Luận án Nghiên cứu cải tiến bộ điều khiển sử dụng đại số gia tử cho đối tượng phi tuyến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
NGÔ KIÊN TRUNG 
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BỘ ĐIỀU KHIỂN 
SỬ DỤNG ĐẠI SỐ GIA TỬ CHO ĐỐI TƯỢNG PHI TUYẾN 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
THÁI NGUYÊN - 2014 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
NGÔ KIÊN TRUNG 
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BỘ ĐIỀU KHIỂN 
SỬ DỤNG ĐẠI SỐ GIA TỬ CHO ĐỐI TƯỢNG PHI TUYẾN 
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa 
Mã số: 62.52.02.16 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Người hướng dẫn khoa học: 
1. PGS.TS. Nguyễn Hữu Công 
2. TS. Vũ Như Lân 
THÁI NGUYÊN - 2014
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan: luận án “Nghiên cứu cải tiến bộ điều khiển sử dụng 
đại số gia tử cho đối tượng phi tuyến” là công trình nghiên cứu của riêng tôi 
được hoàn thành dưới sự chỉ bảo tận tình của hai thầy giáo hướng dẫn. 
Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, một phần được 
công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự đồng ý của các đồng 
tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. 
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 
Tác giả luận án 
Ngô Kiên Trung 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Hữu Công - 
Đại học Thái Nguyên và TS. Vũ Như Lân - Viện công nghệ thông tin Hà Nội 
đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp tôi thực hiện và hoàn 
thành luận án này. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo, đồng nghiệp trong bộ môn 
Tự động hóa - Khoa Điện - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp và phòng 
Tin học trong điều khiển - Viện Công nghệ thông tin Hà Nội đã tạo điều kiện 
giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án, tham gia sinh hoạt khoa học. 
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô, anh chị, bạn bè và 
đồng nghiệp Khoa Điện, Khoa Điện tử, Khoa Quốc tế, Phòng Quản lý đào tạo 
sau đại học, các đơn vị chức năng Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp, các 
ban chức năng Đại học Thái Nguyên đã chia sẻ, giúp đỡ, động viên tôi vượt 
qua mọi khó khăn để hoàn thành tốt công việc nghiên cứu của mình. 
Tôi biết ơn những người thân trong gia đình đã luôn quan tâm, động 
viên và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành bản luận án. 
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 
Tác giả luận án 
Ngô Kiên Trung 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................ i 
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................... ii 
MỤC LỤC ......................................................................................... iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................ vii 
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ........................................................... viii 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ................................................. ix 
MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu đại số gia tử trong và ngoài nước ...... 1 
1.1. Đại số gia tử ................................................................................. 1 
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................... 2 
1.2.1. Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng HA trong điều khiển 
và hướng nghiên cứu đề xuất .......................................................... 3 
1.2.2. Một số kết quả nghiên cứu thử nghiệm HA trên mô hình 
vật lý của hệ thống cụ thể và hướng nghiên cứu đề xuất ................. 6 
2. Tính khoa học và cấp thiết của luận án ................................................ 7 
3. Mục tiêu của luận án ............................................................................ 9 
3.1. Mục tiêu chung ............................................................................. 9 
3.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................. 9 
4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu ............................... 10 
5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn ................................................................ 10 
5.1. Ý nghĩa lí luận ............................................................................ 10 
5.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................ 11 
iv 
6. Bố cục và nội dung của luận án ......................................................... 11 
CHƯƠNG 1. CÁC KIẾN THỨC CƠ SỞ ................................................. 13 
1.1. Hệ logic mờ và phương pháp điều khiển ......................................... 13 
1.1.1. Mô hình mờ ............................................................................. 14 
1.1.2. Bộ điều khiển logic mờ ............................................................ 15 
1.1.2.1. Bộ điều khiển mờ cơ bản (Fuzzy Logic Controller - FLC) 15 
1.1.2.2. Bộ điều khiển mờ động .................................................... 16 
1.1.2.3. Bộ điều khiển mờ lai (F-PID) ........................................... 16 
1.1.3. Ưu nhược điểm ........................................................................ 17 
1.2. Lý thuyết Đại số gia tử ................................................................... 18 
1.2.1. Biến ngôn ngữ ......................................................................... 18 
1.2.2. Đại số gia tử của biến ngôn ngữ ............................................... 20 
1.2.3. Các tính chất cơ bản của HA tuyến tính ................................... 22 
1.2.4. Các hàm đo trong đại số gia tử tuyến tính ................................ 23 
1.2.5. Phương pháp lập luận xấp xỉ sử dụng đại số gia tử .................. 25 
1.3. Giải thuật di truyền ......................................................................... 33 
1.3.1. Giới thiệu ................................................................................. 33 
1.3.2. Các bước quan trọng trong việc áp dụng giải thuật di truyền ... 34 
1.3.3. Các phép toán của GA ............................................................. 35 
1.3.4. Cơ sở toán học của GA ............................................................ 36 
1.4. Kết luận chương 1 .......................................................................... 39 
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG ĐẠI SỐ GIA TỬ TRONG ĐIỀU KHIỂN ..... 41 
2.1. Phương pháp thiết kế bộ điều khiển sử dụng đại số gia tử .............. 41 
v 
2.2. Nghiên cứu kiểm chứng bộ điều khiển sử dụng đại số gia tử cho 
một số đối tượng công nghiệp ............................................................... 43 
2.2.1. Điều khiển đối tượng tuyến tính có tham số biến đổi ............... 43 
2.2.2. Điều khiển đối tượng phi tuyến đã được tuyến tính hóa ........... 52 
2.2.2.1. Giới thiệu mô hình hệ thống ............................................. 52 
2.2.2.2. Mô hình tuyến tính hóa của đối tượng phi tuyến MEDE5 54 
2.2.2.3. Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống ................................. 54 
2.2.2.4. Mô phỏng bộ điều khiển HAC trên Matlab ...................... 57 
2.2.3. Điều khiển đối tượng có trễ với hệ số trễ lớn ........................... 58 
2.3. Kết luận chương 2 .......................................................................... 62 
CHƯƠNG 3. CẢI TIẾN BỘ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG ĐẠI SỐ GIA TỬ 63 
3.1. Đề xuất nghiên cứu cải tiến bộ HAC .............................................. 63 
3.1.1. Đặt vấn đề ................................................................................ 63 
3.1.2. Đề xuất .................................................................................... 64 
3.1.2.1. Nghiên cứu nâng cao chất lượng bộ HAC ........................ 64 
3.1.2.2. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thiết kế bộ HAC ............ 65 
3.2. Cải tiến bộ điều khiển HAC ............................................................ 66 
3.2.1. Nâng cao chất lượng bộ HAC với 3 đầu vào và giản lược luật . 66 
3.2.2. Thiết kế bộ NEW_HAC cải tiến theo tiêu chuẩn tích phân 
bình phương sai lệch bằng GA .......................................................... 69 
3.3. Ứng dụng bộ điều khiển NEW_HAC cải tiến cho đối tượng phi 
tuyến .................................................................................................... 72 
3.3.1. Mô tả hệ thống ......................................................................... 72 
vi 
3.3.1.1. Mô tả toán học cho Ball, Beam ........................................ 74 
3.3.1.2. Mô tả toán học động cơ Servo .......................................... 75 
3.3.1.3. Mô hình toán học hệ thống Ball and Beam ....................... 75 
3.3.2. Thiết kế bộ NEW_HAC với 3 đầu vào và giản lược luật ......... 76 
3.3.2.1. Thiết kế bộ NEW_HAC ................................................... 76 
3.3.2.2. Mở rộng đề xuất ............................................................... 80 
3.3.3. Thiết kế bộ NEW_HAC theo tiêu chuẩn tích phân bình 
phương sai lệch bằng GA .................................................................. 83 
3.4. Kết luận chương 3 .......................................................................... 85 
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM ................................................................ 87 
4.1. Thí nghiệm với hệ thống truyền động bám chính xác ..................... 87 
4.1.1. Giới thiệu mô hình hệ thống thí nghiệm ................................... 87 
4.1.2. Cấu trúc hệ thống điều khiển với bộ HAC ............................... 89 
4.1.3. Kết quả thí nghiệm .................................................................. 91 
4.2. Thí nghiệm với hệ thống Ball and Beam ......................................... 92 
4.2.1. Giới thiệu mô hình hệ thống thí nghiệm ................................... 92 
4.2.2. Cấu trúc hệ thống điều khiển với bộ NEW_HAC .................... 94 
4.2.3. Kết quả thí nghiệm .................................................................. 96 
4.3. Kết luận chương 4 .......................................................................... 98 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 99 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ..................... 100 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 102 
PHỤ LỤC ...................................................................................... 108 
vii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
Các ký hiệu: 
AX Đại số gia tử tuyến tính 
 Tổng độ đo tính mờ của các gia tử âm 
 Tổng độ đo tính mờ của các gia tử dương 
W Phần tử trung hòa trong đại số gia tử 
 Giá trị định lượng của phần tử trung hòa 
c-, c+ Các phần tử sinh 
Các chữ viết tắt: 
ĐKTĐ Điều khiển tự động 
SISO Single-Input-Single-Output (Một vào - một ra) 
BĐK Bộ điều khiển 
ĐLNN Định lượng ngữ nghĩa 
HA Hedge Algebra (Đại số gia tử) 
HAC Hedge Algebra-based Controller (Bộ điều khiển sử dụng 
đại số gia tử) 
HA-IRMd Hedge Algebra-based Interpolative Reasoning Method 
(Phương pháp lập luận xấp xỉ sử dụng đại số gia tử) 
GA Genetic Algorithm (Giải thuật di truyền) 
FLC Fuzzy Logic Controller (Bộ điều khiển mờ) 
FAM Fuzzy Associative Memory (Bộ nhớ kết hợp mờ) 
SAM Semantization Associative Memory (Bộ nhớ kết hợp định 
lượng) 
viii 
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU 
Bảng 2.1. Bảng luật điều khiển với nhãn ngôn ngữ của HA 46 
Bảng 2.2. SAM (Semantization Associative Memory) 48 
Bảng 2.3. Kết nhập bằng Product 
Bảng 2.4. Lựa chọn tham số cho các biến E, IE, U 
Bảng 2.5. Luật điều khiển 
Bảng 2.6. Bảng SAM 
48 
55 
55 
56 
Bảng 2.7. Bảng luật điều khiển theo nhãn ngôn ngữ của HA 59 
Bảng 3.1. 27 tập luật điều khiển với nhãn ngôn ngữ HA 68 
Bảng 3.2. Lựa chọn tham số cho các biến E, DE, IE và U 76 
Bảng 3.3. Bảng SAM gồm 27 luật 77 
Bảng 3.4. Bảng SAM2 gồm 27 luật sử dụng phép kết nhập 77 
Bảng 3.5. Bảng SAM3 gồm 7 luật 78 
ix 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ 
Hình 1.1. Sơ đồ khối chức năng bộ FLC 
Hình 1.2. Bộ điều khiển mờ động 
Hình 1.3. a) Sơ đồ F-PID b) Vùng tác động các BĐK 
Hình 1.4. Đường cong ngữ nghĩa định lượng 
Hình 1.5. Khoảng xác định và khoảng ngữ nghĩa của các biến 
Hình 2.1. Sơ đồ bộ điều khiển HAC 
Hình 2.2. Sơ đồ thay thế động cơ một chiều điều chỉnh góc quay 
15 
16 
17 
30 
31 
42 
44 
Hình 2.3. Đường cong ngữ nghĩa định lượng 48 
Hình 2.4. Giải ngữ nghĩa các biến Chs, dChs và Us 
Hình 2.5. Mô phỏng hệ thống sử dụng bộ HAC 
49 
49 
Hình 2.6. Đáp ứng của hệ thống với kích thích 1(t) 50 
Hình 2.7. Các tham số biến thiên: J (a) và R (b) 50 
Hình 2.8. Đáp ứng của hệ thống với xung vuông 
Hình 2.9. Đáp ứng của hệ thống với xung bậc thang 
51 
51 
Hình 2.10. MEDE 5 và mô hình hóa kết cấu cơ khí 53 
Hình 2.11. Mặt cong ngữ nghĩa định lượng 56 
Hình 2.12. Sơ đồ mô phỏng hệ thống khi chưa có nhiễu phụ tải 57 
Hình 2.13. Đáp ứng của hệ khi chưa có nhiễu phụ tải 57 
Hình 2.14. Sơ đồ mô phỏng hệ thống khi có nhiễu phụ tải 57 
Hình 2.15. Đáp ứng của hệ khi có nhiễu phụ tải 58 
x 
Hình 2.16. Sơ đồ mô phỏng hệ thống khi chưa có nhiễu phụ tải 60 
Hình 2.17. Đáp ứng hệ khi chưa có nhiễu phụ tải 60 
Hình 2.18. Sơ đồ mô phỏng hệ thống khi có nhiễu phụ tải 61 
Hình 2.19. Đáp ứng của hệ khi có nhiễu phụ tải 61 
Hình 3.1. Mô tả hệ thống Ball and beam 73 
Hình 3.2. Mô tả động học hệ thống Ball and beam 73 
Hình 3.3. Đường cong ngữ nghĩa định lượng bộ NEW_HAC 78 
Hình 3.4. Mô phỏng hệ với bộ NEW_HAC cải tiến 79 
Hình 3.5. Đáp ứng hệ với bộ NEW_HAC cải tiến 79 
Hình 3.6. Mô phỏng hệ thống với bộ NEW_FLC và NEW_HAC 
Hình 3.7. Kết quả với bộ NEW_FLC và NEW_HAC 
81 
81 
Hình 3.8. Đáp ứng hệ thống đối với bộ tham số GA 84 
Hình 4.1. Mô hình thí nghiệm hệ thống truyền động bám chính xác 88 
Hình 4.2. Arduino Board 
Hình 4.3. Động cơ servo và cơ cấu bánh răng 
88 
88 
Hình 4.4. Cấu trúc điều khiển hệ thống truyền động bám chính xác 89 
Hình 4.5. Giao diện thí nghiệm hệ truyền động bám chính xác 
Hình 4.6. Khâu lọc biến trạng thái (State Variable Function) 
Hình 4.7. Arduino IO setup (Khối kết nối vào/ra) 
Hình 4.8. Real-Time Pacer (Khối thiết lập thời gian thực) 
Hình 4.9. Encoder read (Khối đọc tín hiệu encoder) 
Hình 4.10. Arduino analog write (Khối vào/ra tương tự - PWM) 
89 
89 
90 
90 
90 
90 
xi 
Hình 4.11. Arduino digital write (Khối vào/ra số) 90 
Hình 4.12. Điều khiển đảo chiều 90 
Hình 4.13. Đáp ứng hệ thống với bộ HAC 2 đầu vào 
Hình 4.14. Sai lệch e(t) 
91 
91 
Hình 4.15. Mô hình thí nghiệm hệ thống Ball and Beam 93 
Hình 4.16. Động cơ Servo truyền động 93 
Hình 4.17. Sensor vị trí GP2D12 93 
Hình 4.18. Cấu trúc hệ thống điều khiển Ball and Beam 
Hình 4.19. Giao diện thí nghiệm hệ Ball and Beam 
Hình 4.20. Khâu đọc tín hiệu phản hồi vị trí 
Hình 4.21. Khâu lọc tín hiệu 
Hình 4.22. Arduino IO setup (Khối kết nối vào/ra) 
Hình 4.23. Real-Time Pacer (Khối thiết lập thời gian thực) 
Hình 4.24. Servo write (Khối cấu hình điều khiển động cơ servo) 
Hình 4.25. Arduino analog read (Khối đọc tín hiệu analog) 
94 
94 
95 
95 
95 
95 
96 
96 
Hình 4.26. Đáp ứ ... g (2012), “So sánh 
phương pháp thiết kế bộ điều khiển bằng logic mờ và đại số gia tử”, Tạp 
chí khoa học và công nghệ - Đại học Thái Nguyên, Số 93 (05), tr. 35 - 39. 
3. Nguyễn Hữu Công, Ngô Kiên Trung, Nguyễn Tiến Duy, Nguyễn Phương 
Huy, Nguyễn Hồng Quang (2014), “Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển sử 
dụng đại số gia tử cho một số đối tượng công nghiệp”, Tạp chí khoa học và 
công nghệ - Đại học Thái Nguyên, Số 116 (02), tr. 123 - 128. 
4. Nguyễn Hữu Công, Ngô Kiên Trung, Nguyễn Tiến Duy (2014), “Nghiên 
cứu phương pháp thiết kế bộ điều khiển sử dụng ba đầu vào bằng logic mờ 
và đại số gia tử”, Tạp chí khoa học và công nghệ - Viện hàn lâm khoa học 
và công nghệ Việt Nam, Nhận đăng, Mã bài 3603. 
5. Nguyễn Hữu Công, Ngô Kiên Trung, Nguyễn Tiến Duy (2014), “The study 
of improving the Hedge Algebra based Controller”, Journal of Science and 
Technology (Technical Universites), Vol. 101. 
6. Cong Nguyen Huu, Trung Ngo Kien, Duy Nguyen Tien, Ha Le Thi Thu 
(2010), “A research on parabolic trough solar collector system control 
based on hedge algebra”, The 11th International Conference on Control, 
Automation, Robotics and Vision - ICARCV 2010, pp. 715 - 720. 
7. Trung Kien Ngo, Duy Tien Nguyen, Tuan Quoc Duong, Huy Ngoc Vu, 
Tan Duc Vu (2013), “Using Hedge Algebra to Control varied parameter 
object”, Lecture Notes in Electrical Engineering: Intelligent Technologies 
101 
and Engineering Systems, Springer New York, Vol. 234, pp. 429 - 436, 
ISBN: 978-1-4614-6746-5 (Print) 978-1-4614-6747-2 (Online). 
Also public on: 1st International Conference on Intelligent Technologies 
and Engineering Systems - ICITES 2012, Vol. 1, ID156. 
8. Ngô Kiên Trung, Nguyễn Hữu Công, Nguyễn Tiến Duy, Chu Minh Hà 
(2011), “Nghiên cứu mô hình bộ điều khiển thông minh có sử dụng đại số 
gia tử để điều khiển đối tượng phi tuyến”, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp 
Bộ, Mã số B2009 - TN02 - 10. 
102 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tiếng Việt 
1. Lê Hoài Bắc, Lê Hoàng Thái (2005), “Một số mô hình hệ thông minh lai: 
kỹ thuật và ứng dụng”, Hội thảo khoa học quốc gia nghiên cứu và ứng 
dụng công nghệ thông tin lần II, Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh. 
2. Lê Hoài Bắc, Lê Hoàng Thái (2005), “Mạng neural mờ và các ứng dụng 
thực tế”, Trường thu Hệ mờ và ứng dụng, Viện Toán học, Hà Nội. 
3. Bùi Công Cường, Nguyễn Hoàng Phương, Nguyễn Doãn Phước, Phan 
Xuân Minh, Chu Văn Hỷ (1999), Hệ mờ và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa 
học và Kỹ thuật. 
4. Phạm Thanh Hà (2010), Phát triển các phương pháp lập luận mờ sử dụng 
đại số gia tử và ứng dụng, Luận án tiến sĩ Toán học, Viện Công nghệ thông 
tin Hà Nội. 
5. Nguyễn Cát Hồ, Nguyễn Văn Long (2004), “Cơ sở toán học của độ đo tính 
mờ của thông tin ngôn ngữ”, Tạp chí Tin học và Điều khiển học, 20 (1), 
tr. 64 - 72. 
6. Nguyễn Cát Hồ, Vũ Như Lân, Phạm Thanh Hà (2007), “Xác định trọng số 
tối ưu cho phép tích hợp trong phương pháp điều khiển sử dụng đại số gia 
tử bằng giải thuật di truyền”, Tạp chí tin học và điều khiển học, 23 (3), 
tr. 1 - 10. 
7. Nguyễn Cát Hồ, Nguyễn Văn Long (2003), “Đại số gia tử đầy đủ tuyến 
tính”, Tạp chí Tin học và Điều khiển học, 19 (3), tr. 274 - 280. 
8. Bùi Quốc Khánh, Đoàn Quang Vinh, Nguyễn Hữu Phước (2007), “Điều 
khiển mờ lai PI cho truyền động T-Đ có tham số J biến đổi”, Tạp chí khoa 
học và công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 23, tr. 31 - 35. 
103 
9. Hoàng Kiếm, Lê Hoàng Thái (2000) , Thuật Giải Di Truyền: cách giải tự 
nhiên các bài toán trên máy tính , Nhà xuất bản Giáo Dục. 
10. Lại Khắc Lãi (2002), Một số giải pháp tổng hợp bộ điều khiển mờ và ứng 
dụng điều khiển quá trình công nghệ, Luận án tiến sĩ Kỹ thuật, Đại học 
Bách khoa Hà Nội. 
11. Vũ Như Lân, Vũ Chấn Hưng, Đặng Thành Phu (2002), “Điều khiển trong 
điều kiện bất định trên cơ sở logic mờ và khả năng sử dụng đại số gia tử 
trong các luật điều khiển”, Tạp chí Tin học và điều khiển học, 18 (3), 
tr. 211 – 221 
12. Vũ Như Lân, Vũ Chấn Hưng, Đặng Thành Phu, Nguyễn Duy Minh 
(2005), “Điều khiển sử dụng đại số gia tử”, Tạp chí Tin học và điều khiển 
học, 21 (1), tr. 23 - 27. 
13. Vũ Như Lân (2006), Điều khiển sử dụng logic mờ, mạng nơ ron và đại số 
gia tử, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 
14. Dương Thăng Long (2011), Phương pháp xây dựng hệ mờ dạng luật với 
ngữ nghĩa dựa trên đại số gia tử và ứng dụng trong bài toán phân lớp, 
Luận án tiến sĩ Toán học, Viện công nghệ thông tin Hà Nội. 
15. Nguyễn Duy Minh (2013), Tiếp cận Đại số gia tử trong điều khiển mờ, 
Luận án tiến sĩ Toán học, Viện công nghệ thông tin Hà Nội. 
16. Phương Minh Nam, Trần Thái Sơn (2006), “Về một CSDL mờ và ứng 
dụng trong quản lý tội phạm hình sự”, Tạp chí Tin học và Điều khiển học, 
22 (1), tr. 25 - 36. 
17. Phạm Công Ngô (2005), Lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa 
học và Kỹ thuật. 
18. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (2006), Lý thuyết điều khiển mờ, 
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 
104 
19. Phan Anh Phong, Trần Đình Khang (2010), “Biểu diễn tập mờ loại hai đại 
số gia tử”, Tạp chí Tin học và Điều khiển học, 26 (1), tr. 29 - 43. 
20. Phan Anh Phong, Đinh Khắc Đông, Trần Đình Khang (2011), “Xây dựng 
hệ logic mờ loại hai đại số gia tử”, Tạp chí Tin học và Điều khiển học, 27 
(2), tr. 119 - 131. 
21. Lê Xuân Việt (2009), Định lượng ngữ nghĩa các giá trị của biến ngôn ngữ 
dựa trên đại số gia tử và ứng dụng, Luận án tiến sĩ Toán học, Viện Công 
nghệ thông tin Hà Nội. 
Tiếng Anh 
22. Abdulrahman A. A. Emhemed (2013), “Fuzzy control for nonlinear ball 
and beam system”, International Journal of Fuzzy Logic Systems, Vol. 3, 
No. 1, pp. 25 - 32. 
23. Al-Said I. A. M. (2000), Genetic Algorithms Based Intelligent Control. 
Ph.D. thesis, University of Technology, Iraq. 
24. Bin-Da Liu, Chuen-Yau Chen, Ju-Ying Tsa (2001), “Design of adaptive 
fuzzy logic controller based on linguistic-hedge concepts and genetic 
algorithms”, IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, Vol. 31, 
No. 1, pp. 32 - 53. 
25. Chul-Goo Kang (2009), “Variable structure fuzzy control using three 
input variables for reducing motion tracking errors”, Journal of Mechanical 
Science and Technology, Vol. 23, pp. 1354 - 1364. 
26. Cuong Nguyen Duy (2008), Advanced Controllers for Electromechanical 
motion Systems, Ph.D. thesis, University of Twente, Netherlands. 
27. Dong Anh Nguyen, Hai Le Bui, Nhu Lan Vu, Duc Trung Tran (2013), 
“Application of hedge algebra-based fuzzy controller to active control of a 
105 
structure against earthquake”, Struct. Control Health monit, 20, pp. 483 - 
495, ISSN 1545 - 2255. 
28. Eduard Bartl, Radim Belohlavek, Vilem Vychodil (2012), “Bivalent and 
other solutions of fuzzy relational equations via linguistic hedges”, Fuzzy 
Sets and Systems, 187, pp. 103 - 112. 
29. Farhan A. Salem (2013), “Mechatronics design of Ball and Beam system: 
Education and Research”, Control Theory and Informatics, Vol. 3, No. 4, 
pp. 1 - 27, ISSN 2224 - 5774 (Paper), ISSN 2225 - 0492 (Online). 
30. Holland (1975), Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine 
Learning, Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, 
USA. 
31. Ho N. C., Lan V. N., Viet L. X. (2008), “Optimal hedge-algebras-based 
controller: design and application”, Fuzzy Sets and Systems, 159 (8), pp. 
968 - 989. 
32. Ho N.C., Wechler W. (1990), “An algebraic approach to structure of sets 
linguistic truth values”, Fuzzy sets and systems, 35, pp. 218 - 293. 
33. Ho N.C., W. Wechler (1992), “Extended hedge algebras and their 
application to fuzzy logic”, Fuzzy sets and systems, 52, pp. 259 - 281. 
34. Ho N.C, Nam H.V, Khang T.D, Chau N.H (1999), “Hedge algebra, 
linguistic - value logic and their application to fuzzy logic reasoning”, 
International Journal of Uncertainty, fuzziness and knowledge-based 
systems, 7(4), pp. 347 - 361. 
35. Ho N.C, Nam H.V (2002), “An algebraic approach to linguistic hedges in 
Zadeh’s fuzzy logic”, Fuzzy sets and systems, 129, pp. 229 - 254. 
36. Ho Nguyen Cat, Khang Dinh Tran, Viet Le Xuan (2002), “Fuzziness 
measure, quantified semantic mapping and interpolative method of 
106 
approximate reasoning in medical expert systems”, Journal of computer 
science and cybernetics, 18 (3), pp. 237 - 252. 
37. Hai Le Bui, Duc Trung Tran, Nhu Lan Vu (2012), “Optimal fuzzy Control 
of an inverted pendulum”, Journal of Vibration and Control, 18 (14), pp. 
2097 - 2110, ISSN 1077 - 5463. 
38. Louchene, Benmakhlouf, Chaghi (2007), “Solar tracking system with 
fuzzy reasoning applied to scisp set”, Revue des Energies Renouvelables, 
Vol. 10, No. 2, pp. 231 - 240. 
39. Zadeh L.A. (1978), “Fuzzy sets as a basis for a theory of possibility”, 
Fuzzy Sets and Systems, 1, pp. 3 - 28. 
40. Mohammad Keshmiri, Ali Fellah Jahromi, Abolfazl Mohebbi, 
Mohammad Hadi Amoozgar, Wen-Fang Xie (2012), “Modeling and 
control of ball and beam system using model based and non-model based 
control approaches”, International journal on smart sensing and intelligent 
systems, Vol.5, No.1, pp. 14 - 35. 
41. Dinh Duc Nguyen, Nhu Lan Vu, Duc Trung Tran, Hai Le Bui (2012), “A 
study on the application of hedge algebras to active fuzzy control of a 
seism-excited structure”, Journal of Vibration and Control, 18 (14), pp. 
2186 - 2220, ISSN 1077 - 5463. 
42. Ross T. J. (2004), Fuzzy logic with Engineering Applications, Second 
Edition, International Edition. Mc Graw-Hill, Inc. 
43. Onur Basturk, Manafeddin Namazov (2010), “DC motor position control 
using fuzzy proportional-derivative controllers with different 
defuzzification methods”, An Official Journal of Turkish Fuzzy Systems 
Association, Vol. 1, No. 1, pp. 36 - 54. 
107 
44. Patrick Golden (2003), Multi-Objective Optimisation of Tagaki-Sugeno-
Kang Fuzzy Models using a Genetic Algorithm, Master of engineering 
thesis, Dublin City University, Ireland. 
45. Yuehui Chen (2001), Hybrid Soft Computing Approach to Identification 
and Control of Nonlinear Systems, Kumamoto University, Japan. 
46. Yager R. R. (1994), “Aggregation operators and fuzzy systems modelling, 
Fuzzy Sets and Systems, 67, pp. 129 - 145. 
47. Zhao-Hong Xu, Libo-Song, Tian-Sheng Lu, Xu-Yang Wang (2008), 
“Dynamics Modeling and Trajectory Tracking Control for Humanoid 
Jumping Robot”, WSEAS transactions on computers, Vol. 7, pp. 714 - 723. 
108 
PHỤ LỤC 
1. Code file ‘HAC.m’ 
% xay dung bo dieu khien 
%beginfunction 
function HAC(block) 
 setup(block); 
 %endfunction 
function setup(block) 
 %% Register number of input and output ports 
 block.NumInputPorts = 3; 
 block.NumOutputPorts = 1; 
 %% Setup functional port properties to 
dynamically 
 %% inherited. 
 block.SetPreCompInpPortInfoToDynamic; 
 block.SetPreCompOutPortInfoToDynamic; 
 block.InputPort(1).DirectFeedthrough = true; 
 %% Set block sample time to inherited 
 block.SampleTimes = [-1 0]; 
 %% Run accelerator on TLC 
 block.SetAccelRunOnTLC(true); 
 %Critical range of input/output variables 
global I1 I2 I3 O 
global In Out 
global w1 w2 w3 
global teta alpha_in alpha_out 
I1 = [-25 25]; 
I2 = [-100 100]; 
I3 = [-8 8]; 
109 
O = [-60 60]; 
E = [vI('VN') vI('LN') teta vI('LP') vI('VP')]; 
DE = [vI('VN') vI('LN') teta vI('LP') vI('VP')]; 
IE = [vI('N') teta vI('P')]; 
U = [vO('VN') vO('LN') teta vO('LP') vO('VP')]; 
[In, Out] = inout(E, DE, IE, U, w1, w2, w3); 
 %% Register methods 
 block.RegBlockMethod('Outputs', @Output); 
%endfunction 
function Output(block) 
global I1 I2 I3 O 
global In Out 
global w1 w2 w3 
%Read the real values from inputs P and I and D 
In1 = block.InputPort(1).Data; 
In2 = block.InputPort(2).Data; 
In3 = block.InputPort(3).Data; 
%Turn to the value of semantic quantity 
(semantization) 
Es = (In1-I1(1))/(I1(2)-I1(1)); 
DEs = (In2-I2(1))/(I2(2)-I2(1)); 
IEs = (In3-I3(1))/(I3(2)-I3(1)); 
%Interpolate the quantitatively semantic curved 
surface 
x = w1*Es+w2*DEs+w3*IEs; 
Os = interpolate1new(In, Out, x); 
%Turn to real value (desemantization) 
Output = Os*(O(2)-O(1))+O(1); 
%Send value to output: OutPort 
block.OutputPort(1).Data = Output; 
%endfunction 
110 
2. Code file ‘hac_ga.m’ 
% tu dong tim tham so theo tc tich phan bp sai lech 
%tao cac gia tri mac dinh 
popsize=15; 
generation=50; 
bits=50; 
vlb=0; 
vub=1; 
Pc=0.7; 
Pm=0.001; 
%khoi tao quan the 
newgen=genbin(bits,popsize); 
%tinh cac gia tri thich nghi 
fittol=0; 
for i=1:popsize fit(i)=0;end 
for n=1:generation 
 for i=1:popsize 
teta=decode(newgen(i,1:bits/5),vlb,vub,bits/5); 
anpha_in=decode(newgen(i,bits/5+1:2*bits/5),vlb,vub,
bits/5); 
anpha_out=decode(newgen(i,2*bits/5+1:3*bits/5),vlb,v
ub,bits/5); 
w1=decode(newgen(i,3*bits/5+1:4*bits/5),vlb,vub,bits
/5); 
w2=decode(newgen(i,4*bits/5+1:5*bits/5),vlb,1-
w1,bits/5); 
 fit(i)=hamthichnghi(teta,anpha_in,anpha_out,w1,w2); 
 fittol=fittol+fit(i); 
 end 
 %thuc hien phep chon loc 
 norm_fit = fit/sum(fit); 
 selected = rand(size(fit)); 
 sum_fit = 0; 
111 
 for i=1:length(fit), 
 sum_fit = sum_fit + norm_fit(i); 
 index = find(selected<sum_fit); 
 selected(index) = i*ones(size(index)); 
 end 
 newgen = newgen(selected,:); 
 %Xap xep lai ngau nhien cac gen(mate) 
 [junk,mating] = sort(rand(size(newgen,1),1)); 
 newgen = newgen(mating,:); 
 % Lai tao gen(Crossover) 
 lchrom = size(newgen,2); 
 sites = ceil(rand(size(newgen,1)/2,1)*(lchrom-1)); 
 sites = sites.*(rand(size(sites))<Pc); 
 for i = 1:length(sites); 
 newgen([2*i-1 2*i],:) = [newgen([2*i-1 
2*i],1:sites(i)) 
 newgen([2*i 2*i-1],sites(i)+1:lchrom)]; 
 end 
 %Dot bien gen(mutation) 
 [pop bitlength]=size(newgen); 
 for i=1:popsize 
 for j=1:bits 
 if rand<=Pm 
 if newgen(i,j)==1 
 newgen(i,j)=0; 
 else 
 newgen(i,j)=1; 
 end end end end end 
 max=0; 
%tim gen co do thich nghi nhat 
a=newgen; 
112 
for i=1:popsize 
teta=decode(newgen(i,1:bits/5),vlb,vub,bits/5); 
anpha_in=decode(newgen(i,bits/5+1:2*bits/5),vlb,vub,
bits/5); 
anpha_out=decode(newgen(i,2*bits/5+1:3*bits/5),vlb,v
ub,bits/5); 
w1=decode(newgen(i,3*bits/5+1:4*bits/5),vlb,vub,bits
/5); 
w2=decode(newgen(i,4*bits/5+1:5*bits/5),vlb,1-
w1,bits/5); 
fit(i)=hamthichnghi(teta,anpha_in,anpha_out,w1,w2); 
 if fit(i)>max max=fit(i);chiso=i;end 
end 
giatrimax=max; 
b=chiso; 
teta=decode(a(chiso,1:bits/5),vlb,vub,bits/5); 
%fprintf('Gia tri lon nhat dat tai teta= %d\n', 
teta); 
anpha_in=decode(a(chiso,bits/5+1:2*bits/5),vlb,vub,b
its/5); 
fprintf('Gia tri lon nhat dat tai anpha_in= %d\n', 
anpha_in); 
anpha_out=decode(a(chiso,2*bits/5+1:3*bits/5),vlb,vu
b,bits/5); 
fprintf('Gia tri lon nhat dat tai anpha_out= %d\n', 
anpha_out); 
w1=decode(a(chiso,3*bits/5+1:4*bits/5),vlb,vub,bits/
5); 
fprintf('Gia tri lon nhat dat tai w1= %d\n', w1); 
w2=decode(a(chiso,4*bits/5+1:5*bits/5),vlb,1-
w2,bits/5); 
fprintf('Gia tri lon nhat dat tai w2= %d\n', w2); 
p=hamthichnghi(teta,anpha_in,anpha_out,w1,w2); 
fprintf('Gia tri lon nhat la %d\n', p);