[지능제어]퍼지 제어시스템과 설계

소개

기존의 제어이론과 다른 불분명한 수량적 정보를 다루는 수학적 기법인 퍼지이론을 설명하고 이를 이용한 퍼지 제어 기법을 해석한다. 특히 퍼지 제어를 적용하고 있는 공정에서 퍼지 제어기의 파라미터를 설정하는 방법은 중요한 연구문제이다. 이 장에서는 퍼지 제어 시스템의 설계에 필요한 퍼지수학, 퍼지관계 및 퍼지추론을 다루고, 퍼지 제어기의 설계방법을 구체적으로 살펴본다.

목차

5 퍼지 제어시스템
5-1 퍼지화(Fuzzification)
5-2 퍼지 추론 엔진(Fuzzy Inference Engine)
5-3 비퍼지화(Defuzzification)
5-4 퍼지규칙

6 퍼지 제어기의 설계

본문내용

5 퍼지 제어시스템

퍼지 제어시스템은 그림 22와 같이 입력을 퍼지화하는 퍼지화기와 퍼지 제어규칙을 추론하기 퍼지규칙 추론엔진, 추론된 퍼지값을 제어입력으로 사용하기 위해 비퍼지화하는 비퍼지화기로 구성되어 있다.
퍼지 제어시스템은 기능상 디지털제어기와 유사한 구조를 가지고 있다. 퍼지 제어기는 소프트웨어인 제어규칙(Control Rule)과 하드웨어인 계산장치(Computing Device)로 나누어지는데 제어시스템의 내부에서 처리되는 정보량의 형태가 다를 뿐이다. 퍼지 제어기에는 디지털 제어기에서 디지털변수를 다루는 D/A와 A/D 변환기 역할을 하는 퍼지화기와 비퍼지화기가 있고, 함수 방정식으로 표시된 제어법칙을 디지털 계산장치로 계산하는 대신
“”와 같은 퍼지규칙 베이스(Fuzzy Rule Base)을 이용하여 제어법칙을 구하는 퍼지추론 엔진(Fuzzy Inference Engine)이 있다.

5-1 퍼지화(Fuzzification)
퍼지화 과정은 입력 벡터를 퍼지 추론을 행할 수 있는 퍼지 집합으로 변환하는 과정으로 퍼지화기에 의해 수행된다. 임의의 입력벡터 를 내부의 퍼지 집합 로 매핑(Mapping) 하는 과정이다. 여기서, 는 전체집합(Universe of Discourse)을 의미한다. 퍼지화 방법은 퍼지 싱클톤(Fuzzy Singleton) 방법, 이등변 삼각형법 및 양자화 방법 등이 있다.

(1) 퍼지 싱글톤으로 변환하는 방법
퍼지 싱글톤은 실제 들어오는 입력을 퍼지 집합으로 매핑시켰을 때, 그림 23과 같이 들어오는 입력에 해당하는 값만 소속 정도를 1로 하고 나머지 부분은 소속 정도를 0으로 하는 방법으로 식 (52)과 같다.
(52)
이 방법은 아주 일반적이고 편리한 퍼지화 방법이지만 실제로 들어오는 입력이 외란에 의해 영향을 받는 경우에는 신뢰성이 떨어진다.

참고자료

· 없음