ΕΥΦΥΗΣ ΕΛΕΓΧΟΣ. Εισαγωγή στον έλεγχο ασαφούς λογικής Γ. Ε. ΧΑΜΗΛΟΘΩΡΗΣ

Transcript

1 μ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΙΝΗΣΗΣ, ΜΗΧΑΤΡΟΝΙΚΗΣ κ ΕΥΦΥΟΥΣ ΕΛΕΓΧΟΥ Π. Ράλλη κ Θηβών 250, Αθήνα , , fax , ΕΥΦΥΗΣ ΕΛΕΓΧΟΣ Εισαγωγή στον έλεγχο ασαφούς λογικής Γ. Ε. ΧΑΜΗΛΟΘΩΡΗΣ

2 Περίληψη Ο ευφυής έλεγχος επιδιώκει να προσδώσει στα συστήματα αυτοματισμού «ευφυία», δηλαδή χαρακτηριστικά ανθρώπινης αντίληψης. Σε αναλογία με την ανθρώπινη σκέψη, τα συστήματα ευφυούς ελέγχου χειρίζονται και ποιοτικές έννοιες που δεν μπορούν να αποδοθούν με συμβατικούς μαθηματικούς όρους. Η πλέον διαδεδομένη προσέγγιση χρησιμοποιεί τις μεθόδους της ασαφούς λογικής, η οποία δέχεται οτι μια πρόταση δεν είναι απόλυτα αληθής ή ψευδής αλλά μπορεί να έχει διαφορετικούς ενδιάμεσους "βαθμούς αληθείας". Η ασαφής λογική χρησιμεύει για να ενεργοποιεί κανόνες. Κάθε κανόνας έχει δύο μέρη. Το πρώτο ονομάζεται «συνθήκη» και περιγράφει τις προϋποθέσεις για να ισχύει ο κανόνας. Το δεύτερο μέρος λέγεται «αποτέλεσμα» και καθορίζει τι θα συμβεί στην περίπτωση που ο κανόνας ισχύει π.χ. εάν ο δρόμος έχει εμπόδιο και βρέχει (συνθήκη) πιέζουμε το φρένο διακεκομμένα (αποτέλεσμα). Ένας ελεγκτής ασαφούς λογικής περιλαμβάνει τα εξής τμήματα: (1) διαδικασία κατάταξης που χρησιμοποιεί τα δεδομένα εισόδου στον ελεγκτή για υπολογίσει το βαθμό αληθείας (2) διαδικασία επίλυσης των κανόνων που, με βάση το βαθμό αληθείας, συμπεράνει ποιοί κανόνες ισχύουν και κατά πόσο (3) διαδικασία υπολογισμού της εξόδου, σύμφωνα με το αποτέλεσμα των κανόνων που ισχύουν. Η ασαφής λογική είναι ιδιαίτερα κατάλληλη όταν η ελεγχόμενη διεργασία δεν μπορεί να περιγραφεί με τις συμβατικές μαθηματικές μεθόδους. Επίσης, η ασαφής λογική προσφέρεται για τον έλεγχο διατάξεων που λειτουργούν σε πολύ διαφορετικές συνθήκες. Ακόμη, αξιοποιεί τη γνώση έμπειρων χειριστών που γνωρίζουν από την πρακτική τους τον τρόπο ελέγχου μιας συσκευής ή διάταξης. Τα συστήματα ελέγχου με χρήση ασαφούς λογικής χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές στη βιομηχανία αλλά και στα προϊόντα ευρείας κατανάλωσης. Έχουν εφαρμοσθεί, π.χ. σε φωτογραφικές μηχανές με αυτόματη εστίαση, σε συσκευές κλιματισμού που έχουν ταχεία απόκριση και μικρότερη κατανάλωση, σε πλυντήρια πιάτων και ρούχων που επιλέγουν αυτόματα το καταλληλότερο πρόγραμμα πλύσης κ.α. -2-

3 Εισαγωγή στα Ευφυή Συστήματα Ελέγχου 1. Ένα παράδειγμα ελέγχου στάθμης Ένα απλό σύστημα αυτοματισμού έχει ως σκοπό να ελέγχει τη στάθμη του υγρού που περιέχεται σε μια δεξαμενή, όπως στο Σχήμα 1. Ειδικότερα, το σύστημα αυτοματισμού πρέπει να διατηρεί συνεχώς τη στάθμη στη δεξαμενή μεταξύ μιας κατώτερης τιμής Ε1 και μιας ανώτερης Ε2. Για το σκοπό αυτό, το σύστημα ελέγχει τη θέση της βαλβίδας Β που βρίσκεται στον αγωγό προσαγωγής της δεξαμενής. Σχήμα 1: Δεξαμενή Όταν η βαλβίδα είναι κλειστή, η ροή στον αγωγό προσαγωγής διακόπτεται και, στο βαθμό που υπάρχει ζήτηση στον αγωγό κατανάλωσης, η στάθμη στη δεξαμενή πέφτει. Όταν η βαλβίδα ανοίγει, η ροή στον αγωγό προσαγωγής συμπληρώνει με υγρό τη δεξαμενή και, εφόσον η παρεχόμενη ποσότητα είναι επαρκής και αντισταθμίζει τη ζήτηση, η στάθμη ανεβαίνει. Η εφαρμογή αυτοματισμού αυτή είναι αρκετά συνηθισμένη στην περίπτωση μιας ενδιάμεσης δεξαμενής που αποτελεί τμήμα δικτύου τροφοδοσίας π.χ. με καύσιμα ή με μια χημική ουσία. Αυτή η δεξαμενή παρεμβάλλεται μεταξύ της κεντρικής παροχής (προσαγωγής) ή μιας μεγαλύτερης δεξαμενής στην οποία φυλάσσεται το υγρό και της εγκατάστασης (π.χ. γραμμής παραγωγής) η οποία το καταναλώνει. Η στάθμη της ενδιάμεσης δεξαμενής καθορίζει την παροχή με την οποία τροφοδοτείται η κατανάλωση. Διατηρώντας τη στάθμη σε ένα περιορισμένο εύρος μεταξύ Ε1 και Ε2, το σύστημα αυτοματισμού περιορίζει τις διακυμάνσεις της παροχής και έτσι η κατανάλωση τροφοδοτείται με σχεδόν σταθερή ροή. Μια συμβατική λύση αυτοματισμού με ηλεκτρονόμους ή με Ελεγκτή Προγραμματιζόμενης Λογικής (PLC) χρησιμοποιεί δύο διακόπτες πλωτήρα στις -3-

4 θέσεις Ε1 και Ε2 και ελέγχει (π.χ. ηλεκτρικά) τη βαλβίδα Β σύμφωνα με το νόμο ελέγχου: εάν η στάθμη είναι μικρότερη από Ε1, η βαλβίδα Β ανοίγει εάν η στάθμη είναι μεγαλύτερη από Ε2, η βαλβίδα Β κλείνει. Παρόλο που η προσέγγιση αυτή φαίνεται πολύ λογική και κατάλληλη για ένα τεχνητό σύστημα, απέχει πολύ από τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί και δρα ένας άνθρωπος στον οποίο θα είχε ανατεθεί ο ρόλος του χειριστή της βαλβίδας. Ένας χειριστής αντιλαμβάνεται και περιγράφει το νόμο ελέγχου διαφορετικά: εάν η στάθμη είναι χαμηλή, η βαλβίδα Β ανοίγει εάν η στάθμη είναι υψηλή, η βαλβίδα Β κλείνει. -4-

5 2. Ανθρώπινη αντίληψη και τεχνητή νοημοσύνη Όπως δείχνει το απλό αυτό παράδειγμα, τα συμβατικά συστήματα αυτοματισμού χρησιμοποιούν την αυστηρή μαθηματική λογική. Στην περίπτωση του παραδείγματος, το σύστημα αποφασίζει την κατάσταση της βαλβίδας μετά από λογικό συνδυασμό των μεταβλητών στάθμη μικρότερη από Ε1 και στάθμη μεγαλύτερη του Ε2. Οι μεταβλητές αυτές είναι ψηφιακές και μάλιστα δυαδικές, δηλαδή λαμβάνουν δύο και μόνο τιμές (αληθή ή ψευδή) ανάλογα με την κατάσταση των σημάτων που έρχονται από τους διακόπτες πλωτήρα. Το Σχήμα 2 δείχνει τη συσχέτιση μεταξύ της στάθμης στη δεξαμενή και των τιμών που λαμβάνουν οι ψηφιακές μεταβλητές. Τιμή της ψηφιακής Στάθμη στη δεξαμενή μεταβλητής στάθμη < Ε1 Ε1 =<στάθμη =< Ε2 Ε2 < στάθμη στάθμη μικρότερη από Ε1 Αληθής-1 Ψευδής-0 Ψευδής-0 στάθμη μεγαλύτερη από Ε2 Ψευδής-0 Ψευδής-0 Αληθής-1 Σχήμα 2: Ψηφιακή λογική Αντίθετα, ο άνθρωπος δεν χρησιμοποιεί μαθηματικούς όρους (αληθής, ψευδής) αλλά σχετικούς και ποιοτικούς χαρακτηρισμούς (πολύ, λίγο, υψηλό, χαμηλό, ενωρίς, αργά). Στην περίπτωση του παραδείγματος, ο χειριστής αντιλαμβάνεται τη στάθμη της δεξαμενής, τη χαρακτηρίζει ως υψηλή ή χαμηλή σύμφωνα με την αντίληψή του και δρα ανάλογα. Ο τρόπος με τον οποίο η ανθρώπινη σκέψη αποδίδει και χρησιμοποιεί ποιοτικούς χαρακτηρισμούς αποτελεί το ιδιαίτερο φαινόμενο που ονομάζουμε φυσική νοημοσύνη ή λογική ή αντίληψη ή συλλογισμό. Η ανθρώπινη νοημοσύνη χειρίζεται κυρίως ποιοτικές έννοιες που δεν μπορούν να αποδοθούν με απλούς μαθηματικούς όρους. Επίσης, η απόδοση των χαρακτηρισμών διαφέρει από άτομο σε άτομο διότι συνδέεται με την προσωπική εμπειρία, το γνωστικό υπόβαθρο και πολλά άλλα ατομικά χαρακτηριστικά. Έτσι, είναι συνηθισμένο δύο άνθρωποι να χαρακτηρίζουν το ίδιο γεγονός με διαφορετικούς όρους π.χ. το ίδιο χρώμα μπορεί να θεωρείται από άλλους κανονικό και από άλλους ανοικτό ή φωτεινό. Ακόμη, ο ίδιος άνθρωπος μπορεί, σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ή υπό διαφορετικές συνθήκες, να αποδώσει διαφορετικούς χαρακτηρισμούς στο ίδιο -από τεχνική άποψημέγεθος ή φαινόμενο. Η λεπτομερής διαδικασία της ανθρώπινης σκέψης δεν είναι πλήρως γνωστή και αποτελεί αντικείμενο της επιστημονικής έρευνας. Όμως, είναι γνωστό ότι η ανθρώπινη νοημοσύνη ξεπερνά σε επιδόσεις και τα πλέον προηγμένα αυτόματα συστήματα. Η υπεροχή αυτή είναι, μάλιστα, σαφέστερη όσο πιο πολυσύνθετο είναι το πρόβλημα αυτοματισμού, διότι εκεί αξιοποιείται η ικανότητα του ανθρώπινου νου να συνδυάζει τεράστιες ποσότητες πληροφορίας και να αναπτύσσει αντίληψη. Για -5-

6 παράδειγμα, σε μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, η ρύθμιση των πλέων σημαντικών παραμέτρων ανατίθεται σε έμπειρους χειριστές που αισθάνονται την παραγωγική διαδικασία και μπορούν να τη λειτουργήσουν σε απόδοση υψηλότερη από οποιοδήποτε μηχανικό σύστημα ελέγχου. Ακόμη, υπάρχουν πολλά παραδείγματα φαινομενικά απλών εργασιών, όπως το βάδισμα, ο συντονισμός κίνησης και όρασης ή ο χειρισμός μουσικών οργάνων, όπου τα τεχνητά συστήματα ελέγχου δεν προσεγγίζουν καν τις ανθρώπινες επιδόσεις. Όπως δείχνει και το όνομά της, η επιστήμη της τεχνητής νοημοσύνης προσπαθεί να αναπαράγει τα στοιχεία της ανθρώπινης νοημοσύνης με τεχνικά μέσα. Στην περιοχή της τεχνητής νοημοσύνης ανήκει και ο ευφυής έλεγχος, δηλαδή ο ειδικότερος τομέας που επιδιώκει να προσδώσει στα συστήματα αυτοματισμού κάποια χαρακτηριστικά ανθρώπινης αντίληψης. -6-

7 3. Ασαφής λογική Μια από τις πλέον διαδεδομένες μεθόδους ευφυούς ελέγχου στηρίζεται στην προσέγγιση της διαδικασίας νόησης η οποία αναπτύχθηκε γύρω από τις εργασίες του Λότφι Ζαντέ (Lotfi Zadeh) στα μέσα της δεκαετίας του εξήντα και ονομάζεται ασαφής λογική. Σε αντίθεση με την επαγωγική ή κλασσική λογική, η ασαφής λογική δέχεται οτι το ίδιο γεγονός επιδέχεται δύο ή και περισσότερους χαρακτηρισμούς ταυτόχρονα. Η αρχική ιδέα προτάθηκε από τον Γιαν Λιουκάσιεβιτς (Jian Llukasiewicz) στις αρχές του είκοσι. Επιστρέφοντας στο παράδειγμα της δεξαμενής, μια συγκεκριμένη στάθμη (π.χ. 40% της συνολικής χωρητικότητας της δεξαμενής) μπορεί να χαρακτηρισθεί και ως υψηλή και ως χαμηλή. Επομένως, η κατάταξη της στάθμης στην κατηγορία π.χ. χαμηλή στάθμη δεν είναι οριστική ή απόλυτη αλλά σχετική. Επίσης, εφόσον το ίδιο γεγονός μπορεί μα ανήκει σε δύο ή περισσότερες κατηγορίες, τα όρια μεταξύ κατηγοριών είναι ασαφή. Για να μετρήσει πόσο συχνά γίνεται αυτή η κατάταξη στη μια ή την άλλη κατηγορία, η ασαφής λογική χρησιμοποιεί το βαθμό αλήθειας. Ο βαθμός αλήθειας είναι ένα ποσοτικό μέγεθος που αντιπροσωπεύει πόσο ευκολότερα κατατάσσουμε ένα γεγονός σε μια κατηγορία συγκριτικά με ένα άλλο γεγονός. Για παράδειγμα, εφόσον η στάθμη Ε2 είναι υψηλότερη της Ε1, ο βαθμός αλήθειας της τιμής της στάθμης Ε2 στην κατηγορία υψηλή στάθμη θα είναι οπωσδήποτε μεγαλύτερος από το βαθμό αλήθειας της τιμής Ε1 στην ίδια κατηγορία. Γενικότερα, στο ίδιο παράδειγμα, είναι αναμενόμενο ότι ο βαθμός αλήθειας στην κατηγορία υψηλή στάθμη θα είναι μεγαλύτερος όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της στάθμης. Το Σχήμα 3 απεικονίζει μια ενδεικτική συσχέτιση μεταξύ της στάθμης του υγρού στη δεξαμενή και του βαθμού αλήθειας για το χαρακτηρισμό ως υψηλή στάθμη (συνεχής γραμμή) και ως χαμηλή στάθμη (διακεκομμένη γραμμή). -7-

8 Σχήμα 3: Ασαφής λογική Εάν, για παράδειγμα, η χαμηλή στάθμη Ε1 αντιστοιχεί σε άδεια δεξαμενή (0% της συνολικής χωρητικότητας) και η υψηλή στάθμη Ε2 αντιστοιχεί σε πλήρη δεξαμενή (100% της χωρητικότητας) τότε, σύμφωνα με το παραπάνω σχήμα, μια ενδιάμεση τιμή της στάθμης π.χ. στο 40% θα χαρακτηρίζεται ταυτόχρονα και ως χαμηλή με βαθμό αληθείας 0,75 και ως υψηλή με βαθμό αληθείας 0,

9 4. Έλεγχος με χρήση ασαφούς λογικής Όπως περιγράφηκε παραπάνω, η μέθοδος της ασαφούς λογικής συνδέει τις ποιοτικές έννοιες που χρησιμοποιούνται στον ανθρώπινο συλλογισμό με ποσοτικά δεδομένα (το βαθμό αληθείας) τα οποία είναι κατάλληλα για μηχανική επεξεργασία π.χ. από υπολογιστές. Τα συστήματα αυτοματισμού που στηρίζονται στην ασαφή λογική αξιοποιούν αυτήν ακριβώς τη σύνδεση. Ειδικότερα, χρησιμοποιούν το βαθμό αληθειας για να υπολογίσουν και να εφαρμόσουν κανόνες ελέγχου. Ένας κανόνας έχει δύο μέρη. Το πρώτο μέρος είναι η συνθήκη που περιγράφει πότε ο κανόνα ισχύει. Η έκφραση «η στάθμη είναι χαμηλή» αποτελεί τη συνθήκη (ή άλλως προϋπόθεση) του πρώτου κανόνα στο παράδειγμα της δεξαμενής τροφοδοσίας που αναφέρθηκε. Η συνθήκη ενός κανόνα μπορεί να είναι απλή ή σύνθετη, δηλαδή να περιέχει πολλές διαφορετικές προτάσεις που συνδέονται μεταξύ τους με τις λέξεις «και» και «είτε» π.χ. «η θερμοκρασία είναι υψηλή και η υγρασία είναι κανονική». Το δεύτερο μέρος είναι το αποτέλεσμα που περιγράφει τι θα συμβαίνει όταν ο κανόνας ισχύει. Η έκφραση «η βαλβίδα Β ανοίγει» αποτελεί το αποτέλεσμα (ή άλλως συμπέρασμα) του πρώτου κανόνα στο παράδειγμα της δεξαμενής τροφοδοσίας που αναφέρθηκε. Όπως οι ανθρώπινοι συλλογισμοί, οι κανόνες συνήθως περιέχουν ποιοτικά και όχι ποσοτικά δεδομένα. Συνήθως, οι κανόνες διατυπώνονται από έμπειρους χειριστές ή άλλους ειδικούς εξοικειωμένους με το ελεγχόμενο σύστημα η διεργασία. Άρα, μέσω των κανόνων, τα συστήματα αυτοματισμού με χρήση ασαφούς λογικής είναι σε θέση να αποτυπώσουν την ανθρώπινη γνώση και εμπειρία. Για το λόγο αυτό κατατάσσονται στα λεγόμενα «έμπειρα συστήματα» ή «συστήματα γνώσης». Ένα σύστημα αυτοματισμού με χρήση ασαφούς λογικής (ελεγκτής) περιλαμβάνει τρία τμήματα, όπως στο Σχήμα 4. (1) η διαδικασία κατάταξης της εισόδου, χρησιμοποιεί τα δεδομένα εισόδου στον ελεγκτή για υπολογίσει το βαθμό αληθείας (2) η διαδικασία επίλυσης των κανόνων, χρησιμοποιεί το βαθμό αληθείας για να υπολογίσει τις συνθήκες των κανόνων ελέγχου και, επομένως, να συμπεράνει ποιοί κανόνες ισχύουν και κατά πόσο (3) η διαδικασία υπολογισμού της εξόδου, ενεργοποιεί το δεύτερο μέρος (αποτέλεσμα) των κανόνων που ισχύουν για να υπολογίσει την έξοδο του ελεγκτή. Η έξοδος αυτή είναι η εντολή προς το ελεγχόμενο σύστημα. -9-

10 Σχήμα 4: Έλεγχος με ασαφή λογική -10-

11 5. Οι "έξυπνες" συσκευές και άλλες εφαρμογές του ελέγχου ασαφούς λογικής Αντίθετα με τα συμβατικά συστήματα ελέγχου, τα συστήματα που χρησιμοποιούν ασαφή λογική δεν χρειάζονται προηγούμενη «μαθηματική» ανάλυση της ελεγχόμενης διεργασίας αλλά «ποιοτική» περιγραφή των σημαντικών φαινομένων και αλληλεπιδράσεων, μέσα από τη διατύπωση των κανόνων ελέγχου. Το χαρακτηριστικό αυτό είναι ιδιαίτερα επιθυμητό σε περιπτώσεις ελέγχου πολύπλοκων διεργασιών που δεν μπορούν να περιγραφούν σωστά με εξισώσεις ή άλλες συμβατικές μαθηματικές μεθόδους. Τέτοια παραδείγματα είναι π.χ. η αναγνώριση μορφής μέσα σε εικόνες ή η μουσική. Επίσης, η χρήση ασαφούς λογικής είναι κατάλληλη για τον έλεγχο διατάξεων που απαιτείται να λειτουργούν σε πολύ διαφορετικές συνθήκες π.χ. οι κινητήρες των οικιακών συσκευών, το πλυντήριο, οι συσκευές κλιματισμού. Επίσης, η ασαφής λογική χρησιμοποιείται όταν υπάρχουν και λειτουργούν πρακτικοί κανόνες, π.χ. από τη γνώση και την εμπειρία των χειριστών μιας συσκευής ή διάταξης. Από τα τέλη της δεκαετίας του 80, οι εφαρμογές των συστημάτων αυτών εξαπλώνονται ταχύτατα, τόσο στη βιομηχανία όσο και στα προϊόντα ευρείας κατανάλωσης. Τα παραδείγματα κοινών συστημάτων που χρησιμοποιούν ασαφή λογική περιλαμβάνουν συσκευές, όπως φωτογραφικές μηχανές με αυτόματη εστίαση. Ο «σκοτεινός θάλαμος» στο εσωτερικό της φωτογραφικής μηχανής περιλαμβάνει αισθητήρια φωτεινότητας Το σύστημα ελέγχου μετράει την ευκρίνεια σε έξι σημεία της εικόνας (καρρέ) και χρησιμοποιεί κανόνες (ασαφή λογική) για να αξιολογήσει την εστίαση και να ενεργοποιήσει έναν ηλεκτρικό μικρο-κινητήρα που μετακινεί ανάλογα τον εστιακό φακό. Ακόμη, ο έλεγχος ασαφούς λογικής χρησιμοποιείται σε αποδοτικές συσκευές κλιματισμού (air conditioner). Το σύστημα ελέγχου μετράει τη θερμοκρασία, καθώς επίσης και τις εντολές από το χειριστήριο (επιθυμητή θερμοκρασία). Ένα τυπικό σύστημα χρησιμοποιεί περίπου 50 κανόνες ασαφούς λογικής για να καθορίσει τη ροή του αέρα (ταχύτητα ανεμιστήρα) και την ένταση της ψύξης (βαλβίδα του συμπιεστή). Αναφέρεται οτι συσκευές κλιματισμού με έλεγχο ασαφούς λογικής ανταποκρίνονται έως και πέντε φορές ταχύτερα στις εντολές του χειριστηρίου και ταυτόχρονα περιορίζουν την κατανάλωση έως και κατά 25%, συγκριτικά με μια συμβατική μονάδα.. Τα «έξυπνα» πλυντήρια πιάτων και ρούχων αξιοποιούν επίσης την ασαφή λογική. Αισθητήρια στο εσωτερικό του κάδου μετρούν τη θερμοκρασία, την ηλεκτρική αγωγιμότητα, τη διαφάνεια του νερού και την ταχύτητα περιστροφής. Το σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί κανόνες και ασαφή λογική για να καθορίσει τον καταλληλότερο κύκλο πλύσης με τη μικρότερη κατανάλωση σε νερό, απορρυπαντικό και ηλεκτρική ενέργεια. -11-

12 ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ενότητα "Ευφυής Έλεγχος" Προσδιορίστε το σκοπό του ευφυούς ελέγχου: Ο ευφυής έλεγχος επιδιώκει να προσδώσει στα συστήματα αυτοματισμού «ευφυία», δηλαδή χαρακτηριστικά ανθρώπινης αντίληψης. Σε αναλογία με την ανθρώπινη σκέψη, τα; συστήματα ευφυούς ελέγχου χειρίζονται και ποιοτικές έννοιες που δεν μπορούν να αποδοθούν με συμβατικούς μαθηματικούς όρους. Περιγράψτε τα μέρη ενός κανόνα ασαφούς λογικής: Το πρώτο μέρος ενός κανόνα ονομάζεται «συνθήκη» και περιγράφει τις προϋποθέσεις για να ισχύει ο κανόνας. Το δεύτερο μέρος λέγεται «αποτέλεσμα» και καθορίζει τί θα συμβεί στην περίπτωση που ο κανόνας ισχύει. Παράδειγμα: εάν ο δρόμος έχει εμπόδιο και βρέχει (συνθήκη) πιέζουμε το φρένο διακεκομένα (αποτέλεσμα). Περιγράψτε τη δομή ενός συστήματος ελέγχου με ασαφή λογική: Ένας ελεγκτής ασαφούς λογικής περιλαμβάνει τα εξής τμήματα: (1) διαδικασία κατάταξης που χρησιμοποιεί τα δεδομένα εισόδου στον ελεγκτή για υπολογίσει το βαθμό αληθείας (2) διαδικασία επίλυσης των κανόνων που, με βάση το βαθμό αληθείας, συμπεράνει ποιοί κανόνες ισχύουν και κατά ποσο (3) διαδικασία υπολογισμού της εξόδου, σύμφωνα με το αποτέλεσμα των κανόνων που ισχύουν. Αναφέρατε περιπτώσεις στις οποίες η ασαφής λογική πλεονεκτεί σε σχέση με τις συμβατικές λύσεις: Η ασαφής λογική είναι κατάλληλη όταν η ελέγχόμενη διεργασία δεν μπορεί να περιγραφεί με τις συμβατικές μαθηματικές μεθόδους. Επίσης, η ασαφής λογική προσφέρεται για τον έλεγχο διατάξεων που λειτουργούν σε πολύ διαφορετικές συνθήκες. Ακόμη, αξιοποιεί τη γνώση έμπειρων χειριστών που γνωρίζουν από την πρακτική τους τον τρόπο ελέγχου μιας συσκευής ή διάταξης. Αναφέρατε συνοπτικά τους τομείς εφαρμογής και παραδείγματα χρήσης των συστημάτων ελέγχου που χρησιμοποιούν ασαφή λογική: Τα συστήμα ελέγχου με χρήση ασαφούς λογικής χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές στη βιομηχανία και στα προϊόντα ευρείας κατανάλωσης. Έχουν εφαρμοσθεί, π.χ. σε φωτογραφικές μηχανές με αυτόματη εστίαση, σε συσκευές κλιματισμού που έχουν ταχεία απόκριση και μικρότερη κατανάλωση, σε πλυντήρια πιάτων και ρούχων που επιλέγουν αυτόματα το καταλληλότερο πρόγραμμα πλύσης κ.α. -12-