سامانه کنترل فازی یک سامانه کنترل مبتنی بر منطق فازی است - سامانه ای ریاضی که مقادیر ورودی آنالوگ را به عنوان متغیرهای منطقی تحلیل می کند، یعنی برروی مقادیری پیوسته در بازه بین ۰ و ۱. برخلاف منطق کلاسیک یا دیجیتال، که بر روی مقادیر گسسته ۱ یا ۰ ( درست یا نادرست ) عمل می کند. [ ۱] [ ۲]
منطق فازی به طور گسترده در سامانه های کنترلی استفاده می شود. اصطلاح "فازی" یا مبهم به این واقعیت اشاره دارد که منطق حاکم بر سامانه می تواند با مفاهیمی برخورد کند که نمی توانند به عنوان "درست" یا "نادرست" بیان شوند، بلکه به عنوان "تا حدی درست" بیان می شوند.
اگر چه رویکردهای دیگری مانند الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی می توانند در بسیاری از موارد مانند منطق فازی عمل کنند، اما منطق فازی این مزیت را دارد که راه حل مسئله را می توان به گونه ای که اپراتورهای انسانی آن را درک کرده اند، ارائه و پیاده سازی کرد. به این ترتیب از تجربه آن ها برای طراحی کنترل کننده، بدون داشتن مدل ریاضی دقیقی برای سامانه، استفاده نمود. این خصوصیت باعث می شود تا مکانیزه کردن کارهایی که قبلاً توسط انسان با موفقیت انجام شده اند، آسان تر شود. [ ۱]
منطق فازی توسط لطفی زاده در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در مقاله ای در سال ۱۹۶۵ ارائه گردید. [ ۳] وی در مقاله ای در سال ۱۹۷۳ ایده های خود را در خصوص مفهومی بنام "متغیرهای زبانی" - به عنوان متغیری که در یک مجموعه فازی تعریف شده است - معرفی کرد. [ ۴] اولین کاربرد آن در صنعت، به یک کوره سیمان ساخته شده در دانمارک و در سال ۱۹۷۵ بر می گردد.
سامانه های فازی بطور گسترده در ابتدا در ژاپن پیاده سازی شدند.
• علاقه به سامانه های فازی توسط «سیجی یاسونوبو» و «سوجی میاموتو» از هیتاچی آغاز شد، زمانی که در سال ۱۹۸۵ شبیه سازی هایی را ارائه دادند که امکان سنجی سامانه های کنترل فازی برای متروی سندای را نشان می داد. ایده آن ها به تصویب رسید و سامانه های فازی برای کنترل شتاب، ترمز و توقف قطار شهری، همزمان با افتتاح خط نامبوک در ۱۹۸۷ استفاده شد.
• در سال ۱۹۸۷، «تاکشی یاماکاوا» در آزمایش «آونگ واژگون» استفاده از کنترل فازی را از طریق مجموعه ای از تراشه های اختصاصی و ساده منطقی فازی نشان داد. این یک مسئله کلاسیک کنترل است، که در آن وسیله نقلیه سعی می کند با حرکت به جلو و عقب، آونگ واژگون را به صورت باثبات نگه دارد. در ادامه یاماکاوا با نصب یک لیوان حاوی آب و حتی قراردادن یک موش زنده در بالای آونگ، این مسئله را پیچیده تر کرد و این سامانه با موفقیت در هر دو مورد ثبات خود را حفظ کرد. سرانجام یاماکاوا به منظور بهره برداری از حق ثبت اختراعات خود در این زمینه، اقدام به تأسیس آزمایشگاه تحقیقات سامانه های فازی خود نمود.
• مهندسان ژاپنی متعاقباً طیف گسترده ای از سامانه های فازی را برای کاربردهای صنعتی و خانگی توسعه دادند. در سال ۱۹۸۸، ژاپن آزمایشگاه مهندسی بین المللی فازی ( LIFE ) ، که یک همکاری مشترک بین ۴۸ شرکت برای پیگیری تحقیقات فازی است، را تأسیس کرد. شرکت خودروسازی فولکس واگن تنها عضو خارجی در این توافق بود که یک محقق را برای مدت سه سال به آن اعزام کرد.
• بسیاری از کالاهای مصرفی ژاپنی دارای سامانه های فازی هستند. جاروبرقی ماتسوشیتا از میکروکنترلرهای الگوریتم فازی برای خواندن اطلاعات از سنسورهای گرد و غبار استفاده می کند و بر این اساس قدرت مکش را تنظیم می کند. ماشین لباسشویی هیتاچی از کنترلرهای فازی برای حسگرهای وزن، نوع پارچه و چرک استفاده کرده و به طور خودکار چرخه یا سیکل شستشو را برای استفاده بهینه از انرژی، آب و مواد شوینده تنظیم می کنند.
• کانن یک دوربین فوکوس خودکار را توسعه داد که از یک دستگاه بارجفت شده ( CCD ) برای اندازه گیری وضوح تصویر در شش منطقه از میدان دید خود بهره برده و از اطلاعات ارائه شده برای تعیین میزان فوکوس تصویر استفاده می کند. همچنین سرعت تغییر لنز در حین فوکوس را ردیابی کرده و سرعت آن را کنترل می کند تا از لرزش جلوگیری کند. سامانه کنترل فازی دوربین از ۱۲ ورودی استفاده می کند: ۶ عدد برای بدست آوردن داده های وضوح فعلی ارائه شده توسط CCD و ۶ عدد برای اندازه گیری سرعت تغییر حرکت لنز. خروجی موقعیت لنز است. سامانه کنترل فازی از ۱۳ قانون استفاده می کند و به ۱٫۱ کیلوبایت حافظه نیاز دارد.
• یک سامانه تهویه مطبوع صنعتی طراحی شده توسط شرکت میتسوبیشی از ۲۵ دستور برای کنترل گرما و ۲۵ دستور برای خنک کردن، استفاده می کند. یک سنسور دما، خروجی های کنترلر را که به یک اینورتر، شیر کمپرسور و موتور فن متصل هستند، را فراهم می کند. در مقایسه با طراحی قبلی، کنترلر فازی پنج برابر سریع تر گرم و یا خنک می کند، مصرف برق را ۲۴٪ کاهش می دهد، ثبات دما را دو برابر افزایش می دهد و از سنسورهای کمتری استفاده می کند.
• کاربردهای دیگری که مورد بررسی قرار گرفتند یا پیاده سازی شدند عبارتند از: تشخیص متون دست نویس، رباتیک، ربات هایی که به بیماری های خاص توانبخشی می دهد. ( برای مثال برای کنترل ضربان قلب و فشار خون ) ، سامانه های منترل آسانسور و غیره.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمنطق فازی به طور گسترده در سامانه های کنترلی استفاده می شود. اصطلاح "فازی" یا مبهم به این واقعیت اشاره دارد که منطق حاکم بر سامانه می تواند با مفاهیمی برخورد کند که نمی توانند به عنوان "درست" یا "نادرست" بیان شوند، بلکه به عنوان "تا حدی درست" بیان می شوند.
اگر چه رویکردهای دیگری مانند الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی می توانند در بسیاری از موارد مانند منطق فازی عمل کنند، اما منطق فازی این مزیت را دارد که راه حل مسئله را می توان به گونه ای که اپراتورهای انسانی آن را درک کرده اند، ارائه و پیاده سازی کرد. به این ترتیب از تجربه آن ها برای طراحی کنترل کننده، بدون داشتن مدل ریاضی دقیقی برای سامانه، استفاده نمود. این خصوصیت باعث می شود تا مکانیزه کردن کارهایی که قبلاً توسط انسان با موفقیت انجام شده اند، آسان تر شود. [ ۱]
منطق فازی توسط لطفی زاده در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در مقاله ای در سال ۱۹۶۵ ارائه گردید. [ ۳] وی در مقاله ای در سال ۱۹۷۳ ایده های خود را در خصوص مفهومی بنام "متغیرهای زبانی" - به عنوان متغیری که در یک مجموعه فازی تعریف شده است - معرفی کرد. [ ۴] اولین کاربرد آن در صنعت، به یک کوره سیمان ساخته شده در دانمارک و در سال ۱۹۷۵ بر می گردد.
سامانه های فازی بطور گسترده در ابتدا در ژاپن پیاده سازی شدند.
• علاقه به سامانه های فازی توسط «سیجی یاسونوبو» و «سوجی میاموتو» از هیتاچی آغاز شد، زمانی که در سال ۱۹۸۵ شبیه سازی هایی را ارائه دادند که امکان سنجی سامانه های کنترل فازی برای متروی سندای را نشان می داد. ایده آن ها به تصویب رسید و سامانه های فازی برای کنترل شتاب، ترمز و توقف قطار شهری، همزمان با افتتاح خط نامبوک در ۱۹۸۷ استفاده شد.
• در سال ۱۹۸۷، «تاکشی یاماکاوا» در آزمایش «آونگ واژگون» استفاده از کنترل فازی را از طریق مجموعه ای از تراشه های اختصاصی و ساده منطقی فازی نشان داد. این یک مسئله کلاسیک کنترل است، که در آن وسیله نقلیه سعی می کند با حرکت به جلو و عقب، آونگ واژگون را به صورت باثبات نگه دارد. در ادامه یاماکاوا با نصب یک لیوان حاوی آب و حتی قراردادن یک موش زنده در بالای آونگ، این مسئله را پیچیده تر کرد و این سامانه با موفقیت در هر دو مورد ثبات خود را حفظ کرد. سرانجام یاماکاوا به منظور بهره برداری از حق ثبت اختراعات خود در این زمینه، اقدام به تأسیس آزمایشگاه تحقیقات سامانه های فازی خود نمود.
• مهندسان ژاپنی متعاقباً طیف گسترده ای از سامانه های فازی را برای کاربردهای صنعتی و خانگی توسعه دادند. در سال ۱۹۸۸، ژاپن آزمایشگاه مهندسی بین المللی فازی ( LIFE ) ، که یک همکاری مشترک بین ۴۸ شرکت برای پیگیری تحقیقات فازی است، را تأسیس کرد. شرکت خودروسازی فولکس واگن تنها عضو خارجی در این توافق بود که یک محقق را برای مدت سه سال به آن اعزام کرد.
• بسیاری از کالاهای مصرفی ژاپنی دارای سامانه های فازی هستند. جاروبرقی ماتسوشیتا از میکروکنترلرهای الگوریتم فازی برای خواندن اطلاعات از سنسورهای گرد و غبار استفاده می کند و بر این اساس قدرت مکش را تنظیم می کند. ماشین لباسشویی هیتاچی از کنترلرهای فازی برای حسگرهای وزن، نوع پارچه و چرک استفاده کرده و به طور خودکار چرخه یا سیکل شستشو را برای استفاده بهینه از انرژی، آب و مواد شوینده تنظیم می کنند.
• کانن یک دوربین فوکوس خودکار را توسعه داد که از یک دستگاه بارجفت شده ( CCD ) برای اندازه گیری وضوح تصویر در شش منطقه از میدان دید خود بهره برده و از اطلاعات ارائه شده برای تعیین میزان فوکوس تصویر استفاده می کند. همچنین سرعت تغییر لنز در حین فوکوس را ردیابی کرده و سرعت آن را کنترل می کند تا از لرزش جلوگیری کند. سامانه کنترل فازی دوربین از ۱۲ ورودی استفاده می کند: ۶ عدد برای بدست آوردن داده های وضوح فعلی ارائه شده توسط CCD و ۶ عدد برای اندازه گیری سرعت تغییر حرکت لنز. خروجی موقعیت لنز است. سامانه کنترل فازی از ۱۳ قانون استفاده می کند و به ۱٫۱ کیلوبایت حافظه نیاز دارد.
• یک سامانه تهویه مطبوع صنعتی طراحی شده توسط شرکت میتسوبیشی از ۲۵ دستور برای کنترل گرما و ۲۵ دستور برای خنک کردن، استفاده می کند. یک سنسور دما، خروجی های کنترلر را که به یک اینورتر، شیر کمپرسور و موتور فن متصل هستند، را فراهم می کند. در مقایسه با طراحی قبلی، کنترلر فازی پنج برابر سریع تر گرم و یا خنک می کند، مصرف برق را ۲۴٪ کاهش می دهد، ثبات دما را دو برابر افزایش می دهد و از سنسورهای کمتری استفاده می کند.
• کاربردهای دیگری که مورد بررسی قرار گرفتند یا پیاده سازی شدند عبارتند از: تشخیص متون دست نویس، رباتیک، ربات هایی که به بیماری های خاص توانبخشی می دهد. ( برای مثال برای کنترل ضربان قلب و فشار خون ) ، سامانه های منترل آسانسور و غیره.
wiki: سامانه کنترل فازی