Table Of ContentLucrare de laborator
Automatic GearBox Module with Fuzzy Controller
Materie: Modele ale inteligentei artificiale
Student: Militaru Bogdan Alexandru
Specializare: IESI
1. Introducere
Sistemul isi propune realizarea unui modul electronic, pentru schimbarea
automata a vitezelor unui autovehicul, folosind o cutie de viteze automata. Factorii
ce influenteaza sistemul sunt:
• Viteza autoturismului
• Turatia motorului
• Modul de condus - modul de utilizare al autoturismului in functie de dorinta
soferului. Presupunem ca selectia se va face in baza unui comutator si permite 3
moduri de lucru:
• Eco - un mod de condus specializat pentru un consum mic si un mod de poluare
redus. In acest context motorul va opera cu turatii mici si viteza redusa.
• City - un mod de condus specializat pentru modul de oras, viteze reduse, turatii
mari pentru demaraje fapt datorat indicatiilor semafoarelor
• Sport - in acest mod de condus se va utiliza motorul cu turatii mari si viteze
mici sau mari.
Se va utiliza un Controller cu logica Fuzzy care sa reactioneze conform
variabilelor de intrare viteza, turatie si mod de condus, astfel incat sa gestioneze
schimbarea treptei de viteze in mod automat.
2. Model Fuzzy Controller
2.1.Variabile FIS
Variabilele de sistem reprezinta datele utilizate de controllerului fuzzy, ce
vor fi prelucrate si returnate. Astfel asa cum a fost prezentat si mai sus vom avea 3
variabile de intrare: turatie, viteza, mod si o variabila de iesire: decizie. Pentru
toate variabilele de sistem s-au folosit functii de apartenenta triunghiulare (trimpf).
2.1.1. Variabila de intrare turatie
Variabila de turatie este o variabila de intrare, caracterizata de trei functii de
apartenenta: mica, normala, mare. Turatia in aplicatia creata este definita pe
intervalul 0-6000, deoarece turatia poate fi 0 in cazul in care motorul este oprit si
poate urca pana la o valoare de 6000.
Functii de apartenenta:
• mica: o turatie mica are valoarea absoluta in 0 si scade pana in 2000, apoi
valoarea ramane in 0;
• normala: consideram ca o turatie normala ar fi intre 1400 - 4500, avand valoarea
maxima in punctul 2500, valorile scad spre extreme, iar in afara intervalului este
valoarea este 0;
• mare: turatie mare, reprezinta o turatie neutilizata de o mare parte dintre
conducatori, astfel am considerat ca turatia este mare in intervalul 4000 - 6000,
crescand spre valoarea maxima 6000, in afara intervalului valoarea fiind zero;
2.1.2. Variabila de intrare viteza
Variabila viteza reprezinta viteza autoturismului, colectata de la senzori si
este necesara pentru a lua o decizie asupra treptei de viteze. Am considerat ca
autoturismul sa aiba o viteza intre 0 si 260km/h, rezultand astfel parametrii vitezei
in cadrul aplicatiei - 260. Am impartit viteza in 3 functii de apartenenta, astfel:
• mica: am considerat ca viteza poate fi considerata mica in intervalul 0 - 70,
avand punctul maxim in 10 si scazand spre 70, pana in punctul 0;
• normala: viteza normala am considerat-o in intervalul 20-130, crescand spre 60,
in valoarea maxima si in afara intervalului si la capete fiind 0;
• mare: viteza maxima creste succesiv in intervalul 90-260, ajungand sa aiba
valoarea maxima in captul intervalului;
2.1.3. Variabila de intrare mod
Am ales introducerea acestei variabile in acelasi sistem fuzzy, desi initial am
dorit crearea unui alt sistem separat, deoarece exista o dependenta directa in raport
cu turatia si viteza, care in conditii diferite de lucru pot influenta diferit rezultatul
de decizie. Asa cum am precizat anterior, exista 3 moduri de functionare, care au
definit numele functiilor de apartenenta. Functiile de apartenenta au ca domeniu de
definitie 0-1, delimitate astfel:
• eco: definita in intervalul 0-0.4, cu valoarea maxima in punctul 0
• city: definita in intervalul 0.1-0.9, cu valoarea maxima in punctul 0.5
• sport: definita in intervalul 0.6-1, cu valoarea maxima in punctul 1
2.1.4. Variabila de iesire decizie
Variabila de iesire, reprezinta raspunsul sistemului la intrari, in urma
procesarii pe baza setului de reguli ce va fi prezentat in subcapitolul urmator.
Astfel, aceasta variabila este definita de 3 functii de apartenenta, in intervalul 0-1,
astfel:
• down: definita pe intervalul 0-0.4, cu valoarea maxima in 0, scazand in valoarea
spre 0.4, astfel aceasta decizie se traduce in schimbarea vitezei inferior;
• keep: definita pe intervalul 0.1-0.9, cu valoarea maxima in 0.5, si 0 in exteriorul
intervalului. Aceasta decizie presupune pastrarea treptei curente;
• up: definita pe intervalul 0.6-1, cu valoarea maxima in 1, presupune schimbarea
treptei de viteze superior;
2.2. Set de reguli
Setul de reguli, intr-o aplicatie cu un Controller Fuzzy este extrem de
important si trebuie definit cat mai bine. Avand 3 variabile de intrare, a cate 3
functii de apartenenta, va trebui sa definim 27 de reguli.
Aceste reguli se pot observa in imaginile urmatoare:
