7.4 Интеллектуальные методы управления
В интеллектуальных мехатронных системах широко использу-
ются интеллектуальные методы управления.
Под интеллектуальными понимают методы, основанные на
использовании аналогии с функционированием человеческого мозга.
К ним относятся метод нечеткой логики и метод нейронных сетей.
Эти методы реализуются компьютерными устройствами –
контроллерами и достаточно хорошо программно обеспечены, нап-
ример, известными пакетами Fuzzy Logic Toolbox, Neural Network
Toolbox из программного пакета MATLAB.
228
В настоящем пособии представляется целесообразным дать
сведения о сущности этих методов на примерах применения в
мехатронных устройствах исполнительного уровня как основы для
их дальнейшего более углубленного изучения и использования.
7.4.1 Метод нечеткой логики
Метод нечеткой логики или фаззи-логики основывается на
ассоциативном восприятии мозгом человека совокупности неко-
торых количественно определяемых явлений и выработке решений,
исходя из этих восприятий.
Например, если человеку даже не указать значение температуры
воздуха, но сказать «очень холодно», «тепло», «жарко», у него
возникнет ассоциативное представление о ней. В результате он
примет решение, в какой одежде выйти из дому.
Учитывая перевод данного пособия на английский язык, а также
некоторую двусмысленность используемого в отечественной лите-
ратуре определения «нечеткий регулятор», в дальнейшем употреб-
ляются термины: фаззи-логика, фаззи-управление, фаззи-регулятор.
Слово «fuzzy» переводится с английского языка как «нечеткий»,
«неясный», а в термине «метод фаззи-логики» оно означает, что этот
метод при решении задач регулирования использует понятие нечет-
ких множеств.
Хотя основные идеи фаззи-управления были высказаны ученым
Л. Заде еще в 1965 г., практическая реализация фаззи систем нача-
лась в 90-х годах прошлого столетия, что было, в частности, обеспе-
чено развитием микрокомпьютерной техники. Внедрение фаззи-
систем управления происходило широко и стремительно, благодаря
чему к настоящему времени они нашли применение от сложных
систем вооружения до бытовой техники: видеокамер, холодиль-
ников, стиральных машин и др. Столь широкое и быстрое распрост-
ранение фаззи-систем обусловлено рядом их важных достоинств:
– простота в разработке, не требующая специального матема-
тического аппарата (операторных преобразований, матричного
исчисления и т.д.);
– малая стоимость фаззи-регулятора, представляющего собой
небольшой процессорный блок и малые габариты:
– хорошая сопрягаемость с компьютерными устройствами более
высокой иерархической ступени;
229
– возможность возложения на фаззи-контроллер дополнитель-
ных логических и программных функций.
В четких множествах, их величины х
i
могут принадлежать
либо не принадлежать множеству. Четкое множество, например, А,
отображается записью
А{ x
1
, x
2
, …, x
n
}. (7.1)
Это означает, что величины x
1
, x
2
, …, x
n
принадлежат множеству
А, а y
1
, y
2
, …, y
n
или x
n+1
– не принадлежат.
В нечетком множестве элементы принадлежат ему с опреде-
ленной степенью принадлежности. Нечеткое множество записы-
вается как
Достарыңызбен бөлісу: |