Robert Fulleùr. 12. IEC 1131 – Programmable controllers – Part 7 – Fuzzy Control Programming – 1997. 13. Seminar chuyeân ñeà Maïng neuron vaø giaûi thuaät – Le Chí Nieäm – Khoa coâng ngheä thoâng tin – 1996. 14. Soå tay cho ngöôøi laäp trình PC – Julio Sanchez, Maria P. Canton – Nhaø xuaát baûn thoáng keâ – 1997. 15. Digital System : Principles and Applications – Ronald J. Tocci – Prentice Hall – 1991. 16. Delphi4 – Kent Reidorrph - Borland Press – Sams Publishing. 17. LS Data sheet – Motorola. Vaø moät soá saùch khaùc cuõng nhö taøi lieäu download treân internet qua moät soá website nhö : vaø coøn nhieàu nöõa (coù theå duøng coâng cuï search cuûa Yahoo, ñaùnh töø Fuzzy hay NeuroFuzzy).