ingenieria de control nise

Ciencia y Tecnología, 24(2): 87-107, 2006
ISSN: 0378-0524

Artículo Invitado

La lógica difusa en ingeniería:
Principios, aplicaciones y futuro
D. Guzmán, V. M. Castaño1*
1. Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada. Universidad Nacional Autónoma de México,
Campus Juriquilla, 76000, Querétaro, México

Abstract
Fuzzy logic is a mathematical tool that mimics the way humans manageand process information. It is a method of great simplicity for processing of information,
decision making and process control. This article discusses the basic concepts
and applications, and analyses pros and cons of this methodology.
Key words: Fuzzy logic, control, greenhouse.
Palabras claves: Lógica difusa, control, invernadero.

I. Introducción
El concepto de lógica difusa fueconcebido a mediados de los años sesentas por
Lofti Zadeh, ingeniero eléctrico iraní y profesor de la Universidad de California, en
Berkeley, quien en 1965 publica el primer artículo de lógica difusa llamado “Fuzzy
Sets” [1], donde se dan a conocer por primera vez los conceptos de esta técnica.
Más tarde, en 1974 Ebrahim Mamdani aplica los conceptos de lógica difusa en
el control de procesos ydesarrolla el primer control difuso para la regulación de un
motor de vapor [2].
En 1985 Takagi y Sugeno aportan a la teoría del control difuso un nuevo
método llamado Takagi-Sugeno-Kang (TSK), como alternativa del método Mamdani.
La unión de los conceptos de lógica difusa desarrollados por Zadeh y el área
de control de procesos encuentra numerosas aplicaciones en la industria, medicina,aeronáutica, electrónica [5, 6, 9], etc., e incluso en los últimos años, en el mundo de los
aparatos electrodomésticos.
*Autor correspondiente: meneses@servidor.unam.mx

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Ciencia y Tecnología: Investigación

El artículo se encuentra organizado de la siguiente manera:
En la siguiente sección de Conceptos y aplicaciones se introduce a los conceptos
de lógica difusa y se analiza su importanciacomo un método de toma de decisiones,
así como sus posibles aplicaciones.
En la sección Control difuso se diseña y simula un control difuso utilizando
tanto la arquitectura Mamdani como TSK.
Finalmente, en la sección de Conclusiones y perspectivas se analizan ventajas
y desventajas de un control difuso.

II. Conceptos y aplicaciones
En esta sección mediante un ejemplo práctico seintroducirán los conceptos
básicos de la lógica difusa. El problema consiste en realizar un control de temperatura
de un invernadero. Actualmente, el control de temperatura lo lleva a cabo el operador
del invernadero de forma manual y lo hace cerrando y abriendo una válvula que
permite el paso de aire caliente, manteniendo una temperatura aproximada de 23
°C. El objetivo es automatizar el proceso,utilizando la experiencia del operador y
mediante la aplicación de los conceptos de la lógica difusa.
Como primer paso de la solución del problema se clasificarán las posibles
temperaturas que puede haber en el proceso, por ejemplo: CALIENTE, TIBIO y
FRÍO.
En lógica difusa se parte del hecho de que conceptos como alto, bajo, ruidoso,
dulce, caro, amargo, barato, delgado, etc. son percibidos demanera diferente por cada
persona. Por ejemplo, para una persona de Alaska el concepto de caliente puede
ser arriba de 10 °C, mientras que para un mexicano caliente es arriba de 30 °C o en
un proceso de fundición caliente es arriba de 300°C. Por esta razón los conjuntos
CALIENTE, TIBIO y FRÍO son llamados conjuntos difusos. Un conjunto difuso es un
conjunto con límites borrosos o “no muy bien”definidos.
Una vez clasificadas las temperaturas del invernadero en conjuntos difusos, se
les asignarán valores, los valores que se les asociarán a cada conjunto difuso tienen
necesariamente que ver con el contexto del problema, en este caso el invernadero. Esto
se hace tomando en cuenta la experiencia del operador, quien define los siguientes
rangos de temperatura (T), para cada conjunto:...