퍼지 로직 – 부정확 한 입력을 기반으로 제어를 달성하는 방법

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





이 디지털 제어 시대에는 거의 모든 기기가 디지털 컨트롤 레벨은 1과 0을 사용합니다.하지만 일상적인 프로세스의 모든 출력이 입력의 두 가지 상태에만 의존한다고 생각하는 것은 비실용적이지 않습니다. 아니, 확실히. 엄마가 맛있는 음식을 요리한다고 상상해보세요. 엄마를 칭찬하는 것을 멈출 수는 없습니다. 그럼 음식이 어떻게 그렇게 맛있어 지나요? 물론 적절한 양과 비율로 재료를 추가합니다. 그래서 그녀는 그것을 어떻게 관리합니까? 수량에 대한 완벽한 수치 지식이 있습니까? 항상 그런 것은 아닙니다. 그녀는 경험과 함께 알려진 아이디어로 그렇게합니다. 여기에서 입력 자체보다는 입력 상태의 정도를 사용하는 제어 로직의 아이디어가 나오는데, 이는 완벽한 입력이 필요하지 않고 입력의 일반적인 추정으로 만 작동하는 로직입니다. 이것은 퍼지 논리입니다.

퍼지 로직이란?

퍼지 로직은 입력 상태의 정도에 의존하는 기본 제어 시스템이며 출력은 입력 상태와이 상태의 변화율에 따라 달라집니다. 즉, 퍼지 논리 시스템은 입력 상태의 확률에 따라 특정 출력을 할당하는 원리로 작동합니다.




퍼지 로직은 어떻게 시작 되었습니까?

Fuzzy Logic은 1965 년 버클리 캘리포니아 대학교의 Lotfi Zadeh가 바이너리 값이 아닌 자연 값을 기반으로 컴퓨터 프로세스를 수행하는 방법으로 개발했습니다. 처음에는 데이터를 처리하는 방법으로 사용되었으며 나중에 제어 전략으로 사용되기 시작했습니다.

퍼지 로직은 어떻게 작동합니까?

퍼지 논리는 가정을 기반으로 출력을 결정하는 개념에서 작동합니다. 세트를 기반으로 작동합니다. 각 세트는 출력의 가능한 상태를 정의하는 일부 언어 변수를 나타냅니다. 입력의 가능한 각 상태와 상태의 변화 정도는 출력이 예측되는 것에 따라 세트의 일부입니다. If-else-the, 즉 If A AND B Then Z에 따라 작동합니다.



x가 X에 속하도록 일반 값 x를 사용하여 출력이 집합 X의 어느 위치 에나있을 수있는 시스템을 제어한다고 가정합니다. A의 모든 구성원이 속하도록 X의 하위 집합 인 특정 집합 A를 고려합니다. 간격 0과 1입니다. 집합 A는 퍼지 집합이라고하며 f의 값은(x) at x는 해당 집합에서 x의 멤버십 정도를 나타냅니다. 출력은 집합에서 x의 구성원 수준에 따라 결정됩니다. 이러한 멤버십 할당은 투입물과 투입물의 변화율에 따른 산출물의 가정에 달려 있습니다.

이러한 퍼지 세트는 멤버쉽 함수를 사용하여 그래픽으로 표현되며 출력은 함수의 각 부분에있는 멤버쉽 정도에 따라 결정됩니다. 집합의 구성원은 IF-Else 논리에 의해 결정됩니다.


일반적으로 집합의 변수는 입력의 상태와 입력의 변화 정도이며 출력의 구성원 자격은 입력 상태의 AND 연산 논리와 입력의 변화율에 따라 달라집니다. 다중 입력 시스템의 경우 변수는 다른 입력이 될 수도 있고 출력은 변수 간의 AND 연산의 가능한 결과 일 수 있습니다.

퍼지 제어 시스템

퍼지 제어 시스템은 다음 구성 요소로 구성됩니다.

퍼지 논리 제어 시스템

퍼지 논리 제어 시스템

퍼지 파이어 측정 변수 또는 입력 변수를 숫자 형식으로 언어 변수로 변환합니다.

컨트롤러 언어 정보를 기반으로 출력을 할당하는 퍼지 논리 연산을 수행합니다. 제어 논리를 달성하기 위해 인간의 해석 방식을 기반으로 대략적인 추론을 수행합니다. 컨트롤러는 지식 기반과 추론 엔진으로 구성됩니다. 지식 기반은 멤버십 기능과 퍼지 규칙으로 구성되며 환경에 따른 시스템 운영에 대한 지식을 통해 얻을 수 있습니다.

디 퍼지 파이어 이 퍼지 출력을 시스템 제어에 필요한 출력으로 변환합니다.

입력 온도에 따라 팬의 속도를 제어하기 위해 퍼지 로직을 사용하는 간단한 제어 시스템.

실내 온도에 따라 팬의 속도를 제어한다고 가정 해 봅시다. 일반 평신도의 경우 실내 온도가 너무 뜨거워지면 팬 속도가 최대 값으로 증가합니다. 약간 뜨거워지면 팬 속도가 적당히 빨라집니다. 너무 추워지면 팬 속도가 급격히 감소합니다.

그렇다면 컴퓨터가 이렇게하는 방법은 무엇입니까?

이것이 우리가 이것을 달성 할 수있는 방법입니다 :

온도 입력에 따라 팬 속도 제어

온도 입력에 따라 팬 속도 제어

  • 온도 센서는 방의 온도 값을 측정합니다. 얻은 값을 취한 다음 퍼지 파이어에 제공합니다.
  • 퍼지 파이어는 각 측정 값과 측정 값의 변화율에 대한 언어 변수를 할당합니다.

예를 들어, 측정 값이 40 ° C 이상이면 실내가 너무 뜨겁습니다.

측정 값이 30⁰C ~ 40⁰C이면 실내가 상당히 뜨겁습니다.

측정 값이 22 ~ 28⁰C이면 실내는 보통입니다.

측정 값이 10 ~ 20 ° C이면 실내가 차갑습니다.

측정 값이 10 미만이면 방이 너무 춥습니다.

  • 다음 단계는 룰베이스뿐만 아니라 이러한 구성원 기능의 정보를 포함하는 지식 기반의 기능을 포함합니다.

예를 들어 방이 너무 뜨겁고 방이 빠르게 가열되는 경우 팬 속도를 높음으로 설정합니다.

방이 너무 뜨겁고 방이 천천히 가열되면 팬 속도를 높음보다 낮게 설정하십시오.

  • 다음 단계는이 언어 출력 변수를 팬을 구동하는 데 사용되는 숫자 변수 또는 논리 변수로 변환하는 것입니다. 모터 드라이버 .
  • 마지막 단계는 팬 모터 드라이버에 적절한 입력을 제공하여 팬 속도를 제어하는 ​​것입니다.

따라서 이것은 퍼지 로직에 대한 간략한 개요이며 추가 입력을 환영합니다.