Sistemas difusos 4

ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERIA DE TELECOMUNICACIÓ DE BARCELONA (UPC)
Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

SISTEMAS DIFUSOS DINÁMICOS PARA EL TRATAMIENTO DE INFORMACIÓN TEMPORAL IMPRECISA

Autor: Orestes Mas i Casals Director: Joan Maria Miró Sans Barcelona, 1997

1.
Introducción

1.1 Presentación La teoría de conjuntos difusos fue concebida teóricamente a mediadosde la década de 1960 por el profesor Lotfi A. Zadeh, que a la sazón trabajaba en la Universidad de Berkeley, California. La primera publicación aparecida sobre este tema data precisamente de 1965, en la revista Information and Control• [Zadeh 1965]. La motivación principal que indujo al prof. Zadeh a proponer esta teoría fue la necesidad de disponer de una herramienta capaz de tratar analíticamentecierto tipo de incertidumbres que, por sus características, no pueden manejarse correctamente en el marco de la teoría de probabilidades. A esta categoría pertenecen por ejemplo todas aquellas situaciones en las que los distintos parámetros se describen utilizando expresiones lingüísticas. En estos casos, todo el arsenal de técnicas matemáticas tradicionales poco puede hacer para razonar en basea estas expresiones, cosa que contrasta fuertemente con la facilidad con que los seres humanos las utilizamos para evaluaciones y toma de decisiones complejas, en ambientes a menudo hostiles. En resumen, la teoría de conjuntos difusos, tal como fue concebida y posteriormente desarrollada, pretende ser el entorno adecuado para realizar razonamientos exitosos en unas condiciones de incertidumbreparecidas a las que afrontan los seres humanos. En sus orígenes, el éxito de esta nueva teoría entre la comunidad científica fue muy escaso. De hecho, desde su publicación tuvo que afrontar multitud de críticas concernientes básicamente a la utilidad de su formulación y a la falta de métodos sistemáticos de análisis y diseño. A ello contribuyó la falta de aplicaciones prácticas de esta teoría en losprimeros años de su desarrollo. Sin embargo, esta situación empezó a cambiar a partir de 1974. En esa fecha, Ebrahim Mamdani, del Queen's Mary College Londinense, introdujo por primera vez la lógica difusa para resolver con éxito un problema de ingeniería, concretamente el control de la presión en la caldera de una turbina de vapor, proceso altamente no lineal. Por comparación, una soluciónutilizando técnicas de control convencionales daba como resultado un controlador que debía ser reajustado para conseguir las mejores prestaciones cada vez que cambiaba el punto de operación [Mamdani 1974]. Casi paralelamente, en 1975, Brémont presentaba en Francia su tesis doctoral, que usaba de una forma rudimentaria la teoría de conjuntos difusos en una aplicación de reconocimiento de voz [Brémont1975], aunque esta contribución ha

permanecido prácticamente en el olvido hasta la fecha. A partir de entonces, las aplicaciones de esta nueva disciplina se han ido sucediendo, produciéndose una auténtica explosión de ellas desde los inicios de la década de 1990. Hoy en día se cuentan por centenares, si no por miles, los sistemas que se sirven de una forma u otra de la lógica difusa para realizarsus tareas en los ámbitos más diversos, como la medicina, automoción, electrodomésticos, economía, automatización industrial, electrónica,

informática, geología, y un largo etcétera. Al respecto, están apareciendo ya buenos textos de recopilación, en los que se describen con detalle las aplicaciones más relevantes de la lógica difusa y se analizan las causas de su éxito frente a las solucionestradicionales, caso de que existan [Terano 1994], [von Altrock 1995]. De entre todas estas disciplinas, las diversas ramas de la ingeniería han sido las que han constituido el terreno más fructífero en lo que a número de aplicaciones se refiere, llegándose a alcanzar desarrollos espectaculares. Aparte de las mencionadas de Mamdani y Brémont, de indudable interés científico-histórico pero que no...