Nesta era de controle digital, quase todos os aparelhos são controlados usando o controle digital nível usando 1 e 0. Mas pense, não é muito impraticável pensar que cada saída dos processos diários que você encontra depende apenas de dois estados da entrada. Não, com certeza. Imagine sua mãe cozinhando uma comida saborosa e você não conseguirá parar de elogiá-la. Então, como a comida se torna tão saborosa? Com a adição de ingredientes em quantidade e proporção adequadas, é claro. Então, como ela consegue isso? Com perfeito conhecimento numérico das quantidades? Nem sempre. Ela faz isso com uma ideia conhecida, que vem com a experiência. É daí que surge a ideia de uma lógica de controle que usa os graus de estado de entrada em vez das próprias entradas, uma lógica que não requer algumas entradas perfeitas, mas funciona apenas com uma estimativa típica das entradas. Esta é a lógica difusa.

O que é Fuzzy Logic?

A lógica difusa é um sistema de controle básico que depende dos graus de estado da entrada e a saída depende do estado da entrada e da taxa de mudança desse estado. Em outras palavras, um sistema de lógica difusa funciona com o princípio de atribuir uma saída particular dependendo da probabilidade do estado da entrada.

Como o Fuzzy Logic se originou?

A Lógica Fuzzy foi desenvolvida em 1965 por Lotfi Zadeh na Universidade da Califórnia, Berkley, como uma forma de realizar processos de computador com base em valores naturais em vez de valores binários. Foi inicialmente utilizado como forma de processamento de dados e posteriormente passou a ser utilizado como estratégia de controle.

Como funciona o Fuzzy Logic?

A lógica difusa trabalha com o conceito de decidir a saída com base em suposições. Funciona com base em conjuntos. Cada conjunto representa algumas variáveis linguísticas que definem o estado possível da saída. Cada estado possível da entrada e os graus de mudança do estado fazem parte do conjunto, dependendo de qual saída é prevista. Funciona com base no princípio de If-else-the, ou seja, If A AND B Then Z.

Suponha que desejamos controlar um sistema onde a saída pode estar em qualquer lugar no conjunto X, com um valor genérico x, tal que x pertence a X. Considere um conjunto particular A que é um subconjunto de X tal que todos os membros de A pertencem o intervalo 0 e 1. O conjunto A é conhecido como um conjunto fuzzy e o valor de f_PARA(x) em x denota o grau de pertinência de x nesse conjunto. A saída é decidida com base no grau de pertinência de x no conjunto. Essa atribuição de associação depende da suposição das saídas, dependendo das entradas e da taxa de variação das entradas.

Esses conjuntos fuzzy são representados graficamente usando funções de pertinência e a saída é decidida com base no grau de pertinência em cada parte da função. A associação dos conjuntos é decidida pela lógica IF-Else.

Geralmente, as variáveis do conjunto são o estado das entradas e os graus de mudanças da entrada e a associação da saída depende da lógica de operação AND do estado da entrada e da taxa de mudança da entrada. Para um sistema com múltiplas entradas, as variáveis também podem ser as diferentes entradas e a saída pode ser o resultado possível da operação AND entre as variáveis.

Sistema de Controle Fuzzy

Um sistema de controle difuso consiste nos seguintes componentes:

Um sistema de controle de lógica difusa

Um Fuzzifier que transforma as variáveis medidas ou de entrada em formas numéricas em variáveis linguísticas.

Um controlador realiza a operação de lógica fuzzy de atribuição das saídas com base na informação linguística. Ele executa o raciocínio aproximado com base na forma humana de interpretação para alcançar a lógica de controle. O controlador consiste na base de conhecimento e no mecanismo de inferência. A base de conhecimento consiste nas funções de pertinência e nas regras fuzzy, que são obtidas pelo conhecimento do funcionamento do sistema de acordo com o ambiente.

O Defuzzifier converte essa saída difusa na saída necessária para controlar o sistema.

Um sistema de controle simples usando lógica difusa para controlar a velocidade do ventilador dependendo da temperatura da entrada.

Suponha que você deseja controlar a velocidade do ventilador dependendo da temperatura da sala. Para um leigo normal, se a temperatura da sala for tal que ele / ela se sinta muito quente, a velocidade do ventilador é aumentada para o valor total. Se ele / ela sentir um pouco de calor, a velocidade do ventilador é aumentada moderadamente. Se ele / ela sentir muito frio, a velocidade do ventilador será reduzida drasticamente.

Então, como fazer seu computador fazer isso?

É assim que podemos conseguir isso:

Controle da velocidade do ventilador com base na entrada de temperatura

O sensor de temperatura mede os valores de temperatura dos quartos. Os valores obtidos são tomados e depois dados ao difusificador.
O difusificador atribui variáveis linguísticas para cada valor medido e a taxa de mudança do valor medido.

Por exemplo, se o valor medido for 40⁰C e acima, a sala está muito quente

Se o valor medido estiver entre 30⁰C a 40⁰C, a sala está bastante quente

Se o valor medido for de 22 a 28⁰C, a sala é moderada

Se o valor medido for de 10 a 20⁰C, a sala está fria

Se o valor medido for inferior a 10, a sala está muito fria.

A próxima etapa envolve o funcionamento da base de conhecimento que contém as informações dessas funções-membro, bem como a base de regra.

Por exemplo, se a sala estiver muito quente E a sala estiver aquecendo rapidamente, defina a velocidade do ventilador como Alta

Se a sala estiver muito quente E a sala estiver aquecendo lentamente, defina a velocidade do ventilador para menos de Alta.

A próxima etapa envolve a conversão desta variável de saída linguística em variáveis numéricas ou variáveis lógicas usadas para acionar o ventilador motorista de motor .