Seit Anbeginn der geschichtlichen Entwicklung der Mathematik beschäftigt sich diese mit der Logik der Bestimmung von wahren und falschen Aussagen. Dieses Vorgehen stellt ein zweiwertiges Bewertungssystem mit scharfen Aussagen dar. Bestimmte Sachverhalte lassen sich aber nicht scharf beschreiben, obwohl eine Umsetzung der Steuerung anhand dieser Befehle gerade notwendig erscheint. Hier greift die Besonderheit der Eigenschaften des Fuzzy-Controllers, welche auf linguistischen Ausdrücken und einer Regelbasis, basieren.
Im Bereich der linguistischen Ausdrücke kann man die alltäglich bewusst und unbewusst verwendeten Steuerungsausdrücke, wie z.B. „etwas mehr oder weniger“ oder „sehr hell oder doch ein wenig dunkler“ finden. Hier entstand das Ziel in der Technik, diese linguistischen Ausdrücke umzusetzen bzw. zur Anwendung im Steuerungs- und Regelbereich einzusetzen. Die Schwierigkeit liegt aber genau hier, in der Umsetzung dieser vagen Aussagen, welche oberflächlich betrachtet doch leicht verständlich wirken, aus technischer Sicht schwer in scharfe Stellgrößen abzubilden sind. Genau diese Theorie des unsicheren Schließens der Fuzzy-Logik wurde von Lotfi A. Zadeh im Jahre 1965 begründet.
Das Fuzzy-Control-System wird in der Literatur als Fuzzy-Controller und Fuzzy-Regler geführt. Dieses System gewann im Laufe der Zeit immer mehr an Bedeutung, da der Einsatzbereich in der Regelungstechnik, Sensorik und Datenanalyse sehr erfolgreich ist. Ebenfalls für die Problembearbeitung in geschlossenen mathematischen Modellen stellt diese Methode eine gute Anwendungsmöglichkeit dar. Aufgrund dieser Umsetzungsmöglichkeiten stellt der Fuzzy-Controller ein wichtiges Modell dar und wird im Folgenden aufgezeigt.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Begründung der Themenstellung
- 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
- 2. Grundlagen und Begriffsabgrenzung
- 2.1 Der Fuzzy-Controller
- 2.2 Die Fuzzifizierung
- 2.3 Inferenzverfahren und Regelbasis
- 2.4 Die Defuzzifizierung
- 3. Darstellung der Funktionsweise des Fuzzy-Controllers anhand eines Beispiels
- 4. Abgrenzung des Fuzzy-Controllers zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik
- 5. Fazit und kritische Reflektion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Funktionsweise und den Besonderheiten des Fuzzy-Controllers im Vergleich zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik. Das Hauptziel ist es, die Funktionsweise des Fuzzy-Controllers verständlich darzustellen und seine Vorteile und Nachteile aufzuzeigen.
- Grundlagen des Fuzzy-Control-Systems und relevanter Begrifflichkeiten
- Funktionsweise des Fuzzy-Controllers anhand eines Beispiels (Bremsvorgang)
- Vergleich des Fuzzy-Controllers mit regelbasierten Systemen
- Vorteile und Nachteile des Fuzzy-Controllers
- Anwendungsbereiche des Fuzzy-Controllers in der Regelungstechnik
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik des Fuzzy-Controllers ein und begründet die Wahl dieses Themas. Sie hebt die Problematik der Steuerung anhand von unscharfen, linguistischen Ausdrücken hervor und zeigt die Bedeutung des Fuzzy-Controllers als Lösung für diese Problematik auf. Lotfi A. Zadehs Begründung der Fuzzy-Logik im Jahr 1965 wird erwähnt, und es wird die Bedeutung des Fuzzy-Controllers in der Regelungstechnik, Sensorik und Datenanalyse hervorgehoben. Das Ziel der Arbeit ist die Darstellung der Besonderheiten des Fuzzy-Controllers im Vergleich zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik.
2. Grundlagen und Begriffsabgrenzung: Dieses Kapitel legt die Grundlagen für das Verständnis des Fuzzy-Controllers. Es erklärt das Fuzzy-System als wissensbasiertes System, das im Gegensatz zu zweiwertigen Systemen eine vielwertige Logik verwendet. Anhand des Beispiels einer Bremskraftanlage wird verdeutlicht, wie der Fuzzy-Controller mit unscharfen Werten umgeht und Zwischenzustände modellieren kann, im Gegensatz zu einem binären System mit nur "keine Krafteinwirkung" oder "volle Krafteinwirkung".
Schlüsselwörter
Fuzzy-Controller, Fuzzy-Logik, Regelungstechnik, linguistische Variablen, Fuzzifizierung, Inferenzverfahren, Defuzzifizierung, Regelbasis, vielwertige Logik, regelbasierte Systeme.
Häufig gestellte Fragen zum Dokument: Funktionsweise des Fuzzy-Controllers
Was ist der Inhalt dieses Dokuments?
Dieses Dokument bietet einen umfassenden Überblick über Fuzzy-Controller. Es beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, eine Beschreibung der Zielsetzung und der Themenschwerpunkte, Zusammenfassungen der einzelnen Kapitel und eine Liste der Schlüsselbegriffe. Der Fokus liegt auf der Funktionsweise des Fuzzy-Controllers und seinem Vergleich zu herkömmlichen regelbasierten Systemen.
Welche Kapitel umfasst das Dokument?
Das Dokument gliedert sich in folgende Kapitel: Einleitung (mit Begründung der Themenstellung und Zielsetzung), Grundlagen und Begriffsabgrenzung (Fuzzy-Controller, Fuzzifizierung, Inferenzverfahren, Defuzzifizierung), Darstellung der Funktionsweise anhand eines Beispiels, Abgrenzung zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik und schließlich ein Fazit mit kritischer Reflektion.
Was ist die Zielsetzung des Dokuments?
Die Hauptzielsetzung ist es, die Funktionsweise des Fuzzy-Controllers verständlich zu erklären und seine Vorteile und Nachteile gegenüber regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik aufzuzeigen. Das Dokument soll ein umfassendes Verständnis der Funktionsweise und der Besonderheiten des Fuzzy-Controllers vermitteln.
Welche Themenschwerpunkte werden behandelt?
Die wichtigsten Themenschwerpunkte sind: Grundlagen des Fuzzy-Control-Systems und der relevanten Begrifflichkeiten, die Funktionsweise des Fuzzy-Controllers anhand eines Beispiels (z.B. Bremsvorgang), ein Vergleich mit regelbasierten Systemen, die Vorteile und Nachteile des Fuzzy-Controllers und schließlich seine Anwendungsbereiche in der Regelungstechnik.
Was wird in der Einleitung erklärt?
Die Einleitung führt in die Thematik des Fuzzy-Controllers ein, begründet die Wahl des Themas und hebt die Problematik der Steuerung anhand unscharfer, linguistischer Ausdrücke hervor. Sie betont die Bedeutung des Fuzzy-Controllers als Lösung und erwähnt Lotfi A. Zadehs Beitrag zur Fuzzy-Logik. Das Ziel der Arbeit, den Fuzzy-Controller im Vergleich zu anderen Systemen darzustellen, wird ebenfalls definiert.
Was wird in den Grundlagen und der Begriffsabgrenzung erläutert?
Dieses Kapitel legt die Grundlagen für das Verständnis des Fuzzy-Controllers. Es erklärt das Fuzzy-System als wissensbasiertes System mit vielwertiger Logik im Gegensatz zu zweiwertigen Systemen. Anhand eines Beispiels (Bremskraftanlage) wird gezeigt, wie der Fuzzy-Controller mit unscharfen Werten umgeht und Zwischenzustände modellieren kann.
Welche Schlüsselwörter sind relevant?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Fuzzy-Controller, Fuzzy-Logik, Regelungstechnik, linguistische Variablen, Fuzzifizierung, Inferenzverfahren, Defuzzifizierung, Regelbasis, vielwertige Logik und regelbasierte Systeme.
- Arbeit zitieren
- Stefan Landfried (Autor:in), 2016, Der Fuzzy Controller. Grundlagen der Funktionsweise, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/341773
