Fuzzy Logic and Fuzzy Control

Fuzzy-Klima-Regelung
Fuzzy-Control-Toolbox
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Jörg Krone, Ulrich Lehmann,
Hans Brenig, Udo Reitz, Michael Schneider
2
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
1
Ende
Inhalt
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Aufgabenstellung
• Fuzzy-Toolbox in MATLAB
• Membership-Funktionen
• Fuzzy-Regeln
• Rule-Viewer
• Surface-Viewer
• Simulation in Simulink
• Quellenverzeichnis
2
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
2
Ende
Aufgabenstellung
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• In einem Bürogebäude soll die
Innentemperatur in Abhängigkeit der
Außentemperatur und der Änderung der
Außentemperatur (Trend) mit einem FuzzyRegler auf konstant 20°C geregelt werden.
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
3
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Expertenwissen
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Temperatur bewegt sich zwischen 16°C
und 24°C
• Temperaturänderung +/- 1°C
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
4
Ende
Fuzzy-Toolbox
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
>>fuzzy
Edit -> Add Variable -> Input
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
5
Ende
CIC Lab
Membership-Funktion für
Temperatur
Computational Intelligence
and Control Laboratory
kalt
trimf
[16 24]
[14 16 18]
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
6
Ende
CIC Lab
Membership-Funktion für
Temperatur
Computational Intelligence
and Control Laboratory
kalt
kühl
angenehm
16
18
20
warm
heiß
24
22
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
7
Ende
Membership-Funktion für
Temperaturänderung
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
kühler
trimf
[-1 1]
[-1 1]
[-2 -1 0]
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
8
Ende
CIC Lab
Membership-Funktion für
Temperaturänderung
Computational Intelligence
and Control Laboratory
kühler
konstant
wärmer
1
0
-1
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
9
Ende
Membership-Funktion für
Heizen-Kühlen
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
stark-kühlen
trimf
[-8 5]
[-8 5]
[-10 -8 -6]
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
10
Ende
Membership-Funktion für
Heizen-Kühlen
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Stark
kühlen kühlen
-8
-6
leicht
kühlen
etwas
kühlen
Nichts
tun
etwas
heizen
-4
-2
0
2
heizen
4
Inhalt
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V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Fuzzy-Regeln
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
12
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Fuzzy-Regeln
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Fuzzy-Regeln aus der Vorlesung
verwenden
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Ende
Rule-Viewer
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Surface-Viewer
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Ende
Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• File -> Export -> To Workspace
(Daten sinnvoll benennen!)
• Starten von Simulink und „new model“
anlegen
Inhalt
SS2007
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Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• „Fuzzy Logic Toolbox“ im „Simulink
Library Browser“ auswählen
• „Fuzzy Logic Controller with
Ruleviewer“ in das neue Modell holen
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Fuzzy-Controller-Block doppelklicken
und Name des Models im Workspace
eintragen
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Beispiel 1:
– Temperatur um den Bereich von 20°C
– Temperaturänderung als Ableitung der
Temperatur
Inhalt
SS2007
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Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
Inhalt
SS2007
V_1_Fuzzy_Logik_Control_1.2
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Simulation in Simulink
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Beispiel 2:
– Ändern Sie die Amplitude der Sinuskurve,
um die Randbereiche ganz bewußt zu
überschreiten und prüfen sie die
Ergebnisse des Fuzzy-Reglers auf
Plausibilität
Inhalt
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Quellenverzeichnis
CIC Lab
Computational Intelligence
and Control Laboratory
• Fuzzy Control für Ingenieure
Jörg Kahlert
ISBN 3-528-05460-3
• Fuzzy-Logik und Fuzzy-Control
Jörg Kahlert, Hubert Frank
ISBN 3-528-05304-6
• www.kahlert.com
• Hoffmann, J.; Brunner, U.: Matlab & Tools für die Simulation
dynamischer Systeme
• Lehmann, Ulrich: Skript Prozessrechensysteme
• ftp-Server: ftp://193.174.71.../Neuro-FuzzySysteme%20CI%20(RTII)/Vorlesung_FH_SWF/
• Lehmann, U.; Krone, J.: Vorlesung Neuro-Fuzzy-Systeme,
FH-SW Iserlohn, SS 2003
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