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Entwurfsmethodik der Fuzzy Logic
Wie wird ein Fuzzy-System für Ihre Anwendung entwickelt? Die Methode, wie sie bei der Mehrzahl der bekannten Anwendungen zu finden ist, wird in den folgenden Schritten beschrieben:
Schritt 1: Systemdefinition
Schritt 2: Offline Optimierung
Schritt 3: Online Optimierung
Schritt 4: Implementierung
Schritt 1: Systemdefinition
Als erster Schritt erfolgt die Systemdefinition durch die Formulierung des "Vokabulars", mit dem die Regeln
"arbeiten". Also der Definition der linguistischen Variablen, Terme und Zugehörigkeitsfunktionen. Zusätzlich muß eine erste Regelmenge aus den bereits bekannten Zusammenhängen aufgestellt
werden. Für komplexe Systeme kann eine Struktur aus Regelblock, Schnittstellen und Zwischenvariablen erstellt werden.
Die Regelstrategie muß durch Fuzzy-Logic-Regeln beschrieben werden. Sie stellen den Kern des Systems, in dem das technische Wissen enthalten ist dar.
Darüber hinaus muß eine Wahl der Defuzzifikationsmethode nach dem jeweiligen Anwendungstyp getroffen werden.
Die Systemdefinition enthält:
die Definition der linguistischen Variablen,
die Typen der Zugehörigkeitsfunktion,
den Entwurf der Regelbasis,
die Identifikation der angemessenen Defuzzifikationsmethode.
Weitere Hinweise werden zur
Verifikation und Stabilitätsanalyse von Fuzzy-Systemen gegeben.
Die Entwurfsmethodik der Fuzzy Logic setzt sich fort mit
Schritt 2: , Offline Optimierung
Im zweiten Entwicklungsschritt simulieren und testen Sie den im ersten Schritt entwickelten Systemprototypen. Die an dieser
Stelle verwendeten Techniken hängen sehr stark von der jeweiligen Anwendung ab. Die Offline Optimierung wir vollständig von softwaretechnischen Entwicklungswerkzeugen unterstützt. Sie können dabei
entweder über, an dem Prozeß aufgezeichneten Daten oder einer in einer Programmiersprache geschriebenen Simulation getestet werden. Darüber hinaus besteht an dieser Stelle ebenfalls die Möglichkeit auf
NeuroFuzzy Techniken zurückzugreifen. Alle in diesem zweiten Entwicklungsschritt verwendeten Techniken laufen Offline ab, daß heißt, Sie arbeiten an einem PC, bei dem keine Verbindung zu dem in Echtzeit
ablaufenden Prozeß besteht.
Schritt 3: Online-Optimierung
Viele regelungstechnische Systeme lassen sich durch modellbasierte Simulation nur unvollständig abbilden. Auch die Verwendung
von Realdaten aus dem Prozeß ist nur ein begrenztes Optimierungshilfsmittel, da die Reaktion des Systems auf die vom Fuzzy-System ermittelten Stellgrößen in den Prozeßdaten nicht enthalten ist. Hier
bietet die Online-Optimierung die Möglichkeit, während der Prozeß läuft, das Fuzzy-System zu visualisieren und zu modifizieren.
Schritt 4: Implementierung
Nachdem das Fuzzy-System vollständig optimiert ist, erfolgt die endgültige Implementierung auf der Zielhardware sowie die
Integration mit den anderen Systemkomponenten. Die hierbei verwendeten Techniken unterscheiden sich stark in der eingesetzten Zielhardware. Für ausgewählte Microcontroller-Familien unterstützt fuzzy
TECH die Generierung von optimiertem Assemblercode. Für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS, PLC) oder Prozeßleitsysteme existieren fuzzyTECH Editionen mit speziellen Funktionsbausteinen. Für die
übrigen Zielplattformen generiert fuzzyTECH portierbaren C-Quellcode.
An dieser Stelle enden die Fuzzy-Logic-Grundlagen. Weitere Informationen sind den Büchern über Fuzzy Logic und NeuroFuzzy zu entnehmen.
Quelle: Inform GmbH
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