Mehka logika - način za doseganje nadzora na podlagi nenatančnih vnosov

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





V tej dobi digitalnega nadzora je skoraj vsak aparat nadzorovan z uporabo digitalni nadzor raven z uporabo 1 in 0. Toda samo pomislite, ali ni povsem nepraktično misliti, da je vsak izhod dnevnih procesov, na katerega naletite, odvisen samo od dveh vhodnih stanj. Ne, vsekakor. Zamislite si le, da vaša mama kuha nekaj okusne hrane in se ne morete ustaviti, da je ne bi pohvalili. Torej, kako hrana postane tako okusna? Z dodatkom sestavin v ustrezni količini in razmerju, seveda. Torej, kako ji to uspe? S popolnim numeričnim znanjem količin? Ni vedno. To počne z znano idejo, ki prihaja z izkušnjami. Tu pride ideja krmilne logike, ki uporablja stopnje vhodnega stanja in ne vhodov samega, logika, ki ne zahteva nekaj popolnih vhodov, temveč deluje le s tipično oceno vhodov. To je mehka logika.

Kaj je Fuzzy Logic?

Mehka logika je osnovni nadzorni sistem, ki se opira na stopnje stanja vhoda, izhod pa je odvisen od stanja vhoda in hitrosti spremembe tega stanja. Z drugimi besedami, mehki logični sistem deluje na principu dodelitve določenega izhoda, odvisno od verjetnosti stanja vhoda.




Kako je nastala Fuzzy Logic?

Fuzzy Logic je leta 1965 razvil Lotfi Zadeh na kalifornijski univerzi v Berkleyju kot način za izvajanje računalniških procesov, ki temeljijo na naravnih vrednostih in ne na binarnih vrednostih. Sprva je bil uporabljen kot način obdelave podatkov, kasneje pa se je začel uporabljati kot nadzorna strategija.

Kako deluje mehka logika?

Mehka logika deluje na konceptu odločanja o rezultatu na podlagi predpostavk. Deluje na podlagi sklopov. Vsak niz predstavlja nekaj jezikovnih spremenljivk, ki opredeljujejo možno stanje izhoda. Vsako možno stanje vhoda in stopnje spremembe stanja so del nabora, odvisno od tega, kakšen je izhod napovedan. Deluje po principu If-else-the, torej če je A IN B, potem Z.



Recimo, da želimo nadzorovati sistem, kjer je izhod lahko kjer koli v nizu X, z generično vrednostjo x, tako da x pripada X. Razmislite o določenem nizu A, ki je podskupina X, tako da vsi člani skupine interval 0 in 1. Skupina A je znana kot mehki niz in vrednost fTO(x) pri x pomeni stopnjo pripadnosti x v tem nizu. Rezultat se določi glede na stopnjo pripadnosti x v nizu. Ta dodelitev članstva je odvisna od predpostavke izhodov, odvisno od vložkov in hitrosti spremembe vhodov.

Ti mehki nabori so grafično predstavljeni z uporabo funkcij članstva, rezultat pa se določi glede na stopnjo članstva v vsakem delu funkcije. O članstvu v nizih odloča logika IF-Else.


Na splošno so spremenljivke nabora stanje vhodov in stopnje sprememb vhoda, pripadnost izhoda pa je odvisna od logike delovanja sistema IN in hitrosti spremembe vhoda. Za večvhodni sistem so spremenljivke lahko tudi različni vhodi, izhod pa je lahko možen rezultat operacije AND med spremenljivkami.

Mehki nadzorni sistem

Mehki nadzorni sistem je sestavljen iz naslednjih komponent:

Sistem za nadzor mehke logike

Sistem za nadzor mehke logike

Mehčalec ki pretvori izmerjene ali vhodne spremenljivke v številčnih oblikah v jezikovne spremenljivke.

Krmilnik izvaja mehko logično operacijo dodeljevanja izhodov na podlagi jezikovnih informacij. Izvaja približna sklepanja na podlagi človeškega načina interpretacije, da doseže logiko nadzora. Krmilnik je sestavljen iz baze znanja in mehanizma sklepanja. Osnovo znanja sestavljajo funkcije članstva in mehka pravila, ki jih dobimo z znanjem o delovanju sistema glede na okolje.

Razmazalnik pretvori ta mehki izhod v zahtevani izhod za nadzor sistema.

Preprost nadzorni sistem z mehko logiko za nadzor hitrosti ventilatorja, odvisno od temperature vhoda.

Recimo, da želite nadzorovati hitrost ventilatorja, odvisno od temperature prostora. Običajnemu laiku, če je temperatura prostora takšna, da se počuti pretoplo, se hitrost ventilatorja poveča na polno vrednost. Če se počuti nekoliko vroče, se hitrost ventilatorja zmerno poveča. Če se počuti prehladno, se hitrost ventilatorja drastično zmanjša.

Torej, kako to narediti v računalniku?

To lahko dosežemo tako:

Nadzor hitrosti ventilatorja na osnovi vnosa temperature

Nadzor hitrosti ventilatorja na osnovi vnosa temperature

  • Temperaturni senzor meri temperaturne vrednosti prostorov. Dobljene vrednosti se vzamejo in nato dodelijo fuzzifierju.
  • Fuzzifier dodeli jezikovne spremenljivke za vsako izmerjeno vrednost in hitrost spremembe izmerjene vrednosti.

Če je na primer izmerjena vrednost 40 ° C in več, je soba prevroča

Če je izmerjena vrednost med 30⁰C in 40⁰C, je v prostoru vroče

Če je izmerjena vrednost 22 do 28⁰C, je soba zmerna

Če je izmerjena vrednost 10 do 20⁰C, je v prostoru hladno

Če je izmerjena vrednost pod 10, je prostor prehladen.

  • Naslednji korak vključuje delovanje baze znanja, ki vsebuje informacije o teh članskih funkcijah in bazo pravil.

Če je na primer Soba pretoplo IN se soba hitro segreva, nastavite hitrost ventilatorja na Visoka

Če je v sobi pretoplo in se soba počasi segreva, nastavite hitrost ventilatorja na manj kot visoko.

  • Naslednji korak vključuje pretvorbo te jezikovne izhodne spremenljivke v numerične spremenljivke ali logične spremenljivke, ki se uporabljajo za pogon ventilatorja voznik motorja .
  • Zadnji korak vključuje nadzor hitrosti ventilatorja z ustreznim vnosom gonilnika motorja ventilatorja.

Torej, to je kratek pregled Fuzzy Logic, dobrodošli so vsi nadaljnji vnosi.