Рис. 4.4. Типовые функции принадлежности: Z-функция, П-функция, Л-функция, S-функция

G 0,8

900 1800 2700 3600 Обороты воздуходувки отопителя (HTR)

Рис. 4.5. Лингвистическая переменная HTR

означает сжатие данных, т. к. одним значением лингвистической переменной охватывается весь диапазон значений базовой переменной.

Выходная лингвистическая нере,менная HTR (обороты вентилятора отопителя) реатизустся в виде термов HTROFF (отключено), HTRLO (малые обороты), HTRMED (средние), HTRH1 (высокие), HTRMAX (максимальные). Для функций принадлежности выходной величины могут быть показаны только максимумы (рис. 4.5).

4.3. Продукционные правила

Для ре;и1изании управления задаются (определяются) продукционные правила, связывающие входные и выходные ли1нпистические псре.менные. Совокушюсть гаких правил описывает стратегию управления, применяемую в данной задаче. Стратегия должна быть понятной разработчику на интуитивном уровне. Типич1юе продукционное правило состоит из антецедента (часть IF) и консеквента (часть THEN). Антецедент может содержать более одной посылки. В это.м случае они объединяются посредством логических связок OR или AND.

В нашем случае:

IF (TI = ICYCOLD) AND (US = HOT) THEN HTR = HTRMAX

Это одно из продукционных правил, его смысл в том, что если в cajione очень холодно, а уставка переключателя на панели к.: и мат-контроля в положении жар-

ко , вентилятор отопителя должен работать на полную мопнюсть. Продукнион-ные правила - типичные условные операторы в краткой форме (без ELSE). Иногда их удобно задавать таблицей (рис. 4.6). В данно.м примере использовано 30 продукционных правил.

Рис. 4.6. Продукционные правила

Допустим, что температура в caione 18 °С, а уставка па панели управления климат-контроля 26 °С. Степень принадлежности 18 °С к терму COOL неременной Т1 составляет 0,6, а к терму COLD - 0,4 (рис. 4.2). Степень принадлежности 26 С к терму WARM переменной US составляет 0,5, а к терму COMF также 0,5 (рис. 4.3). К другим термам принадлежность нулевая, поэтому, согласно нечеткой логике оказываются задействованными следующие продукиионные правила:

IF (Т1 = COOL) AND (US = WARM) THEN HTR = HTRMED

IF (TI = COOL) AND (US = COMF) THEN IITR = HTRLO

IF (TI = COLD) AND (US = WARM) THEN HTR = HTRHI

IF (TI = COLD) AND (US = COMF) THEN HTR = HTRMED

Теперь необходимо определить степени принадчежности антеиедептов правил. Для этого в нечеткой логике существуют два оператора: M1N(...) и МАХ(...). Первый вычисляет MHHHMajibHoe значение степени принадлежности, а вгорой - максимальное значение. Когда применять тот или иной оператор, зависит от того, какой связкой соединены посылки в правиле. Если использована связка AND, применяется оператор MIN(...). Если же 1юсылки объединены связкой OR, необходимо применить оператор МАХ(...). Для нашего примера применим оператор M1N(...), так как использована связка AND. Получим следующее:

M1N(0,6, 0,5) = 0,5

M1N(0,6, 0,5) = 0.5

M1N(0,4, 0,5) = 0,4

M1N(0,4, 0,5) = 0,4

Вычисленные значения становятся числовыми значениями степени принадлежности соответствующих консеквентов. Напри.мер, из первого продукционного правила следует, что степень принадлежности требуемого числа оборотов вентилятора N к терму HTRMED (1800 оборотов в минуту) лингвистической переменной HTR составляет 0,5. Говорят, получен нечеткий вывод или нечеткое значение

4.4. Применение нечеткой логики управления

Применение нечеткой логики приводит к своеобразному сжатию обрабатывас-.мых данных, не нужно создавать громоздкие многомерные калибровочные таблицы, но объем вычислений возрастает,

Лингвистические функционачьные преобразователи с нечеткой логикой широко иснользуюгся в системах унравлошя для многих автомобильных агрегатов, например, в гидравлических тормозах с системой ABS.

Для эффективного торможения система ABS ограничивает давление тормозной жидкости, предотврап1ая блокировку колес, удерживая коэффициент скольжения S в оптимальных пределах 0,05...0,2 (рис. 4.7).

Коэффициент скольжения

к. - V.

где К - скорость авто.мобиля, - линейная скорость точки на радиусе колеса.

Системы ABS большинства производителей настроены на компромиссное значение S = 0,1. Но дорожные условия раз1Н)1е и на обледенелой дороге S должно быть равно 0,05, а на сухом асфальте 0,2.

Датчики текущего состояния дорожного покрытия слишком дороги. Переключатель, управляющий системой ABS, лля водителя устанавливать бессмысленно. С другой стороны, опытный водитель гю реакции авто.мобиля при нажатии педали тормоза способен идентифицировать состояние покрытия дороги. Это же делает и ЭБУ-ABS по информации от имеющихся датчиков: скорости и ускорения автомобиля, скорости и ускорения колес, давления тормозной жидкости. Информация обрабатывается по алгоритмам нечеткой логики.

Эксперименты показали, что работа системы ABS существенно улучшается уже при введении шести продукционных правил [17.

управляющей переменной. Чтобы исполнительное устройство смогло отработать полученную команду, необходим этан управления, на котором избавляются от нечеткости и который назьн5ается дефазификацией.

В настоящее время отсутствует систематическая процедура выбора стратегии дефазификации. На практике в системах управления часто используют центроид-ный метод 118]. В дискретном случае для центроидиого метода формула ;тля вычисления четкого значения выходной переменной имеет вид;

где z - четкое значение выходной переменной; z-, - значение выходной переменной гля /-Г0 терма с единичным значением степени нринад-чсжности; Цс(</) ~ степень принадлежности к этому терму, п - число термов. Для naniero примера в соответствии с рис. 4.5:

0,5 1800 + 0,5-900 -0,4-2700 + 0,4-1800 ,

Л =------------= 1750 об/мин.

0,5 + 0,5 + 0,4 + 0,4