Download 1) Desarrollar un pequeño prototipo para el control de la presión en

Ingeniería del Conocimiento
Ingeniería Electrónica
Práctica 3 – Sistemas Difusos
1) Definir conjuntos difusos que representen cada una de las etiquetas lingüísticas en los
universos de discurso siguientes:
a) Universo de discurso: Tensión eléctrica para casas de familia
Etiquetas: tensión alta, tensión normal, tensión baja
b) Universo de discurso: Altura de hombres adultos
Etiquetas: bajo, alto, estatura normal, muy alto
c) Universo de discurso: Temperatura ambiente en Rosario
Etiquetas: fresco, caluroso, templado
2) Se ha desarrollado un pequeño prototipo para el control de la presión en el interior de
un tanque de gas utilizado en la producción de acero en una fábrica. Para esta tarea, se
controla la posición de una válvula.
Conjuntos difusos:
Gas -> “baja presión”, definido por
B = (1/0,
0.66/25,
0.33/50,
Gas -> “alta presión”, definido por
A = (0/0,
0/25,
0/50,
Gas -> “presión media”, definido por
M = (0/0,
0.33/25,
0.66/50,
Válvula -> “baja”, definido por
P = (1/0,
0.5/0.33,
0/0.66,
Válvula -> “alta”, definido por
V = (0/0.0,
0.5/0.33,
1/0.66,
0/75,
0/100)
0/75,
1/100)
1/75,
0/100)
0/1)
1/1)
Reglas del sistema:
-Si la presión es baja subir la válvula
-Si la presión es media bajar la válvula
-Si la presión es alta bajar mucho la válvula
a) Graficar los conjuntos difusos.
b) Obtener las matrices de las reglas.
c) Realizar los cálculos correspondientes para obtener una conclusión respecto a
la válvula si al medir la presión se obtiene el valor 25.
3) Se implementó un prototipo para controlar el nivel de radiación en un quemador de
una planta de energía nuclear midiendo la cantidad de uranio insertada en el quemador.
Conjuntos difusos:
Radiación -> “baja”, definido por
B = (1/0,
0.66/25,
0.33/50,
Radiación -> “alta”, definido por
A = (0/0,
0.25/25,
0.5/50,
Radiación -> “media”, definido por
-1-
0/75,
0/100)
0.75/75,
1/100)
M = (0.5,
0.75/25,
1/50,
Uranio -> “cantidad ínfima”, definido por
N = (1/0,
0.5/0.33,
0/0.66,
Uranio -> “poca cantidad”, definido por
P = (0.3/0,
1/0.33,
0.5/0.66,
Uranio -> “bastante cantidad”, definido por
U = (0/0,
0/0.33,
0.5/0.66,
0.5/75,
0/100)
0/1)
0/1)
1/1)
Reglas del sistema:
-Si la radiación es baja agregar bastante uranio
-Si la radiación es media agregar poco uranio
-Si la radiación es alta agregar uranio en cantidad ínfima
a) Graficar los conjuntos.
b) Calcular las matrices de cada una de las reglas por el método Max-Product y
por el método Max-Min.
c) Realizar las inferencias para cada uno de las siguientes medidas:
i) Se mide la radiación y arroja un valor de 25
ii) Se mide la radiación y arroja un valor de 0
iii) Se mide la radiación y arroja un valor de 60
4)
a) Calcule la salida numérica que proporciona el sistema si se han medido unas
magnitudes de entrada x1 = 1.5 y x2 = -1.75.
b) Implementarlo en Matlab y probar con diferentes variaciones de los conjuntos
difusos para observar los resultados.
-2-
5)
a) Calcule la salida numérica que proporciona el sistema si se han medido unas
magnitudes de entrada x1 = -0.35 y x2 = -0.1.
b) Implementarlo en Matlab y probar con diferentes variaciones de los conjuntos
difusos para observar los resultados.
6) Desarrollar el siguiente prototipo para control de calidad en un planta pasteurizadota
de leche. El proceso se centra en el calentamiento de la leche, y en el agregado de
químicos que matan las bacterias que la leche trae.
Conjuntos difusos:
Temperatura de la leche -> “alta”, definido por
TA = (0/20,
0.2/40,
0.6/60,
1/80)
Temperatura de la leche -> “media”, definido por
TM = (0.1/20,
1/40,
0.6/60,
0.2/80)
Temperatura de la leche -> “baja”, definido por
TB = (1/20,
0.7/40,
0.4/60,
0.1/80)
Concentración de bacterias -> “muchas”, definido por
BM = (0/50000,
0/100000,
0.5/150000, 1/200000)
Concentración de bacterias -> “pocas”, definido por
BP = (1/50000,
0.65/100000, 0.3/150000, 0/200000)
Potencia del quemador -> “poca”, definido por
QP = (1/10,
0.5/20,
0/30)
Potencia del quemador -> “moderada”, definido por
QM = (0.3/10,
1/20,
0.3/30)
-3-
Potencia del quemador -> “máxima”, definido por
QX = (0/10,
0.4/20,
0.8/30)
Cantidad de químicos -> “nula”, definido por
CN = (1/0,
0.4/100,
0/200,
Cantidad de químicos -> “pocos”, definido por
CP = (0.2/0,
1/100,
0.4/200,
Cantidad de químicos -> “bastantes”, definido por
CB = (0/0,
0/100,
0.5/200,
0/300)
0/300)
1/300)
Reglas del sistema:
-Si la temperatura de la leche es baja y hay muchas bacterias, entonces subir la
potencia del quemador al máximo y agregar bastantes químicos.
-Si la temperatura de la leche es baja y hay pocas bacterias, entonces subir la
potencia del quemador al máximo.
-Si la temperatura de la leche es media y hay muchas bacterias, entonces subir
la potencia del quemador al máximo y agregar pocos químicos.
-Si la temperatura de la leche es alta o hay pocas bacterias, entonces poner la
potencia del quemador en moderada y agregar cantidad nula de químicos.
-Si la temperatura de la leche es alta y hay pocas bacterias, entonces bajar la
potencia del quemador a poca y agregar cantidad nula de químicos.
-Si hay pocas bacterias, entonces agregar pocos químicos.
-Si la temperatura de la leche es media, entonces poner la potencia del
quemador en moderada.
-Si hay muchas bacterias, entonces agregar bastantes químicos.
7) Leer detenidamente el problema 3 del Apéndice de la práctica. Llevar su
implementación a Matlab. Realizar diversas simulaciones utilizando Simulink.
Problema para entregar:
8) Seleccionar un problema de control de su interés. (Si necesita sugerencias sobre
posibles problemas, consultar con la Cátedra.)
a) Diseñar el controlador difuso.
i) Determinar los universos de discurso.
ii) Obtener los conjuntos difusos.
iii) Desarrollar las reglas.
b) Implementar el controlador en Matlab.
c) Armar una simulación en Simulink, combinando el sistema a controlar y el
controlador.
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