فازی سیستم از مختصری تاریخچه

1فازی............................. آغازتئوری1960دهه

2..................بزرگ.... :کاربردهای1980دهه

4...................................فازی؟ سیستم چرا

4....................:چالشها کماکان باقی است1990دهه

9.......شوند؟ می استفاده چگونه و کجا فازی های سیستم

13................فازی تئوری در عمده تحقیق های زمینه

ثابت خودكار كننده تنظيم با نامشخص هوشمند كنترل سيستم يكالف-

: صنعتي ( دماي ) كنترل نظارت براي

15.................................... مطالب خالصة-1

15..........................................مقدمه-2

A17.................................... : تحريك

B:19........ موجود حلهاي راه و زماني تاخير مسئله

C21...................... نامشخص استداللي : كنترل

22...........................سازي شبيه افزار نرم- 3

A23 ...................( ) تقلید سازي شبیه : نتایج

25........................( ) دوام پايداري بررسي- 4

1

فازی آغازتئوری1960دهه

دکتر توسط1960 سال در بار اولین برایFuzzy Logic یا فازی منطق (،Berkeley) کالیفرنیا برکلی دانشگاه کامپیوتری علوم استاد ، زاده لطفیشد. ابداع سال در که فازی مجموعه درباره زاده لطفی پرفسور کالسیک مقاله

و سیستم مهندسی و علوم در نوین جهتی سرآغاز رسید، چاپ به1965 زمینه در خود پژوهشهای به زاده لطفی پرفسور آن از بود. پس کامپیوتر کالسیک مقاله یک طی1973 سال در آنکه تا داد ادامه فازی مجموعه

پیچیده سیستمهای تحلیل و تجزیه در نو دیدی بر "شرحی عنوان تحت دیگر در را زبانی متغیرهای از استفاده گیری" مفهوم تصمیم فرایندهای و

کنترل تکنولوژی اساس مقاله کرد. این مطرح کنترل و حافظه های سیستم سیستم طراحی در عمیق اثرات اینده در که است فازی منطق مبنای بر

وسیع خیلی کاربردی فازی منطق داشت.گرچه خواهد هوشیار کنترل های منطق که است معتقد زاده لطفی پرفسور ولی دارد متداول منطق از تر

انسان که هست زیادی "کارهای میگوید نیست. وی نوشدارو و اکسیر فازی منطقی سیستمهای و کامپیوترها که حالی در دهد انجام آسانی به میتواند درستی مفهوم بر که است بولی منطق از مجموعه فرا یک فازی قادرت سیستم یک اساس بر را چیزی هر کالسیک کند. منطق می داللت نسبی، منطق سفید( ولی یا سیاه ،1 یا0 غلط، یا ) درست دهد می نشان دوتائی است یک و صفر بین آن مقدار که عدد یک با را چیزی هر درستی فازی می نشان 1 عدد را سفید رنگ و صفر عدد را سیاه رنگ اگر دهد. مثال بود. در خواهد صفر به نزدیک عددی خاکستری رنگ گاه آن دهیم، نشان کرد. در معرفی را فازی سیستم های نظریه لطفی زاده دکتر ،1965 سال

برای ریاضی روش های دنبال به مهندسی علوم دانشمندان که فضایی از دیگر گونه ای به فازی نظریه بودند، دشوارتر مسایل دادن شکست

کرد. اقدام مدل سازی،

2

دیگران خالف است. بر علم ماهیت در ابهام که است معتقد فازی منطق یابد، افزایش بهره وری تا کرد دقیق تر را تقریب ها باید که معتقدند که

به را ابهام که بود مدل هایی ساختن دنبال به باید که است معتقد لطفی زاده دسته بندی یک ارسطویی، منطق کند. در مدل سیستم از بخشی عنوان هستند. نادرست یا درست گزاره ها دارد. تمام وجود نادرست و درست ارسطویی مدل در است«، سرد »هوا جمله بنابراین گزاره یک اساسا

این و است متفاوت مختلف افراد برای بودن سرد مقدار که چرا نمی باشد، جمله فازی، منطق نیست. در نادرست همیشه یا درست همیشه اساسا

مثال، هستند. برای نادرست مقداری و درست مقداری که هستند جمالتی آن درستی که می باشد فازی منطقی گزاره است" یک سرد "هوا جمله نادرست همیشه گاهی و درست همیشه است. گاهی زیاد گاهی و کم گاهی

برای بنیانی پایه ریز می تواند فازی است. منطق درست حدودی تا گاهی وچیست؟ که باشد جدیدی فن آوری

بزرگ :کاربردهای1980دهه کندی پیشرفت تئوریک نظر نقطه از زمینه این1980 دهه اوائل در

که چرا گردید معرفی اندکی جدید مفاهیم و ها حل راه مدت این داشت.در کنترل کاربردهای واقع کردند.در می کار ان روی داشتند افرادکمی هنوزبود. داشته نگاه پا سر را فازی تئوری هنوز که بود فازی

دارند(به جدید های اوری فن به نسبی که حساسیتی زاپنی)با مهندسان و بوده طراحی قابل بسهولت فازی های کننده کنترل که دریافتند سرعت

کنترل اینکه کرد.بدلیل استفاده انها از توان می مسائل بسیاری مورد در که وجودی با مورد در توان می انرا ندارد نیاز ریاضی مدل یک به فازی بودند محققینی هنوز حال این با نکرد پیدا را خود واقعی جایگاه فازی تئوری

فازی های گیری تصمیم فازی های الگوریتم نظیر فازی جدید روشهای کهگردید. و... مطرح

گردید. ظاهر عملی کاربردهای و کرد پیدا رشد فازی :تئوری1970 دهه بواسطه مستقل زمینه یک بعنوان فازی تئوری شدن پذیرفته بگوییم اگر

نگفته گزاف به سخن بوده زاده لطفی پروفسور جسته بر کارهای

3

و60 دهه اواخر در زاده بوسیله فازی تئوری بنیادی مفاهیم از ایم.بسیاری سال در فازی ای مجموعه معرفی از گردید.پس مطرح70 دهه اوائل

در فازی گیری تصمیم1968 سال در فازی های الگوریتم مفاهیم او1965 او1973 سال نمود.در مطرح1971 سال در را فازی ترتیب و1970 سال تجزیه برای جدید حل راه یک :)طرح نام به کرد منتشر را دیگری مقاله اساس مقاله گیری(.این تصمیم فرایندهای و پیچیده های سیستم تحلیل از استفاده و زبانی های متغییر مفهوم این در کرد.او بنا را فازی کنترلنمود. معرفی بشری دانش کردن فرموله برای را انگاه اگر قواعد های سیستم برای فازی های کننده کنترل تولد1970 دهه در بزرگ رخداد برای را ای اولیه چهارچوب اسیلیان و ممدانی1975 سال بود. در واقعی بخار موتور یک به را فازی کننده کنترل و کردند مشخص فازی کننده کنترل با زبانی سنتز در عنوان)ازمایشی تحت ای مقاله در نمودند.نتیج اعمال

ساخت که دریافتند گردید.انها فازی(منتشر کننده کنترل یک از استفاده دادند.در قرار خود کار دستور در جدی موضوع بسیار فازی کننده کنترل در فازی سیستمهای زمینه درIEEE المللی بین کنفرانس اولین1992فوریه سیستم پذیرفتن مورد در سمبلیک اقدام یک گردید.این برگزار دیگو سان سال بود.درIEEE یعنی مهندسی سازمان بزرگترین بوسیله فازی های

تئوری نظر نقطه یافت.از گشایشIEEE فازی های سیستم بخش1993 رشد90 دهه اوائل و80 دهه اواخر در کنترل و فازی های سیستم

اساسی مشکالت برخی زمینه در پیشرفتهایی و کرد پیدا چشمگیری عصبی شبکه های تکنیک مثال گرفت. بعنوان صورت فازی سیستمهای

سیستم تصویر که وجودی شدند.با استفاده تعلق توابع تنظیم و تعیین برای و شود انجام باید هنوز زیادی کارهای حال این با شده تر شفاف فازی های

که داریم اعتقاد دارد.ما قرار راه ابتدای در ها روش و ها حل راه از بسیاری خالیق و مستعد افراد روی بر معتبر تحقیقاتی مراکز گذاری سرمایه تنهاشود. فازی تئوری زمینه در عمده پیشرفتهای باعث تواند می

فازی؟ سیستم چرا

4

کیج نادقیق گنگ )مبهم بصورت اکسفورد لغت فرهنگ واژه)فازی( در نامشخص(تعریف شده است. سیستم های فازی و درهم مغشوش

سیستم هایی هستند با تعریف دقیق و کنترل فازی نیز نوع خاصی از کنترل غیر خطی میباشد که ان هم تعریف می گردد . این مطلب مشابه

کنترل وسیستم های خطی می باشد که واژه)خطی( یک صفت فنی بوده چنین چیزی.که حالت و وضعیت سیستم و کنترل را مشخص می کند

.درمورد واژه)فازی( وجود دارد

:چالشها کماکان باقی است1990دهه

موفقیت سیستم های فازی در زاپن تعجب محققان را در امریکا و اروپا برانگیخت .عده ای هنوز به ان خرده می گرفتند ولی عده ای دیگراز

عقیده خود دست بر داشته و بعنوان گرچه سیستم های فازی پدید های غیر قطعی و نا مشخص را توصیف می کنند با این حال خود تئوری فازی یک تئوری دقیق می باشد.در این متن دو نوع موجیه برای تئوری سیستم

های فازی وجود دارد: _دنیای واقعی ما بسیار پیچیده تر از ان است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای ان بدست اورد بنابراین باید یک توصیف تقریبی یا

همان فازی که قابل قبول تجزیه و تحلیل باشد برای یک مدل معرفیشود.

_با حرکت ما بسوی عصر اطالعات دانش و معرفت بشری بسیار اهمیت پیدا می کند. بنابراین ما به فرضیه ای نیاز داریم که بتوان دانش بشری را به شکل سیستماتیک فرموله کرده و انرا به همراه سایر مدلهای ریاضی

در سیستم های مهندسی قرار دهد. توجیه اول گرچه درست است با این حال طبیعت واحدی را برای تئوری سیستم های فازی شخص نمی کند. در حقیقت تمامی نظریه های علوم مهندسی دنیای واقعی را به شکلی تقریبی توصیف می کنند.بعنوان مثال

در عالم واقع تمامی سیستم های خطی می باشد.یک تئوری مهندسی خوب از یکسو باید بتواند مشخصه های اصلی و کلیدی دنیای واقعی را

5

توصیف کرده و از سویی دیگر قابل تجزیه تحلیل ریاضی باشد.بنابراین ازاین جنبه تئوری فازی تفاوتی با سایر تئوری های علوم مهندسی ندارند.

توجیه دوم مشخصه واحدی از سیستم های فازی را توصیف کرده و وجودی تئوری سیستم های فازی را به عنوان یک شاخصه مستقل در علوم مهندسی توجیه می کند.بعنوان یک قاعده کلی یک تئوری قاعده

کلی یک تئوری مهندسی خوب باید قادر باشد از تمامی اطالعات موجودبه نحو موثری استفاده کند.

در سیستم های عملی اطالعات مهم از دو منبع سر چشمه می گیرند.یکی از منابع افراد خبره می باشند که دانش و اگاهیشان را در

مورد سیستم با زبان طبیعی تعریف می کنند.منبع دیگر اندازه گیری ها و مدل های ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده اند.بنابراین یک مسئله مهم ترکیب این دو نوع اطالعات در طراحی سیستم ها است.برای

انجام این ترکیب سئوال کلیدی این است که چگونه می توان دانش بشری را به یک فرمول ریاضی تبدیل کرد. اساسا انچه که یک سیستم

فازی انجام می دهد همین تبدیل است.برای اینکه بدانیم این تبدیل چگونه صورت می گیرد ابتدا باید بدانیم سیستم های فازی چگونه سیستم هایی

هستند.

هستند؟ هایی سیستم چگونه فازی های سیستم

یک قلب. میباشد قواعد یا بردانش مبتنی ها سیستم فازی های سیستم تشکیل فازی اگر-آنگاه قواعد از که بوده دانش پایگاه یک فازی سیستم

که بوده –آنگاه اگر عبارت یک فازی اگر-آنگاه قاعده یک.است شده مثال بعنوان.اند شده مشخص پیوسته تعلق توابع بوسیله آن کلمات بعضی انگاه باالست اتومبیل سرعت بگیرید: اگر نظر در را زیر فازی عبارت.کنید وارد گاز پدال به کمتری نیروی یک دارد وجود ای کننده کنترل چنین طراحی برای حل راه دو کلی بطور

دوم حل وراه بودهPID نظیر متعارف های کننده کنترل از استفاده حل راه

6

حین در راننده که قواعدی که معنی بدین است رانندگان رفتار سازی شبیه حل راه ما0نماییم تبدیل خودکار کننده کنترل به را کند می استفاده حرکت

شرایط÷ در ها راننده عامیانه صحبتهای در.میگیریم نظر در را دوم سرعت -اگر2کنند: استفادهمی رانندگی حین در زیر قاعده سه از طبیعی

سرعت -اگر3 .کنید وارد گاز پدال به بیشتری نیروی آنگاه است پایین سرعت اگر.4کنید وارد گاز پدال به متعادلی نیروی آنگاه است متوسط توانیم می ما حال این با. کنید وارد گاز پدال به کمتری نیروی آنگاه باالست

فازی سیستم که آنجا از.بسازیم قواعد این اساس بر را فازی سیستم یک بطور.نامند می فازی کننده کنترل را ان شده استفاده کننده کنترل بعنوان از ای مجموعه اوردن بدست فازی سیستم یک ساخت شروع نقطه خالصه برسی مورد حوزه دانش یا خبره افراد دانش از فازی انگاه – اگر قواعد

. است واحد سیستم یک در قواعد این ترکیب بعدی مرحله. باشد می

: اید می میان به صحبت فازی سیستم نوع سه معموالاز

خالص فازی های (سیستم1

( (TSK کانگ و –سوگنو تاکاگی فازی های (سیستم2ساز فازی غیر و ساز فازی با های (سیستم3

یک اصلی ساختار دهیم می شرح را سیستم نوع سه این خالصه بطور قواعد پایگاه. است شده داده نشان3 شکل در خالص فازی سیستم

استنتاج موتور. دهد می نشان را فازی اگر-آنگاه قواعد از ای فازیمجموعه ورودی فضای در فازی های مجموعه از نگاشت یک به را قواعد این فازی

فازی منطق اصول اساس بر خروجی فضای در فازی های مجموعه به این خالص فازی های سیستم با رابطه در اصلی مشکل. کند می ترکیب باشند می فازی های مجموعه ان های خروجی و ها ورودی که است

کانگ و سوگنو تاکاگی مشکل این حل برای.( طبیعی زبان در )وازهایی خروجی و ها ورودی که اند کرده معرفی فازی های سیستم دیگری نوع

7

بجایTSK سیستم.هستند واقعی مقادیر با هایی متغییر ان های: کند می استفاده صورت بدین قواعدی از1 شکل به قواعدی استفادهاز

است برابر گاز پدال بر وارد نیروی انگاه ( باالستX) اتومبیل سرعت -اگر Y=CX با مقایسه. شد با می ثابت عدد یکC و داده را1 معنی وازه)باال( همان که

مقادیر با صیفی تو عبارت یک از فازی قاعده انگاه بخش که دهد می نشان فازی قواعد ترکیب تغییر این شده تبدیل ساده ریاضی رابطه یک به زبانی

از وزنی میانگین یکTSK فازی سیستم حقیقت در. سازد می تر ساده را . باشد می قواعد انگاه های بخش مقادیر

از: عبارتندTSK فازی سیستم عمده مشکالت را چهارچوبی بنابراین و بوده ریاضی فرمول یک قاعده آنگاه (بخش1

را ما دست سیستم (این2 . کند نمی فراهم بشری دانش نمایش برای نتیجه در و گذارد نمی باز فازی منطق مختلف اصول اصول اعمال برای

.ندارد وجود ساختار این در فازی های سیستم پذیری انعطاف سیستم یعنی فازی های سیستم از سومی نوع از ما مشکل این حل برای

ازسیستم استفاده منظور به. میکنیم استفاده سازها فازی با فازی های کردن اضافه ساده روش یک مهندسی های سیستم در خالص فازی های یک به را حقیقی مقادیر با هایی متغییر که ورودی در ساز فازی یک

به را فازی مجموعه یک که ساز فازی غیر یک و کرده تبدیل فازی مجموعه یک نتیجه. باشد می میکند تبدیل خروجی در حقیقی مقدار با متغییر یک

داده نشان5 شکل در که بوده ساز فازی غیر و ساز فازی با فازی سیستم فازی سیستم و خالص فازی سیستم معایب فازی سیستم این. است شدهTSKسیستم فازی های سیستم از ما منظور پس این از.پوشاند رامی .بود خواهد ساز فازی غیر و ساز فازی با فازی های

؟شوند می استفاده چگونه و کجا فازی های سیستم

8

کنترل یا و باز حلقه کننده کنترل بعنوان توان می را فازی های سیستم کننده کنترل بعنوان که هنگامی. داد قرار استفاده مورد بسته حلقه کننده را کنترل پارامترهای بعضی معموال فازی سیستم میشود استفاده باز حلقه .کند می کار کنترل ی پارامترها این با مطابق سیستم انگاه و کرده معین

تعلق دسته این به الکترونیک در فازی سیستم های برد کار از بسیاری بسته حلقه کننده کنترل یک بعنوان فازی سیستم که هنگامی.دارند

و کرده گیری اندازه را فرایند های خروجی حالت این در میشود استفاده در فازی سیستم کاربرد. میدهد انجام را کنترل عملیات همزمان بطور

.دارد تعلق دسته این به صنعتی فرایندهای دقیقا می کند؛ ارائه قطعی غیر وقایع پردازش برای روشی فازی منطق

فازی منطق هستم. در ارتباط در آن با روزمره زندگی و طبیعت در که آنچه که احتماالت از محدوده ای می کنیم؛ کار تقریبی و قطعی غیر مقادیری با

یاbinary باینری منطق مقابل در فازی بیافتند. منطق اتفاق است ممکندارد. قرارBoolean منطق کار بهexpert systems خبره سیستم های طراحی برای فازی منطق

می کنند. کنترل سازی شبیه را واقع جهان قوانین خبره می رود. سیستم های هوشمند، لباسشویی ماشین های فیلمبرداری، دوربین های ترافیک، خودکار

و چشم مردمک تصویر یا انگشت اثر روی از هویت تشخیص سیستم های منطق ازMS-Word مانند متن ویرایش افزارهای نرم در تایپی یاب غلطمی کنند. استفاده فازی

فازی منطق را واقعی جهان سازی شبیه برای1 و0 منطق نارسایی و محاسبه اتومبیل، خودکار راننده سیستم در مثال می کند. برای حل کامال

باینری منطق با دیگر اتومبیل های یا جدول کناره از اتومبیل فاصله کنترلبود. خواهد گشا مشکل فازی منطق شرایط این در و نیست ممکن

جدول کناره و اتومبیل بین فاصله بیان برای می دهید آموزش رانندگی اگر غیر مقادیر چنین گفتن برای روش متر". تنها نیم گفت: "تقریبا خواهیداست. فازی منطق از استفاده کامپیوتری سیستم های در قطعی

9

فازی: شستشوی ماشین

که است خروجی یک ورودی سه سیستم یک استفاده مورد فازی سیستم لباس وحجم کثیفی شده گیری اندازه مقدار و کثیفی نوع فوق ورودی سه

ورودی بعنوان. میباشد شستشو مناسب دورهای تعداد خروجی و بوده می نوری نوع از که سنسورها این شده تعبیه سیستم این )سنسورهایی(در

کرده عبور آب واز شده ساطع مقابل طرف از که را نوری میزان شند با نوع که کند معین میتواند همچنین نوری سنسور. نمایند می گیری اندازه می حل سریعتر اب در گل چرب؟ یا است آلود گل لباس چیست کثیفی لباس صورت آن در کند پیدا کاهش بسرعت دریافتی نور اگر بنابراین شود و شده حل آب در کندتر باشد روغنی لباس اگر که حالی در است آلود گل

سنسور یک دارای همچنین ماشین. بود خواهد کندتر دریافتی نور کاهش تعدادلباس که است واضح کند می ثبت را ها لباس حجم که باشد می بار

توان می را فوق موارد. دارد الزم شستشو برای بیشتری زمان بیشتر های خالصه فازی سیستم یک ساخت برای فازی اگر- آنگاه قاعده تعدادی در

.کرد: دیجیتال تصویر کننده تثبیت

فیلم که میداند باشد کرده کار برداری فیلم دوربین یک با که کس هر از ناشی خطای تصیح برای است مشکلی کار دست لرزش بدون برداری نوع این. است شده عرضه بازار به ها دوربین از جدیدی نوع دست لرزش تصویر کننده تثبیت میباشند فازی های سیستم اساس بر که ها دوربین )هیوریستیک(زیر قواعد اساس بر ها سیستم این. اند شده نامیده دیجیتال اند کرده حرکت جهت یک به تصویر نقاط تمامی -اگر10اند: شده ساخته

تصویر نقاط تعدادی فقط (اگر11 0 است داشته لرزش دست آنگاه

. است نداشته لرزش دست آنگاه است کرده حرکت

: سیمان کوره فازی کنترل

10

کوره یک در است معدنی مواد از ترکیبی که کلینکر آسیاب بوسیله سیمان زمان با ومتغییر خطی غیر کوره این عملکرد که این بدلیل. میشود ساخته از استفاده با آن کنترل دارد نیز کمی برداری نمونه های وداده میباشد

شرکتی1970 دهه اواخر در.است مشکل کاری متعارف کنترل روشهای . نمود ابداع سیمان کوره کنترل برای را فازی سیستم یک دانمارک در

داشت( ورودی خروجی دو و ورودی چهار فوق فازی )کنترل فازی سیستماز: اند عبارتند چهارگانه های

اگزوز گازهای در اکسیژن (درصد1

اگزوز گازهای حرارت (درجه2

کوره آسیاب (گشتاور3

کلینکر حجمی (وزن4

نیز سیستم این های خروجی

کوره به شده ریخته سنگ زغال (میزان1

.میباشد هوا جریان (میزان2 ها ورودی با را ها خروجی رابطه فازی اگر-آنگاه قواعد از که ی مجموعه: مثال بعنوان. کند می مشخص

را هوا درجه آنگاه است پایین حرارت ودرجه باال اکسیژن درصد اگر(1.دهید افزایش

سنگ زغال میزان آنگاه است باال حرارت درجه و باال اکسیژن درصد (اگر2.دهید کاهش اندکی را

1978 سال در بود شده ساخته قواعد این ترکیب با که ای فازی سیستم شد گرفته بکار دانمارک در اسمیت شرکت سیمان کوره در روز6 مدت به بهبود سوخت مصرف همچنین و انسان توسط کنترل حالت به نسبت که ه.میداد نشان را

: زیرزمینی قطار فازی کنترل

11

سیستم توان می امروز تا را فازی های سیستم کاربرد مهمترین از یکی این جنوبی شمال مسیر.شمرد بر ژاپن در سندایی متروی فازی کنترل فازی سیستم. باشد می ایستگاه16 کیلومترودارای6/13طور به قطار

گیرد: درنظرمی پارامتررابطورهمزمان چهار آن ترمز. سیستم ودقت مطلوب سرعت به رسیدن سرنشینان، ،راحتی ایمنی سرعت ) که سرعت کننده کنترل است:بخش دوبخش دارای فازی

)که اتوماتیک توقف کننده کنترل دارد( وبخش می نگاه مجاز حد در قطاررا سرعت کننده کنترل کند( بخش می تنظیم نهایی توقف قطارراتا سرعت

: کند می استفاده ازقواعدزیر بیشترین آنگاه شود، مجازنزدیک مرز قطارداردبه :اگرسرعت ایمنی برای

کنید. انتخاب را ترمز میزان است،آنگاه مجاز قطاردرمحدوده اگرسرعت سرنشینان، راحتی برای

ندهید. تغییر ترمزرا کنترل عملکرد شده استفاده بیشتری وقواعد مترها را پا تعداد از واقعی درسیستم البته

کرد: بنا قواعدی چنین روی از توان رامی خودکار توقف است.سیستم آنگاه شد خواهد متوقف مجاز درمنطقه قطار سرنشینان:اگر راحتی برایترمزراتغییرندهید. کنترل کرد عمل آنگاه قراردارد مجاز منطقه در قطار سرنشینان:اگر وایمنی راحتی برایدهید. تغییر ترمز حالت به شتاب حالت ترمزرااز کردکنترل عمل شده استفاده بیشتری قواعد تعداد واقعی،از درشتاب هم باز البته

سیستمهای ترین پیشرفته از یکی سندایی قطارزیرزمینی است.امروزه عهده رابه مسافران ونقل کارحمل1991 سال از که شده محسوب مترودارد.

فازی تئوری در عمده تحقیق های زمینه

12

اساسی مفاهیم از که است هایی تئوری تمام فازی تئوری از ما منظور 5 به را فازی تئوری. میکنند استفاده تعلق توابع یا فازی های مجموعه

. کرد تقسیم توان می عمده شاخه مجموعه جایگزینی با کالسیک ریاضیات مفاهیم ان در که فازی (ریاضیات1

. است کرده پیدا سیه تو کالسیک های مجموعه با فازی های هایی تقریب کالسیک منطق آن در که مصنوعی وهوش فازی (منطق2

توسعه تقریبی استنتاج و اطالعات اساس )خبره( بر های سیستم و یافته.است کرده پیدا

زمینه در هایی حل راه و فازی کنترل شامل که فازی های (سیستم3 که اطالعات و قطعیت (عدم4 .باشد می مخابرات و سیگنال پردازش

.داده قرار تحلیل تجزیه مورد را قطعیت عدم از دیگری انواع های محدودیت با را سازی بهینه مسائل که فازی های گیری (تصمیم5

. گیرد می نظر در مالیم

13

براي ثابت خودكار كننده تنظيم با نامشخص هوشمند كنترل سيستم يك: صنعتي ( دماي ) كنترل نظارت

: مطالب خالصة

طبقه براي مشخص نا استدالل با توام بسته اي حلقه كنترل سيستم يك كننده كنترل . يك است يافته توسعه صنعتي دماي كنترل مسائل از اي

تشخيص كارآيي يك باFLC( فرد به ) منحصر متمايز نامشخص استداللي كننده كنترل حضور در آساني به تواند مي كه كوچك شده كشي خط پايه و

نرم يعني مورد دو هر . در شود مي تكميل شند داده نشان كه صنعتي هاي كه صنعتي اي مجموعه در افزار سخت آزمايش و شده سازي شبيه افزار كنوني دماي هاي كننده كنترل قابليت از بيش نامشخص استداللي كنترل جرم ( تغييرات ) جبران سازي خنثي شامل شد. اين داده نشان است ، در ناشناخته و متغير توقفهاي و ها تاخير مورد در ، است سيستم در گرما

به با اين . و كند مي عمل دوباره تنظيم بدن مختلف دماي نكات مجموعه تنظيم مكانيزم يك و كالسيك كنترل استراتژي يك كهFLC رساندن انجام پيشنهادFLC. شود مي دريافت است سيستم در فعال تغييرات براي

14

در سيستم اجراي نحوه در عمده تقويت و دما مختلف فرآيند دو براي شده و شده بررسيFLC ، مقاومت اين بر رود. عالوه مي بكار مورد دو هر

شود. مي اجرا آن از حفاظت

: مقدمه

استداللي ، كنترل درآمد عمل مرحله به مدرن كنترل نظريه هنگاميكه دست به زيادي طرفداران اجراي مهندسي ميان در سرعت به نامشخص

اين به منجر تواند مي طرفداران تعداد در افزايش اين و است آورده به كه كند مي ايجاد را نيرومند موتور نامشخص استدالل كه شود حقيقت

ايجاد را نيرومند موتوري نامشخص استدالل به دهد مي اجازه مهندسين كنترل الگوريتم در را بشر استدالل دهد مي اجازه مهندسين به كه كند مي ، طرح شد پيشنهاد مدرن كنترل نظريه براي كه برد. همانطور مي كار به

با كننده . كنترل نيست فرآيند رياضي مدل اساس بر نامشخص استداللي كه رساند مي تحقق به را بشري ، استدالل نامشخص استدالل از استفاده

است. شده ريزي برنامه نامشخص و استداللي زباني در از عمده بطور نامشخص استداللي كنترل موفقيت كه است توجه جالب گيرد. عالقه مي صورت صنعتي كاربردهاي از بسياري براي آگاهي طريق

مبحث ( بعنوانFuzy) نامشخص شعور و عقل كنترل در صنايع هاي ايجاد آكادميك جامعه بوسيله آن اهميت افزايش از اگاهي نوعي كنترل كنترل تحقيقاتي آزمايشگاه با ،90 دهة اوايل در آن است. شروع كرده

شركاي وسيله به و ، بود كلولند ايالت دانشگاه در كه گرفت صورت كاربرد نامشخص استدالل نقش بررسي حال در تحقيقاتي برنامه يك كه ، صنعتي

. كنترل بود اين نخست . سئوال شد مي حمايت داشتند صنعتي كنترل در تواند نمي معمولي كنترل كه دهد مي انجام كاري چه نامشخص استداللي

؟ دهد انجاماست. شده گزارش[A] در سالها آخرين در تحقيقات نتايج

يك بعنوان نامشخص استداللي كنترل روي را توجهمان ما ، مقاله اين در كه فعلي شده خارج انتگرال(PID) روش براي جايگزين كنترل استراتژي

15

كنترل كاربرد يك سازيم مي متمركز رود مي بكار صنعت در گسترده بطور:گيريد نظر در است شده داده نشان1 تصوير در كه را عمومي دماي

معمولي صنعتي دماي كنترل مسئلة : يك1 تصوير

) مقاوم گرمايي آالت ، ابزار ها ترموكوپل مثل مناسب حسگر يك با دماRTDقبول قابل سيگنال يك به و شود مي محاسبه غيره و ترميستورها ( و دماي با را دما سيگنال كننده . كنترل شود مي تبديل كننده كنترل براي كنترل . عامل كند مي فعال را كنترل عامل و كرده مقايسه دلخواه نقطه

به شده اضافه گرماي مقدار كميت و شده نفوذ تحت متغير جايگزين سازد مي قانونمند را دما هدفمند كنندة . كنترل دهد مي تغيير را فرآيند

. است نزديك اصلي استاندارد به ممكن حد تا دما كه همانطور فرآيند دو ، نامشخص جديد استداللي كنترل هاي الگوريتم آزمايش براي

سرد و گرم آب از فرآيند . يك است رفته بكار تحقيق اين در دما اصلي استفاده كننده كنترل عامل بعنوان شيرفلكه يك و نفوذ تحت متغير بعنوان

مي استفاده حرارتي نيروي منبع بعنوان الكتريسيته از ديگر ، فرآيند كند مي الگوريتم شود مي ( فعالSSR) جامد ( حالت پخش ) باز رله يك با و كند سازي شبيه و افزار سخت آزمايشهاي دو هر در گسترده بطور جديد هايگيرند. مي قرار بررسي مورد شده

Aتحريك : :

و اقتباسي ( ، ) نسبت تناسب ، ) انتگرال كالسيكPID : كنترل اخيرا و گرمايي جرم توده اساس بر متقابل هاي يافته با گسترده ( بطور مشتق

16

گرمايي قابليتهاي داراي . تجهيزات رود مي كار به دما مشخص نقطه داراي تجهيزات نسبت به دارد PID متفاوت افزايش به نياز عمده

مورد در دستگاه عملكرد ، اين بر ( عالوه ) ناچيز كم گرمايي قابليتهاي در بهبود به ، نياز مثال ( براي تاها) دما گسترده هاي رشته . اين دارد دما نوسانات يا رفتن باال از جلوگيري براي دما پايين و باال انتهاي

تواند مي دما مختصر بردن باال در حتي اينرو . از است ضروري و مهم نكته پر پايين سطح در دما كنترل و دما بردن پايين براي و بوده ساز دردسرباشد. هزينه

( براي ) مشتق اقتباسي و انتگرال ، نسبت ثابت مقادير ، تنظيم عموما سنگين وظيفه . اين هستند گير وقت و هزينه پر باال دماي كنترل فرآيند

وارد اوقات گاهي نادرستPID ثابت مقادير شود. وقتي مي تر مشكل ايجاد مسئله اين دما كنترل فرآيند درك كمبود طريق از شوند مي مسئله

زمان متغير با مسائلي چنين با برخورد در مربوطه شود. مشكل مي هايي سيستم چنين در كه زماني تاخيرات و شود مي مشكل و تر پيچيده ، فيزيكي محدوديتهاي و جديد توليد توسعه ، توليد متغيرهاي دارد وجود زماني تاخيرات جمله از ، مختلف وضعيتهاي در راRTD دماي گر حس كه است شده شناخته امر اين . همچنين دهد مي قرار سيستم در متغير وقتي گذارند مي نمايش به را ضعيفي اجراي نحوهPID هاي كننده كنترل هاي محدوده مثل ( ناشناخته ) طولي خطي غير داراي هاي سيستم براي

دانستيد مي كار به هيستريس و رفته بين از شده اشباع كه رود. قبال ورودي افزايش . برابري هستند خطي غير دما كنترل فرآيندهاي از بسياري

از بسياري در دما مساوي افزايش باعث نيست الزم مثال ، براي گرما. است طولي غير هاي سيستم از معمولي اي پديده . كه شود فرآيند

كنندگان كنترل تحقق در مشكالت و مسائل اين دشواري يا پيچيدگي به را ماPID كنندة تنظيم در متغيرها حذف ( براي ) معمولي مرسوم استدالل مثل نمائيم بررسي عالي كنترل تكنيكهاي تا دارند مي وا حركت

زمان در كه ها سيستم نمودن كنترل براي حل راه يك بعنوان نامشخص. دارند توجه به نياز گير وقت و خطي غير و گر تنظيم خود فرآيندهاي

17

B.موجود حلهاي راه و زماني تاخير مسئله :

نمودار يك كنترل تكنيكهاي از استفاده با دما كنترل مسئله بررسي براي شده برده بكار1 نمودار يا تصوير بجاي2 تصوير ، در شده ساده بسته دستگاهي و كننده كنترل دهندة نشانC ( S) اينجا ، در است تاخير كه است شده شناخته نكته اين خالص زماني تاخير يك با است

زماني تاخير . مسئله كند مي تنظيم سختي به را دما هاي حلقه زماني غير شود. سيستم مشخص بزرگ و كوچك تاخيرات وسيله به است ممكن مي كه است مشخص زماني تاخير ( داراي ) طولي خطي زمان متغير انتقالي نقش يكG(S) اينجا در شود، ساخته بصورت تواند

تعويض يك به وابسته تاخير كه باشيد داشته . توجهS در سات استداللي ( . فاز )تعداد است موج يا فركانس دهنده نشان كه است ، از فاز

است ممكن كه كند مي ( تغيير فركانسهايي ) در مكرر بطور كوچك فاز اختالف با زماني تاخير آزاد طرح در و شده بررسي نامرتب بصورت

مي بندي طبقه صورتي به عمده زماني تاخير شود. يك مي همراه موثر طرح روشهاي كه دهد تغيير اي نقطه به را فاز اختالفات يا كنارها كه شودبود. نخواهد كافي زمان تاخير آزاد

توسعه زماني تاخير كننده فعال و كننده بيني پيش هاي فهرست از تعدادي نمايش[12-7] تصوير در كه ( همانطور ) بهسازي تغييرات با يا و اند يافته SPC) اسميت كنندة بيني پيش اجراي . نحوة شوند مي تقويت شده داده

سيستم كه دهد مي نشان آن . و شد بررسي[8] در آزمايشي ( بطور با سرعت به اجرا نحوه اما ، شود فعال فرايند مدل اگر كند مي اجرا خوب

براي . بوضوح يابد مي كاهش زماني تاخير و فرآيند نادرست پارامترهاي

18

شدة بيني پيش جبران يا ترميم دستگاه ، ناشناخته و متغير زماني تاخير يكنبود. اجرا قابل و عملي تكنيك يك اسميت در مختلف زماني تاخير داراي هاي سيستم براي كنترل طرح روش چندين و گر تنظيم خود روش يك شامل كه اند شده ظاهر اخير هاي نوشته

كنترل . يك شد پيشنهاد[10] هريس و برون توسط كه شود مي ارزيابي مرجع كسب روش يك و[11] يان ، و ، شو توسط متغير و ساختار كنندهشد. ارائه[6] وانگ و ليو توسط مدل يك طراحي روشهاي ، اكثر زياد زماني تاخيرات داراي هاي سيستم براي

رود مي كار به كننده كنترل از بخشي عنوان به را كننده بيني پيش مكانيزم شبيه شده ارائه سيستم در زماني تاخيرات و ها شاخص براي را فرآيند كه

كنترل ورودي[7] اسميت معروف كننده بيني پيش نمايد. در مي سازي زماني تاخير بدون فرآيند و زماني تاخير با فرآيند مدلهاي طريق از كننده به خروجي عالئم يا ها سيگنال شود. اختالف مي تامين متناوب بطور

، گردد مي بر كننده كنترل به سپس شود. و مي افزوده دستگاه خروجي دستگاه خروجي بيني پيش با كننده كنترل دهد مي اجازه ترتيب اين به

مورد در زماني تاخير كننده جبران تكنيك اين از استفاده . با كند عمل صنعتي استاندارد PID كنندة كنترل يك با اولين سادة نظم داراي دستگاه

نيست ساده وظيفة يك هنوز بيليInfi-qo ساده اي حلقه كننده كنترل مثل زمان مقدار ، دستگاه به دسترسي شامل كننده بيني پيش هاي . شاخص

شوند تعيين بايد كه هستندPIDپارامتر سه بر عالوه ، زماني تاخير و ، ثابت كه روند مي بكار شده بيني پيش كنندة جبران يك در پارامتر6 . اين

. دهد مي افزايش دستگاهها ترين ساده در حتي را وتنظيم پيچيدگي اين مورد در اصلي دليل اسميت كنندة بيني پيش شده افزوده پيچيدگي براي راPI,PID بيني پيش قابل غير كنترل هنوز صنعت كه است موضوع

نيكل – زيلگر روش مثل تنظيم هاي روش از استفاده با يافته تاخير زمانبرد. مي كار به

Cنامشخص استداللي : كنترل :

19

معمولي كنترل روشهاي براي عملي جايگزين يك نامعلوم يا مبهم كنترل مي دنبال را عمومي عملي مشخصات از بعضي ها سيستم وقتي است قديمي سيستم مدلهاي يا بوه ناشناخته آن جزئيات با فرآيند فهم و كنند

كنترل سيستم يك در عالمتها كيفي كسب قابليت[6]. شوند مي پيچيده . است نامشخص كنترل از اصلي ويژگي يك مشاهده قابل پديدة پاية بر

شده داده نشان مختلف تحقيقاتي متون در نامعلوم كنترل هاي جنبه اين تجاري محصوالت و كنيد مشاهده را[19,18,15,13] تصوير اند

. توانايي گروهند اين شامل الكتريكي وابستگي و آمرون مثل فروشندگان اجراي نحوة و ، سيستم كيفي فعاليتهاي كسب براي نامشخص استدالل

سيستم براي جذابي مشخصة واقعي زماني وضعيت در كيفي نظريه اينباشد. مي دما كنترل هاي دارد. را خودش خاص محدوديتهاي نامشخص استداللي كنترل ، البته

دنبال را خود تحقق يا اجرا ، هنوز نامشخص استدالل گرانة تحليل بررسي بررسي محدودة در بويژه ، دارد قرار امور راس در هنوز بيشتر كار و كره

، عملي مسائل براي حلهايي راه بعنوان ، اين بر . عالوه ثبات و اجرائي از است شده اتخاذ و وابسته اي مسئله نامشخص استداللي كنترل طرح

كه مختلف كنترل مسئله يك با موجود نامشخص استداللي كنندة كنترل يك يا متغير طرح آالت نيست. ابزار فهم قابل و آسان يعني نيست مستقيم

تهيه رياضي گروه بوسيلة كه نامشخص ابزار جعبه ، مثل ابزار طرح متغير ، شد توسط آنها اينكه از قبل دارد اصطالحاتي و تقويت به نياز عموما

شوند. پذيرفته كنترل مهندسين جايگزين روش يك بعنوان نامشخص استداللي كنترل اعتبار ، مقاله اين در

. شود مي بررسي دما كنترل دركاربردهاي

سازي شبيه افزار نرم

FLCشبيه مخزن دماي كنترل سيستم براي كه است يافته توسعه باال در داخل مايع . دماي است شده داده نشان5 نمودار در شود. و مي سازي

20

به مايع دماي تنظيم با خارجي و داخلي ثابت حركتي هاي اندازه با مخزنشوند. مي كنترل آمده دست مايع محدوده كه نوع دو از تركيبي شيرفلكه يك با مايع آمده دست به دماي . شود مي تعيين ، كند مي كنترل تانك به ذخيره خط در را گرم و سرد

مواد انتقال ، نحوه تانك به تامين يا ذخيره خط و تركيبي شير بين فاصلة با مايعات يا سياالت دماي يا . فشار دهد مي نشان را ها لوله به كالسيك

دما کنترل :مخزن5ل. شك گيرد مي قرار تاثير ( تحت وقت ) فوت تاخير

2. ) است صورت اين به5 تصوير در دما كنترل مخزن براي انتقالي نقش)

= : و فلكه شير تركيبي ورودي در دما مخزن دماي: اينجا در اندازه. است لوله در مواد انتقال براي شده تلف يا تاخير زمان

. باشد مي مخزن داخل مایع = جرمm و توده يا جرم حركت مشاهده[22] در تواند مي مسئله این جزئیات اکثر

شود.

Aتقلید سازي شبیه : نتایج ( : )

FLCبا(2) معادله در كه رود مي بكار دستگاهی براي a=1با شده تعریف يك در تركيبي فلکه شیر به سرد و گرم ذخیره وروديهاي گرفتن نظر در

اگر و بود خواهد ثابت مواد انتقال از شده تلف يا تاخیر زمان ، ثابت فشار / یا انتقال شده صرف زمان ، است متفاوت سرد و گرم ذخیره فشار

21

سیستم این در متغیر زمان تاخیر های . جنبه بود خواهد مختلف كار انجامشود. مي بررسی زیر سازهای شبیه در

اند آمده دست به ،FLC 18 كشي خط يك از استفاده با سازي شبیه نتایج 6 و دهد مي نشان را کنترل رويكرد یا استراتژی1 تصویر مدرج خطوط و

اساس بر را کنترل خروجی عضویت نقش2 نمودار در مدرج دیگر سطح شبیه طرحهای ، اهداف مقایسه . براي كند مي تنظیم سیستم اجرای نحوه

بيني پیش ، يك معمولیPID كنندة کنترل يك شامل مشابه يا شه سازي FLC,SPC,PID. باشد مي نامشخص الگوريتم ( ،SPC) اسمیت کنترل

در كه پاسخی با شود مي تنظیم اي ثانيه10 تاخير يك با دستگاه روي مي انتظار كه است. همانطور شده داده نشان6 نمودار فوقانی قسمت

دستگاه مدل يك حضور در پاسخ یا واکنش سریعترین دارایSPC ، رود را خوبی اجرایFLC,PID اما باشد مي شده شناخته زمان تاخیر و دقیق

مي فراهم شده بيني پیش مکانیزم يك وجود با و زمان افزایش مراحل در چگونه كه دهد مي نشان6 نمودار طرح انتهای و مياني . قسمت كند

واکنش یا کنند مي عمل زمان تاخیر دقیق سیستم بعنوان ها کننده کنترل ای ثانیه10 تاخیر از ها کننده کنترل تنظیم از استفاده با و دهند مي نشان

اخذ تر طوالنی وقت اتالف با سرعت بهFLC . الگوريتم یابند مي افزایش PID کننده کنترل حاليكه در كند مي ایجاد را ثابت پاسخی و شود مي

فلكة شير اطراف درSPC نوسانات و كرده ایجاد را ثابت غير سیستمی پارامتر بوسیله شده ایجاد مقایسه بدون خطای طریق از انتهايي يا پایانی . كند مي خارج را است رفته بكار دستگاه مدل در كه نادرست زمان تاخیر

دقيق مدل يك با را پاسخ بهترينSPC ، بوضوح ، مشابه دستگاههاي اين از زماني تاخير يك وجود . با كند مي فراهم و ايجاد زمان تاخير و دستگاه در

و تقويت دهندة نشان كه كنيم مي پيشنهاد راFLC ، ناشناخته يا مختلف استاندارد روشهاي مورد در را دوام و ثبات و بوده اجرا نحوه در بهسازي

SPC,PIDدهد مي ارائه.

22

( ) دوام پايداري بررسيدارد..... ادامه

23