퍼지 컨트롤러
- 업데이트 날짜:2023-02-21
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퍼지 컨트롤러를 사용하여 퍼지 시스템을 제어할 수 있습니다. 대부분의 기존 컨트롤 알고리즘에는 제어하려는 시스템의 수학적 모델이 필요합니다. 그러나, 많은 물리적 시스템의 경우 수학적으로 모델링하는 것이 어렵거나 불가능합니다. 또한 많은 프로세스의 경우 비선형이거나 또는 전통적인 방법으로 제어하기가 매우 복잡합니다. 그러나, 컨트롤 전략을 정확히 설명할 수만 있다면 퍼지 로직을 사용하여 경험적인 방법을 모방한 퍼지 컨트롤러를 생성할 수 있습니다.
다음 그림은 퍼지 컨트롤러의 프로세스를 보여줍니다.
퍼지화
퍼지화는 정확한(CRISP) 수치형 입력값을 해당 입력 언어 변수의 언어적 용어와 연관시키는 프로세스입니다.
예를 들어, 퍼지 컨트롤러를 사용하여 온도계의 측정값을 현재 온도 언어 변수의 추움, 적정 온도, 더움이라는 언어적 용어와 연관시킬 수 있습니다. 해당 언어적 용어의 소속 함수에 따라, 온도값이 하나 이상의 언어적 용어에 해당될 수 있습니다.
언어적인 컨트롤 전략 구현하기
퍼지 컨트롤러는 퍼지 시스템의 입력값을 퍼지화한 후, 해당 입력 언어적 용어와 규칙 기반을 사용하여 출력 언어 변수에 출력되는 언어적 용어를 확인합니다.
예를 들어, 어떤 방의 현재 온도가 50도라고 가정할 때, 이 온도는 추움이라는 언어적 용어에서 0.4의 소속도를 갖습니다. 또한 설정 온도라고 가정하는 경우, 이 온도는 적정 온도라는 언어적 용어에서 0.8의 소속도를 갖습니다. 퍼지 컨트롤러는 퍼지 시스템에서 다음 규칙을 실행합니다: IF 현재 온도 is 추움 AND 설정 온도 is 적정 온도, THEN 히터 셋팅 is 낮음.
이 규칙은 "현재 온도 is 추움"과 "설정 온도 is 적정 온도"라는 2개의 조건부로 구성되어 있습니다. 각 조건부의 진리값은 해당 언어적 용어 내의 언어 변수의 소속도와 같습니다. 퍼지 로직 컨트롤러는 조건부 연결어를 사용하여 집계된 규칙 조건부의 진리값을 계산하는 방법을 결정합니다. 이 예에서 적용된 규칙은 AND (최소) 조건부 연결어를 사용하며, 이 연결어는 조건부 중 가장 작은 소속도를 집계된 규칙 조건부의 진리값으로 사용합니다. 따라서 집계된 규칙 조건부의 진리값은 0.4 입니다.
퍼지 시스템의 각 규칙에 대한 지지도를 지정할 수 있습니다. 규칙의 가중치는 지지도와 집계된 규칙 조건부의 진리값을 곱한 값입니다. 퍼지 컨트롤러는 역퍼지화를 수행하기 전, 함의 방법을 사용하여 규칙의 가중치에 기반하여 출력 언어 변수의 소속 함수를 스케일합니다.
역퍼지화
역퍼지화는 언어적 용어의 출력 언어 변수의 소속도를 정확한(Crisp) 숫자로 변환하는 과정입니다. 퍼지 컨트롤러는 다양한 수학 방법 중 하나를 사용하여 역퍼지화를 수행합니다. 퍼지 컨트롤러에 사용할 가장 정확한 역퍼지화 방법은 컨트롤 어플리케이션에 따라 다릅니다.