În această eră a controlului digital, aproape fiecare aparat este controlat folosind controlul digital nivel folosind 1 și 0. Dar gândiți-vă, nu este chiar nepractic să gândiți că fiecare rezultat al proceselor zilnice pe care le întâlniți depinde doar de două stări ale intrării. Nu, categoric. Închipuie-ți mama ta gătind niște mâncăruri gustoase și nu te poți opri de laudă. Deci, cum devine mâncarea atât de gustoasă? Cu adăugarea de ingrediente în cantitate și proporție adecvate, desigur. Deci, cum reușește asta? Cu o cunoaștere numerică perfectă a cantităților? Nu intotdeauna. Ea face asta cu o idee cunoscută, care vine odată cu experiența. De aici vine ideea unei logici de control care utilizează gradele de stare de intrare mai degrabă decât intrările în sine, o logică care nu necesită unele intrări perfecte, ci mai degrabă funcționează doar cu o estimare tipică a intrărilor. Aceasta este o logică neclară.
Ce este Fuzzy Logic?
Logica fuzzy este un sistem de control de bază care se bazează pe gradele de stare ale intrării, iar ieșirea depinde de starea intrării și de rata de schimbare a acestei stări. Cu alte cuvinte, un sistem logic fuzzy funcționează pe principiul atribuirii unei ieșiri particulare în funcție de probabilitatea stării intrării.
Cum a luat naștere Fuzzy Logic?
Fuzzy Logic a fost dezvoltat în 1965 de Lotfi Zadeh la Universitatea din California, Berkley ca o modalitate de a efectua procese computerizate bazate pe valori naturale, mai degrabă decât pe valori binare. A fost inițial folosit ca o modalitate de procesare a datelor și ulterior a început să fie folosit ca strategie de control.
Cum funcționează Fuzzy Logic?
Logica fuzzy funcționează pe conceptul de a decide rezultatul pe baza ipotezelor. Funcționează pe baza seturilor. Fiecare set reprezintă câteva variabile lingvistice care definesc starea posibilă a rezultatului. Fiecare stare posibilă a intrării și gradele de schimbare a stării fac parte din set, în funcție de care se prezice ieșirea. Funcționează pe principiul If-else-the, adică If A AND B Atunci Z.
Să presupunem că vrem să controlăm un sistem în care ieșirea poate fi oriunde în setul X, cu o valoare generică x, astfel încât x aparține lui X. Să luăm în considerare un anumit set A care este un subset al lui X astfel încât toți membrii lui A să aparțină intervalul 0 și 1. Setul A este cunoscut ca un set fuzzy și valoarea lui fLA(x) la x denotă gradul de apartenență la x în acel set. Rezultatul este decis pe baza gradului de apartenență la x în set. Această atribuire a calității de membru depinde de asumarea rezultatelor, în funcție de intrări și de rata de schimbare a intrărilor.
Aceste seturi fuzzy sunt reprezentate grafic folosind funcții de apartenență și rezultatul este decis pe baza gradului de apartenență în fiecare parte a funcției. Componența seturilor este decisă de logica IF-Else.
În general, variabilele setului sunt starea intrărilor și gradele de schimbări ale intrării și apartenența la ieșire depinde de logica funcționării ȘI a stării intrării și de rata de schimbare a intrării. Pentru un sistem cu intrări multiple, variabilele pot fi, de asemenea, diferitele intrări, iar ieșirea poate fi rezultatul posibil al operației ȘI între variabile.
Sistem de control Fuzzy
Un sistem de control fuzzy constă din următoarele componente:
Un Fuzzy Logic Control System
Un Fuzzifier care transformă variabilele măsurate sau de intrare în forme numerice în variabile lingvistice.
Un controler efectuează operația logică fuzzy de atribuire a ieșirilor pe baza informațiilor lingvistice. Acesta efectuează raționamente aproximative bazate pe modul uman de interpretare pentru a realiza logica de control. Controlerul este format din baza de cunoștințe și din motorul de inferență. Baza de cunoștințe constă din funcțiile de membru și regulile fuzzy, care sunt obținute prin cunoașterea funcționării sistemului în funcție de mediu.
Defuzificatorul convertește această ieșire fuzzy la ieșirea necesară pentru a controla sistemul.
Un sistem de control simplu care utilizează Fuzzy Logic pentru a controla viteza ventilatorului în funcție de temperatura intrării.
Să presupunem că doriți să controlați viteza ventilatorului în funcție de temperatura camerei. Pentru un profan normal dacă temperatura camerei este de așa natură încât se simte prea fierbinte, atunci viteza ventilatorului crește la valoarea maximă. Dacă se simte puțin fierbinte, atunci viteza ventilatorului crește moderat. Dacă el / ea se simte prea rece, viteza ventilatorului scade drastic.
Deci, cum să vă faceți computerul să facă acest lucru?
Astfel putem realiza acest lucru:
Controlul vitezei ventilatorului pe baza temperaturii de intrare
- Senzorul de temperatură măsoară valorile de temperatură ale încăperilor. Valorile obținute sunt luate și apoi date la fuzzifier.
- Fuzzifierul atribuie variabile lingvistice pentru fiecare valoare măsurată și rata de schimbare a valorii măsurate.
De exemplu, dacă valoarea măsurată este de 40⁰C și mai mare, atunci camera este prea fierbinte
Dacă valoarea măsurată este între 30 betweenC și 40⁰C, camera este destul de fierbinte
Dacă valoarea măsurată este de la 22 la 28⁰C, camera este moderată
Dacă valoarea măsurată este de la 10 la 20⁰C, camera este rece
Dacă valoarea măsurată este sub 10, camera este prea rece.
- Următorul pas implică funcționarea bazei de cunoștințe care conține informațiile acestor funcții membre, precum și baza de reguli.
De exemplu, dacă Camera este prea fierbinte ȘI camera se încălzește rapid, atunci setați viteza ventilatorului la Mare
Dacă camera este prea fierbinte ȘI camera se încălzește încet, atunci setați viteza ventilatorului la mai mică de mare.
- Următorul pas implică conversia acestei variabile de ieșire lingvistică în variabile numerice sau variabile logice utilizate pentru a conduce ventilatorul șofer de motor .
- Ultimul pas implică controlul vitezei ventilatorului, oferind o intrare adecvată conducătorului motorului ventilatorului.
Deci, aceasta este o scurtă prezentare generală a Fuzzy Logic, orice intrări suplimentare sunt binevenite să fie adăugate.
