Fuzzy szabályzás alapelvei

Fuzzy szabályzás alapelvei
--------------------------------

Fuzzy rendszeren alapuló egyszerű szabályzási kör bemutatása egy szobahőmérséklet szabályzási példán keresztül.
A fuzzy szabályzás menete általában a következő lépésekből áll:

 I.    Probléma meghatározása: Az első lépés a rendszer céljainak és követelményeinek pontos meghatározása,
    esetünkben a szoba hőmérséklete.

 II.    Fuzzy bemenetek és kimenetek definiálása: A bemeneti és kimeneti változókat fuzzy halmazokkal,
    szabályrendszerrel és fuzzy halmazokhoz tartozó függvényekkel definiáljuk.
    Bementi változó a szoba hőmérsékletét mérő és a kívánt hőmérséklet beállítására szolgáló termosztát,
    a fűtő és hűtő rendszer szelepei.

 III.     Fuzzy szabályok létrehozása: A rendszer működését leíró szabályok megfogalmazása,
    amelyek a bemeneti változók és a kimeneti változók közötti kapcsolatokat írják le. Pl:
      1.    Ha a hőmérséklet nagyon magas, akkor nagyon erősen kell hűteni.
      2.    Ha a hőmérséklet kicsit magas, akkor kicsit kell hűteni.
      3.    Ha a hőmérséklet nagyon alacsony, akkor nagyon erősen kell fűteni.
      4.    Ha a hőmérséklet kicsit alacsony, akkor kicsit kell fűteni.

 IV.    Következtetés: A bemeneti adatok alapján a fuzzy szabályok alkalmazása, hogy meghatározzuk a kimeneti
    fuzzy halmazokat. Pl. a termosztát szerint a kívánt hőmérsékletnél „jóval” melegebb van,
    ezért az 1. szabály lép életbe.

 V.    Defuzzifikálás: A fuzzy kimenetek pontos, egyértelmű értékké alakítása.
    Ez általában valamilyen eljárással történik, mint például a súlyozott átlag vagy a centroid módszer.
    Azaz, a „nagyon”, „kicsit” fogalmak Celsius fokban, illetve szelep állásokban való meghatározása.

 VI.    Rendszer tesztelése és finomítása: A rendszer teljesítményének értékelése és szükség esetén a szabályok
    vagy a fuzzy halmazok módosítása a pontosabb eredmények érdekében.
    Ezek a lépések lehetővé teszik, hogy a fuzzy szabályozás hatékonyan alkalmazható legyen különböző akár
    bonyolult, és változó rendszerekben, ahol a PID szabályzás nehezen, vagy egyáltalán nem alkalmazható.
    Pl. a szobába ki be menő mozgás van, ajtót nyitnak, esetleg szellőztetnek vagy főznek.

    Hátránya lehet, hogy a PID szabályzással ellentétben a Fuzzy szabályzás soha nem ér el nyugalmi állapotot.
    A két legalacsonyabb szabály között pattog.