Размита логика - начин за постигане на контрол въз основа на неточни входове

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





В тази ера на цифрово управление почти всеки уред се контролира с помощта цифровото управление ниво, използвайки 1 и 0. Но само си помислете, не е ли непрактично да мислите, че всеки изход от ежедневните процеси, с които се сблъсквате, зависи само от две състояния на входа. Не, определено. Само си представете, че майка ви готви вкусна храна и не можете да се спрете да я похвалите. И така, как храната става толкова вкусна? С добавяне на съставки в подходящо количество и пропорция, разбира се. И така, как тя се справя с това? С перфектни цифрови познания за величините? Не винаги. Тя прави това с известна идея, която идва с опит. Тук идва идеята за контролна логика, която използва степента на входното състояние, а не самите входове, логика, която не изисква някои перфектни входове, а по-скоро работи само с типична оценка на входовете. Това е размита логика.

Какво е Fuzzy Logic?

Размитата логика е основна система за управление, която разчита на степента на състоянието на входа и изходът зависи от състоянието на входа и скоростта на промяна на това състояние. С други думи, размитата логическа система работи на принципа на присвояване на определен изход в зависимост от вероятността за състоянието на входа.




Как възникна Fuzzy Logic?

Fuzzy Logic е разработена през 1965 г. от Lotfi Zadeh от Калифорнийския университет в Беркли като начин за извършване на компютърни процеси, базирани на естествени стойности, а не на двоични стойности. Първоначално се използва като начин за обработка на данни, а по-късно започва да се използва като стратегия за контрол.

Как работи Fuzzy Logic?

Размитата логика работи върху концепцията за вземане на решение на базата на предположения. Работи въз основа на комплекти. Всеки набор представлява някои езикови променливи, определящи възможното състояние на изхода. Всяко възможно състояние на входа и степента на промяна на състоянието са част от набора, в зависимост от това кой изход се прогнозира. Той работи на принципа на If-else-the, т.е.Ако A И B, тогава Z.



Да предположим, че искаме да контролираме система, при която изходът може да бъде навсякъде в множеството X, с родова стойност x, такава, че x принадлежи на X. Помислете за определен набор A, който е подмножество на X, така че всички членове на A принадлежат към интервалът 0 и 1. Множеството A е известно като размито множество и стойността на fДА СЕ(x) при x означава степента на членство на x в този набор. Резултатът се определя въз основа на степента на членство на x в набора. Това определяне на членство зависи от приемането на изходите в зависимост от входовете и скоростта на промяна на входовете.

Тези размити множества са представени графично с помощта на функции за членство и изходът се решава въз основа на степента на членство във всяка част на функцията. Членството в множествата се определя от логиката IF-Else.


Обикновено променливите на набора са състоянието на входовете и степента на промени на входа, а членството на изхода зависи от логиката на И операцията на състоянието на входа и скоростта на промяна на входа. За система с множество входове променливите могат да бъдат и различните входове, а изходът може да бъде възможният резултат от операцията И между променливите.

Размита система за контрол

Размитата система за управление се състои от следните компоненти:

Система за управление с размита логика

Система за управление с размита логика

Размивач което преобразува измерените или входните променливи в числови форми в езикови променливи.

Контролер изпълнява размитата логическа операция за присвояване на изходите въз основа на езиковата информация. Той извършва приблизителни разсъждения въз основа на човешкия начин на тълкуване, за да постигне логика на управление. Контролерът се състои от базата знания и механизма за извод. Базата от знания се състои от функциите за членство и размитите правила, които се получават чрез познаване на работата на системата според средата.

Размазвачът преобразува този размит изход в необходимия изход за управление на системата.

Лесна система за управление, използваща размита логика за управление на скоростта на вентилатора в зависимост от температурата на входа.

Да предположим, че искате да контролирате скоростта на вентилатора в зависимост от температурата на помещението. За нормален неспециалист, ако температурата в помещението е такава, че той / тя се чувства твърде горещо, тогава скоростта на вентилатора се увеличава до пълната стойност. Ако той / тя се чувства малко горещо, тогава скоростта на вентилатора се увеличава умерено. Ако той / тя се чувства твърде студено, скоростта на вентилатора се намалява драстично.

И така, как да накарате компютъра си да направи това?

Ето как можем да постигнем това:

Контролиране на скоростта на вентилатора въз основа на входа на температурата

Контролиране на скоростта на вентилатора въз основа на входа на температурата

  • Температурният сензор измерва температурните стойности на помещенията. Получените стойности се вземат и след това се дават на размивача.
  • Размивачът присвоява езикови променливи за всяка измерена стойност и скоростта на промяна на измерената стойност.

Например, ако измерената стойност е 40 ° C и повече, тогава стаята е твърде гореща

Ако измерената стойност е между 30⁰C до 40⁰C, стаята е доста гореща

Ако измерената стойност е от 22 до 28⁰C, помещението е умерено

Ако измерената стойност е от 10 до 20⁰C, стаята е студена

Ако измерената стойност е под 10, стаята е твърде студена.

  • Следващата стъпка включва функционирането на базата от знания, която съдържа информацията за тези функции на членовете, както и базата от правила.

Например, ако Стаята е прекалено гореща И стаята се нагрява бързо, настройте скоростта на вентилатора на Висока

Ако Стаята е прекалено гореща И стаята се нагрява бавно, настройте скоростта на вентилатора на по-малко от Висока.

  • Следващата стъпка включва преобразуване на тази лингвистична изходна променлива в числови променливи или логически променливи, използвани за задвижване на вентилатора шофьор на мотор .
  • Последната стъпка включва контролиране на скоростта на вентилатора, като се даде правилен вход на драйвера на двигателя на вентилатора.

Така че това е кратък преглед на размитата логика, всички допълнителни входове са добре дошли да бъдат добавени.