Trong kỷ nguyên kiểm soát kỹ thuật số này, hầu hết mọi thiết bị đều được kiểm soát bằng cách sử dụng điều khiển kỹ thuật số cấp độ sử dụng 1 và 0. Nhưng hãy nghĩ xem, có phải là không thực tế khi nghĩ rằng mọi đầu ra của các quy trình hàng ngày bạn gặp phải, chỉ phụ thuộc vào hai trạng thái của đầu vào. Không, chắc chắn. Chỉ cần tưởng tượng mẹ bạn nấu một món ăn ngon nào đó và bạn sẽ không thể ngừng khen ngợi mẹ. Vậy làm thế nào mà thức ăn trở nên ngon như vậy? Tất nhiên, với việc bổ sung các thành phần với số lượng và tỷ lệ thích hợp. Vậy làm thế nào để cô ấy quản lý điều đó? Với kiến thức số hoàn hảo về các đại lượng? Không phải luôn luôn. Cô ấy làm điều đó với một ý tưởng đã biết, đi kèm với kinh nghiệm. Đây là nơi nảy sinh ý tưởng về logic điều khiển sử dụng các mức độ của trạng thái đầu vào thay vì chính các đầu vào, một logic không yêu cầu một số đầu vào hoàn hảo mà chỉ hoạt động với ước tính thông thường của các đầu vào. Đây là logic mờ.

Logic mờ là gì?

Logic mờ là một hệ thống điều khiển cơ bản dựa vào mức độ trạng thái của đầu vào và đầu ra phụ thuộc vào trạng thái của đầu vào và tốc độ thay đổi của trạng thái này. Nói cách khác, một hệ thống logic mờ hoạt động trên nguyên tắc gán một đầu ra cụ thể tùy thuộc vào xác suất trạng thái của đầu vào.

Làm thế nào để Fuzzy Logic có nguồn gốc?

Logic mờ được phát triển vào năm 1965 bởi Lotfi Zadeh tại Đại học California, Berkley như một cách để thực hiện các quy trình máy tính dựa trên các giá trị tự nhiên chứ không phải là giá trị nhị phân. Ban đầu nó được sử dụng như một cách để xử lý dữ liệu và sau đó bắt đầu được sử dụng như một chiến lược kiểm soát.

Logic mờ hoạt động như thế nào?

Logic mờ hoạt động dựa trên khái niệm quyết định đầu ra dựa trên các giả định. Nó hoạt động dựa trên bộ. Mỗi tập hợp đại diện cho một số biến ngôn ngữ xác định trạng thái có thể có của đầu ra. Mỗi trạng thái có thể có của đầu vào và mức độ thay đổi của trạng thái là một phần của tập hợp, tùy thuộc vào đó đầu ra được dự đoán. Nó hoạt động theo nguyên tắc If-else-the, tức là If A AND B Then Z.

Giả sử chúng ta muốn điều khiển một hệ thống trong đó đầu ra có thể ở bất kỳ đâu trong tập X, với giá trị chung x, sao cho x thuộc X. Hãy xem xét một tập cụ thể A là tập con của X sao cho tất cả các thành viên của A đều thuộc khoảng 0 và 1. Tập A đã biết là một tập mờ và giá trị của f_ĐẾN(x) tại x biểu thị mức độ thành viên của x trong tập hợp đó. Đầu ra được quyết định dựa trên mức độ thành viên của x trong tập hợp. Việc ấn định thành viên này phụ thuộc vào giả định của các đầu ra phụ thuộc vào các yếu tố đầu vào và tốc độ thay đổi của các yếu tố đầu vào.

Các tập mờ này được biểu diễn bằng đồ thị bằng cách sử dụng các hàm liên thuộc và đầu ra được quyết định dựa trên mức độ liên thuộc trong mỗi phần của hàm. Thành viên của các tập hợp được quyết định bởi logic IF-Else.

Nói chung, các biến của tập hợp là trạng thái của đầu vào và mức độ thay đổi của đầu vào và thành viên của đầu ra phụ thuộc vào logic hoạt động AND của trạng thái đầu vào và tốc độ thay đổi của đầu vào. Đối với hệ thống nhiều đầu vào, các biến cũng có thể là các đầu vào khác nhau và đầu ra có thể là kết quả có thể có của phép toán AND giữa các biến.

Hệ thống điều khiển mờ

Hệ thống điều khiển mờ bao gồm các thành phần sau:

Hệ thống điều khiển logic mờ

Máy tạo sóng chuyển đổi các biến đo lường hoặc các biến đầu vào ở dạng số thành các biến ngôn ngữ.

Bộ điều khiển thực hiện hoạt động logic mờ của việc gán kết quả đầu ra dựa trên thông tin ngôn ngữ. Nó thực hiện suy luận gần đúng dựa trên cách giải thích của con người để đạt được logic điều khiển. Bộ điều khiển bao gồm cơ sở kiến thức và công cụ suy luận. Cơ sở tri thức bao gồm các hàm liên thuộc và các luật mờ, được thu thập bằng kiến thức về hoạt động của hệ thống theo môi trường.

Máy tách nước chuyển đầu ra mờ này thành đầu ra cần thiết để điều khiển hệ thống.

Hệ thống điều khiển đơn giản sử dụng Logic mờ để điều khiển tốc độ của quạt tùy thuộc vào nhiệt độ của đầu vào.

Giả sử bạn muốn điều khiển tốc độ của quạt tùy thuộc vào nhiệt độ của phòng. Đối với một người bình thường, nếu nhiệt độ của phòng đến mức anh ta / cô ta cảm thấy quá nóng, thì tốc độ quạt được tăng lên đến hết giá trị. Nếu cảm thấy hơi nóng thì tốc độ quạt tăng vừa phải. Nếu anh ấy / cô ấy cảm thấy quá lạnh, tốc độ quạt sẽ giảm đáng kể.

Vì vậy, Làm thế nào để làm cho Máy tính của bạn làm điều này?

Đây là cách chúng tôi có thể đạt được điều này:

Điều khiển tốc độ quạt dựa trên nhiệt độ đầu vào

Cảm biến nhiệt độ đo các giá trị nhiệt độ của các phòng. Các giá trị thu được được lấy và sau đó đưa đến bộ tạo sóng.
Bộ tạo sóng chỉ định các biến ngôn ngữ cho từng giá trị đo được và tốc độ thay đổi của giá trị đo.

Ví dụ: nếu giá trị đo được là 40 ° C trở lên, thì phòng quá nóng

Nếu giá trị đo được trong khoảng từ 30⁰C đến 40⁰C, phòng khá nóng

Nếu giá trị đo được là 22 đến 28⁰C thì phòng vừa phải

Nếu giá trị đo được là 10 đến 20⁰C, phòng lạnh

Nếu giá trị đo được dưới 10, phòng quá lạnh.

Bước tiếp theo liên quan đến hoạt động của cơ sở tri thức chứa thông tin của các hàm thành viên này cũng như cơ sở quy tắc.

Ví dụ: nếu Phòng quá nóng VÀ phòng đang nóng lên nhanh chóng, thì hãy đặt tốc độ quạt thành Cao

Nếu Phòng quá nóng VÀ phòng nóng lên từ từ, thì hãy đặt tốc độ quạt thấp hơn Cao.

Bước tiếp theo liên quan đến việc chuyển đổi biến đầu ra ngôn ngữ này thành biến số hoặc biến logic được sử dụng để điều khiển quạt người điều khiển động cơ .