Ziel dieser Arbeit ist es zunächst, die Grundlagen des Fuzzy-Controllers zu erarbeiten und zu beschreiben. Anschließend soll anhand eines Anwendungsbeispiels die Funktionsweise eines Fuzzy-Controllers dargestellt werden. Abschließend gilt es die Vor- und Nachteile von Fuzzy-Controllern gegenüber regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik aufzuzeigen.
Der Mensch beschäftigt sich einen Großteil seiner Zeit damit, Entscheidungen zu fällen oder Probleme zu lösen. Häufig werden unsere Entscheidungen von Unsicherheiten begleitet. Möglicherweise ist die Ausgangssituation so komplex, dass eine präzise Beschreibung nicht möglich ist. Vielleicht aber weiß man nicht genau, was man eigentlich will oder es sind Dinge, die man nicht wissen kann, besonders zukünftige Ereignisse, die dabei eine Rolle spielen. Unsere Unsicherheiten werden in unserer Umgangssprache widergespiegelt. Die drei beschriebenen Unsicherheitsquellen stellen für den Menschen kein Hindernis dar, um Entscheidungen zu fällen, im Gegensatz zum klassischen computergestützten Problemlösungsansatz, wo Präzision entscheidend ist. Der Mathematiker LOTFI A. ZADEH, der Begründer der Fuzzy-Logik, hat 1973 in seinem „Prinzip der Inkompatibilität“ dargelegt, dass Präzision über ein gewisses Maß hinaus nicht sinnvoll ist: „In dem gleichen Maße, in dem die Komplexität eines Systems steigt, vermindert sich unsere Fähigkeit, präzise und zugleich signifikante Aussagen über sein Verhalten zu machen. Ab einer gewissen Schwelle werden Präzision und Signifikanz (Relevanz) fast sich gegenseitig ausschließende Eigenschaften.“
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1. Zielsetzung
- 1.2. Aufbau der Arbeit
- 2 Grundlagen
- 2.1 Fuzzy-Controller
- 2.2 Fuzzifizierung
- 2.3 Inferenz
- 2.4 Defuzzifizierung
- 3 Darstellung der Funktionsweise eines Fuzzy-Controllers anhand eines Anwendungsbeispiels
- 3.1 Beschreibung des Anwendungsbeispiels: Klimaanlage
- 3.2 1. Arbeitsschritt: Fuzzifizierung
- 3.3 2. Arbeitsschritt: Inferenz
- 3.4 3. Arbeitsschritt: Defuzzifizierung
- 4 Vor- und Nachteile des Fuzzy-Controllers
- 5 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit den Grundlagen des Fuzzy-Controllers und zeigt seine Funktionsweise anhand eines Anwendungsbeispiels. Darüber hinaus werden die Vor- und Nachteile von Fuzzy-Controllern im Vergleich zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik beleuchtet.
- Grundlagen des Fuzzy-Controllers
- Funktionsweise des Fuzzy-Controllers anhand eines Anwendungsbeispiels
- Vor- und Nachteile von Fuzzy-Controllern
- Vergleich von Fuzzy-Controllern mit regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik
- Zusammenfassung und kritische Reflexion
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in das Thema Fuzzy-Controller ein und erläutert die Zielsetzung der Arbeit sowie den Aufbau der Arbeit. Kapitel 2 befasst sich mit den Grundlagen des Fuzzy-Controllers, einschließlich Fuzzifizierung, Inferenz und Defuzzifizierung. Kapitel 3 illustriert die Funktionsweise des Fuzzy-Controllers anhand eines Anwendungsbeispiels: einer Klimaanlage. Die einzelnen Arbeitsschritte der Fuzzifizierung, Inferenz und Defuzzifizierung werden detailliert beschrieben. Kapitel 4 analysiert die Vor- und Nachteile von Fuzzy-Controllern im Vergleich zu regelbasierten Systemen ohne Fuzzy-Logik.
Schlüsselwörter
Fuzzy-Controller, Fuzzy-Logik, Fuzzifizierung, Inferenz, Defuzzifizierung, Anwendungsbeispiel, Klimaanlage, Vor- und Nachteile, regelbasierte Systeme.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Grundprinzip eines Fuzzy-Controllers?
Ein Fuzzy-Controller nutzt die Logik unscharfer Mengen, um menschliches Entscheidungsverhalten nachzubilden, anstatt nur mit exakten "Wahr/Falsch"-Werten zu arbeiten.
Was versteht man unter Fuzzifizierung?
Bei der Fuzzifizierung werden scharfe Eingangswerte (z.B. eine Temperatur von 22,5 Grad) in linguistische Variablen (z.B. "angenehm warm") umgewandelt.
Was geschieht bei der Defuzzifizierung?
Die Defuzzifizierung ist der umgekehrte Prozess, bei dem das Ergebnis der logischen Verknüpfung wieder in einen exakten Stellwert für eine Maschine umgerechnet wird.
Welche Vorteile bietet Fuzzy-Logik gegenüber klassischen Systemen?
Sie kann komplexe, unscharf definierte Probleme lösen, bei denen mathematische Modelle zu kompliziert wären, und ist oft robuster gegenüber Messfehlern.
An welchem praktischen Beispiel wird die Logik im Text erklärt?
Die Funktionsweise wird detailliert anhand der Steuerung einer Klimaanlage illustriert.
Wer ist der Begründer der Fuzzy-Logik?
Der Mathematiker Lotfi A. Zadeh begründete die Fuzzy-Logik und formulierte 1973 das „Prinzip der Inkompatibilität“.
- Quote paper
- Alëna Knaus (Author), 2018, Grundlagen des Fuzzy Controllers. Vor- und Nachteile gegenüber regelbasierten System ohne Fuzzy-Logik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/441728
