Метод нечёткого управления и его особенности

При традиционном нечётком управлении (НУ) осуществляется параллельная обработка большого числа правил, а не непрерывное выполнение последовательных предписаний типа нечеткого алгоритма. На практике применение правил сводится к нечетким выводам в нечеткой логике. Например:

Правило «При сокращении расстояния между автомобилями уменьшите скорость»

Ситуация «Расстояние между автомобилями примерно 20 м»

Реализация «Сильно уменьшите скорость»

Здесь «реализация» - результат нечеткого вывода.

В действительности имеется несколько таких правил, поэтому результаты отдельных выводов обобщаются, и полученный результат преобразуется в числовое значение (задающую величину) для выработки управления, подаваемого на объект. Правила описываются с помощью неопределенных слов, как в примере, и называются правилами нечеткого управления.

Существует 4 способа составления правил НУ:

1. на основе опыта и знаний эксперта (аналогично ЭС, правила вида «ЕСЛИ …, ТО»);

2. путем создания модели действий оператора;

3. путем обучения;

4. на основе нечеткой модели объекта управления.

Можно выделить 3 особенности НУ:

1. Правила НУ, будучи условными высказываниями типа «ЕСЛИ …, ТО», являются логическими. Использование правил осуществляется, естественно, через механизм логических выводов. Логическое управление означает, что логику управления эксперта легко реализовать независимо от режимов работы системы, в отличие от классического управления при четкой информации.

2. Параллельное управление, т.е. нечеткие методы управления существенно различаются, так как используется большое число частных правил. При НУ, в отличие от классического, отпадает необходимость в целевых функциях и в решении задач оптимального управления, поэтому можно успешно справляться со всем многообразием целей и даже со взаимно противоречащими целями.

3. Правила записываются словами в форме «ЕСЛИ …, ТО». Это означает, что можно организовать управление в виде диалога с оператором, а регулятор превращается из прежнего «черного ящика» в «серый ящик», следовательно, оператор легко будет понимать действия регулятора. Кроме того, за счет обучения оператор может улучшать способности нечеткого регулятора.

Нечеткие су

Это самый распространенный класс прикладных ИСУ, обладающих свойством «интеллектуальности в малом».

Формирование управляющих воздействий в этих системах производится на основе следующих трех процедур обработки нечетких данных:

1. преобразование текущих значений входных переменных в значения лингвистических переменных;

2. нечеткий вывод значений выходных лингвистических переменных;

3. преобразование выведенных значений выходных лингвистических переменных в четкие значения выходных переменных.

Э ти 3 процедуры совместно с процедурой «Альфа – вычислений» составляют принципиальную схему обработки нечеткой информации (ПСОНИ):

Альфа – вычисления производятся на основе нечетких множеств уровня альфа:

, где функция - функция принадлежности.

Если СУ в контуре обратной связи содержит блок ПСОНИ, то она относится к классу нечетких управляющих систем. Например, структура нечеткого регулятора может быть получена заменой в схеме экспертного регулятора блока ЭС блоком ПСОНИ:

Если в общей архитектуре ИСЛУ блок «ЭС» заменить блоком ПСОНИ и убрать блоки «Симулятор» и «Интеллектуальный интерфейс», то получится структура нечеткой системы логического управления.