Redes neuronales

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Control Difuso de Temperatura
Control Inteligente.

Prof. Filiberto Muñoz Palacios.

De Lucio Castañeda Isaías Rosendo.
Flores Sánchez Guillermo.
Hurtado Nava Jerry Eduardo.

MECATRÓNICA

01/08/2010


Introducción.

Es importante que el alumno vea reflejada en la práctica la teoría de control dada en la clase teórica, de forma que constate dicha teoría y sienta un mayor interésen las clases teóricas. Dado que la mayoría de las técnicas de control parten de un modelo matemático de la planta y que este modelo en raras ocasiones está disponible, es imprescindible realizar la identificación de la planta, para posteriormente aplicar alguna de las técnicas de control existentes. En este trabajo se propone el diseño de un controlador analógico para un sistema térmico, en elque como primer paso se realiza la identificación del mismo para obtener un modelo matemático aproximado. Posteriormente se procede al diseño del controlador analógico aplicando una variedad de técnicas y comparando su comportamiento.

Estas técnicas se basan en la utilización de las principales reglas de la lógica difusa, implementadas en un microcontrolador, para que este cree una interfazentre el los dispositivos, que son sensores y actuadores que permiten el funcionamiento.

Objetivos.

El objetivo principal de este proyecto es poner en práctica los conocimientos teóricos acerca de la lógica difusa, como son la fuzificación, defuzificación, mecanismo de inferencia, grado de membresía, entre otros, los cuales serán aplicados para un control de temperatura con interfaz controladapor el usuario.

Marco Teórico.

Lógica difusa.

La lógica difusa o lógica heurística se basa en lo relativo de lo observado. Este tipo de lógica toma dos valores aleatorios, pero contextualizados y referidos entre sí. Así, por ejemplo, una persona que mida 2 metros es claramente una persona alta, si previamente se ha tomado el valor de persona baja y se ha establecido en 1 metro. Ambosvalores están contextualizados a personas y referidos a una medida métrica lineal.

La lógica difusa se adapta mejor al mundo real en el que vivimos, e incluso puede comprender y funcionar con nuestras expresiones, del tipo "hace mucho calor", "no es muy alto", "el ritmo del corazón está un poco acelerado", etc. La clave de esta adaptación al lenguaje, se basa en comprender los cuantificadores denuestro lenguaje (en los ejemplos de arriba "mucho", "muy" y "un poco").

En la teoría de conjuntos difusos se definen también las operaciones de unión, intersección, diferencia, negación o complemento, y otras operaciones sobre conjuntos (ver también subconjunto difuso), en los que se basa esta lógica.

Para cada conjunto difuso, existe asociada una función de pertenencia para sus elementos,que indican en qué medida el elemento forma parte de ese conjunto difuso. Las formas de las funciones de pertenencia más típicas son trapezoidales, lineales y curvas.

Se basa en reglas heurísticas de la forma SI (antecedente) ENTONCES (consecuente), donde el antecedente y el consecuente son también conjuntos difusos, ya sea puros o resultado de operar con ellos. Sirvan como ejemplos de reglaheurística para esta lógica (nótese la importancia de las palabras "muchísimo", "drásticamente", "un poco" y "levemente" para la lógica difusa):
SI hace muchísimo calor ENTONCES disminuyo drásticamente la temperatura.
SI voy a llegar un poco tarde ENTONCES aumento levemente la velocidad.

Los métodos de inferencia para esta base de reglas deben ser simples, veloces y eficaces. Los resultados dedichos métodos son un área final, fruto de un conjunto de áreas solapadas entre sí (cada área es resultado de una regla de inferencia). Para escoger una salida concreta a partir de tanta premisa difusa, el método más

usado es el del centroide, en el que la salida final será el centro de gravedad del área total resultante.

Las reglas de las que dispone el motor de inferencia de un sistema...
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