بیان ساده‌ی عملکرد سیستم فازی / مهندس علیرضا محمودی فرد

به گزارش پایگاه خبری کلام ماندگار، در این یادداشت به بیان ساده‌ی عملکرد سیستم فازی، پرداخته می‌شود؛ به‌طور کلی، کارکرد یک سیستم فازی بسیار ساده است؛ سیستم فازی از سه بخش ورودی، خروجی و پردازش تشکیل می‌شود که واحد ورودی، از خروجیِ سنسورها یا سایر ورودی‌ها، مقادیر را دریافت می‌کند و آن‌ها را به توابع عضویت مربوطه می‌برد و مقادیر تعلقی را به آن‌ها نسبت می‌دهد؛ سپس واحد پردازش، قوانین را گرفته و برای هر یک، نتیجه‌ای تولید می‌کند؛ نتایجِ ترکیب شده را دریافت نموده و آن را به یک مقدار کنترلی غیر فازی تبدیل می‌کند؛ واحد خروجی نیز خروجی‌های به‌دست آمده را به بیرون انتقال می‌دهد.

همان‌طوری که منطق دودویی (باینری) به‌علت سادگی در محاسبات، مبنای سیستم‌های دیجیتال و دستگاه‌های کامپیوتری است، منطق فازی و بهره‌گیری از سیستم‌های فازی، به‌علت انعطاف‌پذیری زیاد، پایه و اساس علم رباتیک می‌باشد.

لازم به ذکر است که سیستم‌های کنترل فازی و شبکه‌های عصبی مصنوعی، ابزارهای مدل‌سازی هستند نه بهینه‌سازی؛ می‌توان گفت مدل‌سازی، زیرمجموعه‌ای از بهینه‌سازی است و به‌نوعی می‌توان اظهار داشت که مدل‌سازی، بخشی خاصی از فرآیند بهینه‌سازی می‌باشد؛ سیستم، اول مدل‌سازی می‌شود تا بتوان روی آن عملیات‌های ریاضی و کامپیوتری انجام داد؛ سپس سیستمِ تحت کنترلِ مدل‌سازی شده، ابتدا از نقطه‌نظر پایداری، مورد بررسی قرار می‌گیرد؛ اگر پایدار بود، فبهاالمراد؛ اگر پایدار نبود، می‌بایست ابتدا پایدار شود؛ در صورت پایدار بودن یا پایدار شدن، حال به‌سراغ عملیات کنترلی برای سیستم بر اساس مدل حاصل شده‌ی مربوطه با روش‌های مدنظر می‌رویم؛ پس از کنترل و یا در حین آن، می‌توان عملیات کنترلی را با استفاده از روش‌های بهینه‌سازی، بهینه نمود و یک کنترل‌کننده‌ی بهینه منحصر به فرد برای سیستم مربوطه، طراحی کرد.

در سیستم‌های خبره و سیستم‌های کنترل فازی، هدف اصلی، مدل‌سازی تجربه انسان و رفتار تصمیم‌گیری اوست؛ لذا ایده اصلی کنترل‌گر منطق فازی (FLC)، کمک گرفتن از تجربه اپراتور انسانی در طراحی کنترل‌گر است که این مورد، بسیار هم ارزشمند می‌باشد؛ امروزه اهمیت دانش انسانی و پیاده‌سازی آن در سیستم‌های کامپیوتری و هوشمند، بسیار کلیدی و مهم شده است؛ یک‌سری قواعد گفتاری، مبین استراتژی کنترلی اپراتور و در نتیجه سیستم کنترل فازی می‌باشد. مزیت اصلی FLC، پیاده‌سازی تجربه، دریافت و ادراک مستقیم و حس کشف‌کنندگی است که بی‌نیاز از دارا بودن یک مدل دقیق خواهد بود؛ همچنین از ویژگی‌های منطق فازی (FL)، غیرگسسته بودن است؛ بسیاری از فرآیندها، پیوسته هستند (گسسته نیستند) که این در حالی است که امروزه در سیستم‌های کنترلی، از کامپیوترها و پردازنده‌های دیجیتال استفاده می‌شود؛ پس FL، روشی است برای انتقال فرآیند آنالوگ به دیجیتال است که مطلوب پردازش‌گرهای دیجیتال می‌باشد.

در سیستم‌هایی که احتمال نادقیق بودن دینامیک آن‌ها (معدلاتشان) وجود دارد و نیاز به یک کنترل‌گر بسیار دقیق در آن‌ها حس نمی‌شود، از سیستم‌های فازی استفاده می‌شود؛ در صورتی‌که نیاز به کنترل‌کننده بسیار دقیقی وجود داشته باشد و تولرانس آنچنانی هم وجود نداشته باشد، معمولا از کنترل‌گر فازی استفاده نمی‌شود. سیستم‌های فازی، سیستم‌هایی مبتنی‌بر دانش انسانی هستند و اساس آن‌ها به‌جای سیستم‌های کامپیوتری، تفکر انسانی است؛ پروفسور لطفی‌زاده از مفهومِ محاسبه با کلمات برگرفته از دانش انسانی، در این خصوص یاد نموده است. با استفاده از تئوری فازی می‌توان مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده غیرخطی که بعضا دارای رفتار تصادفی نیز هستند، را ساده‌تر کرد.

به قلم: علیرضا محمودی‌فرد-پژوهشگر مبحث فازی و مدرس دانشگاه‌ها