Fuzzy Logic - Isang Paraan upang Makamit ang Kontrol Batay sa mga Imprecise Input

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa panahong ito ng digital control, halos lahat ng appliance ay kinokontrol gamit ang digital control antas gamit ang 1 at 0. Ngunit isipin mo lamang, hindi ba medyo hindi praktikal na isipin ang bawat output ng pang-araw-araw na mga proseso na nakatagpo ka, nakasalalay lamang sa dalawang estado ng pag-input. Hindi, Tiyak. Isipin lamang ang iyong ina na nagluluto ng masarap na pagkain at hindi mo mapigilan ang iyong sarili na purihin siya. Kaya't paano naging masarap ang pagkain? Sa pagdaragdag ng mga sangkap sa wastong dami at proporsyon, syempre. Kaya paano niya ito pinamamahalaan? Na may perpektong kaalaman sa bilang sa mga dami? Hindi laging. Ginagawa niya iyon sa isang kilalang ideya, na may karanasan. Dito nagmumula ang ideya ng isang lohika ng kontrol na gumagamit ng mga degree ng estado ng pag-input sa halip na ang mga input mismo ay isang lohika na hindi nangangailangan ng ilang mga perpektong input ngunit sa halip ay gumagana lamang sa isang tipikal na pagtatantya ng mga input. Ito ay malabo na lohika.

Ano ang Fuzzy Logic?

Ang malabo na lohika ay isang pangunahing sistema ng kontrol na umaasa sa mga degree na estado ng input at ang output ay nakasalalay sa estado ng input at rate ng pagbabago ng estado na ito. Sa madaling salita, gumagana ang isang malabo na sistema ng lohika sa prinsipyo ng pagtatalaga ng isang partikular na output depende sa posibilidad ng estado ng pag-input.




Paano nagmula ang Fuzzy Logic?

Ang Fuzzy Logic ay binuo noong 1965 ni Lotfi Zadeh sa University of California, Berkley bilang isang paraan upang maisagawa ang mga proseso ng computer batay sa natural na halaga kaysa sa mga halagang binary. Una itong ginamit bilang isang paraan upang maproseso ang data at kalaunan ay nagsimulang magamit bilang isang diskarte sa pagkontrol.

Paano gumagana ang Fuzzy Logic?

Gumagana ang malabo na lohika sa konsepto ng pagpapasya ng output batay sa mga pagpapalagay. Gumagana ito batay sa mga set. Ang bawat set ay kumakatawan sa ilang mga variable ng wika na tumutukoy sa posibleng estado ng output. Ang bawat posibleng estado ng pag-input at mga antas ng pagbabago ng estado ay isang bahagi ng hanay, depende kung saan hinulaan ang output. Gumagawa ito sa prinsipyo ng If-else-the, ibig sabihin Kung ang A AT B Pagkatapos Z.



Ipagpalagay na nais naming kontrolin ang isang system kung saan ang output ay maaaring maging saanman sa itinakdang X, na may isang generic na halaga x, tulad na ang x ay kabilang sa X. Isaalang-alang ang isang partikular na set A na isang subset ng X tulad na ang lahat ng mga miyembro ng A ay kabilang sa ang agwat 0 at 1. Ang set A ay kilala bilang isang malabo na hanay at ang halaga ng fSA(x) sa x ay nangangahulugan ng antas ng pagiging kasapi ng x sa hanay na iyon. Ang output ay napagpasyahan batay sa antas ng pagiging kasapi ng x sa hanay. Ang pagtatalaga ng pagiging kasapi na ito ay nakasalalay sa palagay ng mga output depende sa mga input at rate ng pagbabago ng mga input.

Ang mga malabo na hanay na ito ay kinakatawan nang grapiko gamit ang mga pag-andar ng pagiging miyembro at ang output ay napagpasyahan batay sa antas ng pagiging miyembro sa bawat bahagi ng pagpapaandar. Ang pagiging miyembro ng mga set ay napagpasyahan ng IF-Else na lohika.


Pangkalahatan, ang mga variable ng set ay ang estado ng mga input at ang degree ng mga pagbabago ng input at ang pagiging miyembro ng output ay nakasalalay sa lohika ng AT pagpapatakbo ng estado ng input at ang rate ng pagbabago ng input. Para sa isang multi-input system, ang mga variable ay maaari ring magkakaibang mga input at ang output ay maaaring maging posibleng resulta ng pagpapatakbo AT sa pagitan ng mga variable.

Malabo na Control System

Ang isang malabo na control system ay binubuo ng mga sumusunod na bahagi:

Isang Fuzzy Logic Control System

Isang Fuzzy Logic Control System

Isang Fuzzifier na binabago ang sinusukat o ang mga variable ng pag-input sa mga pormang pang-bilang sa mga variable na pangwika.

Isang Controller gumaganap ang malabo na pagpapatakbo ng lohika ng pagtatalaga ng mga output batay sa impormasyong pangwika. Gumagawa ito ng tinatayang pangangatuwiran batay sa paraan ng tao ng interpretasyon upang makamit ang kontrol sa lohika. Ang controller ay binubuo ng base ng kaalaman at ang makina ng hinuha. Ang batayan ng kaalaman ay binubuo ng mga pagpapaandar ng pagiging kasapi at malabo na mga patakaran, na nakuha ng kaalaman sa pagpapatakbo ng system ayon sa kapaligiran.

Ang Defuzzifier nagko-convert ang malabo na output na ito sa kinakailangang output upang makontrol ang system.

Isang Simpleng Control System gamit ang Fuzzy Logic upang Makontrol ang Bilis ng Fan Nakasalalay sa Temperatura ng Input.

Ipagpalagay na nais mong kontrolin ang bilis ng fan depende sa temperatura ng kuwarto. Para sa isang normal na karaniwang tao kung ang temperatura ng silid ay tulad ng sa tingin niya ay masyadong mainit, kung gayon ang bilis ng fan ay nadagdagan sa buong halaga. Kung sa tingin niya ay medyo mainit, ang bilis ng fan ay nadagdagan ng katamtaman. Kung pakiramdam niya ay masyadong malamig, ang bilis ng fan ay nabawasan nang husto.

Kaya Paano gagawin ang iyong Computer na gawin ito?

Ito ay kung paano natin makakamtan ito:

Pagkontrol ng Bilis ng Fan batay sa Temperatura Input

Pagkontrol ng Bilis ng Fan batay sa Temperatura Input

  • Sinusukat ng sensor ng temperatura ang mga halaga ng temperatura ng mga silid. Ang nakuha na mga halaga ay kinuha at pagkatapos ay ibigay sa fuzzifier.
  • Ang fuzzifier ay nagtatalaga ng mga variable ng wika para sa bawat nasukat na halaga at ang rate ng pagbabago ng sinusukat na halaga.

Halimbawa, kung ang sinusukat na halaga ay 40⁰C at mas mataas, kung gayon ang silid ay masyadong mainit

Kung ang sinusukat na halaga ay nasa pagitan ng 30⁰C hanggang 40⁰C, ang silid ay medyo mainit

Kung ang sinusukat na halaga ay 22 hanggang 28⁰C, ang silid ay katamtaman

Kung ang sinusukat na halaga ay 10 hanggang 20⁰C, malamig ang silid

Kung ang sinusukat na halaga ay mas mababa sa 10, ang silid ay masyadong malamig.

  • Ang kasunod na hakbang ay nagsasangkot ng paggana ng base ng kaalaman na naglalaman ng impormasyon ng mga pagpapaandar ng miyembro na ito pati na rin ang batayang panuntunan.

Halimbawa, kung ang Room ay masyadong mainit AT ang silid ay umiinit nang mabilis, pagkatapos ay itakda ang bilis ng fan sa Mataas

Kung ang Room ay masyadong mainit AT ang silid ay umiinit nang dahan-dahan, pagkatapos ay itakda ang bilis ng fan sa mas mababa sa Mataas.

  • Ang kasunod na hakbang ay nagsasangkot ng pag-convert ng variable ng output ng linguistic na ito sa mga variable na bilang o mga lohikal na variable na ginamit upang himukin ang fan driver ng motor .
  • Ang panghuling hakbang ay nagsasangkot ng pagkontrol sa bilis ng fan sa pamamagitan ng pagbibigay ng tamang input sa driver ng fan motor.

Kaya't ito ay isang maikling pangkalahatang ideya ng Fuzzy Logic, ang anumang karagdagang mga input ay malugod na maidaragdag.