{"id":390,"date":"2016-08-01T21:17:25","date_gmt":"2016-08-01T19:17:25","guid":{"rendered":"http:\/\/www.g-heinrichs.de\/wordpress\/?page_id=390"},"modified":"2025-02-20T12:36:28","modified_gmt":"2025-02-20T11:36:28","slug":"fuzzyregelung","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.g-heinrichs.de\/wordpress\/index.php\/informatik\/fuzzyregelung\/","title":{"rendered":"Fuzzyregelung"},"content":{"rendered":"\n
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\"laufkatze1\"

Laufkatzenmodell<\/p><\/div>\n

Die meisten Systeme zur Regelung von Maschinen oder Anlagen beschreiten folgenden Weg: Zun\u00e4chst wird ein m\u00f6glichst pr\u00e4zises Modell – z. B.\u00a0in Form von Differenzialgleichungen – entwickelt; darauf basierend wird ein Algorithmus f\u00fcr die Regelung entworfen. Das Problem ist: Derartige Modellierungen anzufertigen ist\u00a0meist sehr schwierig und kostet auch\u00a0viel Zeit.<\/p>\n

Fuzzyregelung verfolgt einen anderen Ansatz. Um diesen zu verdeutlichen, betrachten wir ein einfaches Beispiel: Eine\u00a0Last soll vom Waggon (W) auf den Truck (T) bef\u00f6rdert werden;\u00a0ein Kranf\u00fchrer muss\u00a0sie dazu\u00a0leicht anheben und den Wagen L der Laufkatze nach rechts in Bewegung setzen. Meist ger\u00e4t\u00a0die Last\u00a0dabei ins Pendeln, und es erfordert sehr viel Geschick, sie \u00fcber dem Truck zur Ruhe kommen zu lassen, so dass sie dort schlie\u00dflich abgesetzt werden kann.<\/p>\n

Wir interessieren uns nun f\u00fcr die Kontrolle des Wagens L der Laufkatze. Wenn wir die Pendelbewegung au\u00dfer Acht lassen, k\u00f6nnte eine Kurzanweisung f\u00fcr dessen Bedienung folgenderma\u00dfen lauten:<\/p>\n

WENN Position = fern,\u00a0 DANN Kraft = rechts<\/strong>
WENN Position = am Ziel, DANN Kraft = null<\/strong>
WENN Position = zu weit, DANN Kraft = links<\/strong><\/p>\n

Die Begriffe „fern“, „rechts“, „am Ziel“ u.s.w. sind dabei als Begriffe der Umgangssprache nicht pr\u00e4zise gefasst. Menschen k\u00f6nnen mit solchen unscharfen Begriffen sehr gut umgehen, sie entsprechen\u00a0viel mehr der nat\u00fcrlichen Sprache. Daher k\u00f6nnen sie\u00a0solche Regelwerke wie oben auch recht leicht zusammenstellen und im Rahmen einer manuellen Steuerung\u00a0auch umsetzen.<\/p>\n

Computer tun sich damit schwer. An dieser Stelle kommen die von Lotfi Zadeh eingef\u00fchrten Fuzzymengen ins Spiel; diese erfassen unpr\u00e4zise Begriffe der Umgangssprache wie z. B. den Begriff „fern“ mitsamt ihrer Unsch\u00e4rfe in Form von sogenannten Zugeh\u00f6rigkeitsfunktionen.<\/p>\n

\"Regeln

Regeln mit Fuzzy,
erschienen beim Klett-Verlag<\/p><\/div>\n

Was man genau unter diesen Fuzzymengen versteht und wie man damit umgangssprachlich formulierte Regelwerke von Computerprogrammen umsetzen lassen kann, das habe ich in meinem Buch „Regeln mit Fuzzy“ dargestellt. Dieses Buch setzt nur Kenntnisse voraus, wie sie z. B. in der Sekundarstufe I an einem\u00a0Gymnasium oder auch an einer Realschule vermittelt werden. Wesentlicher Bestandteil des Buches ist eine speziell f\u00fcr\u00a0den Einsatz an Schulen\u00a0ausgelegte\u00a0Fuzzy-Entwicklungsumgebung, mit der man eigene Regelungsprojekte erstellen und an Simulationsexperimenten testen kann.<\/p>\n

Inzwischen ist\u00a0das Buch leider\u00a0nicht mehr erh\u00e4ltlich. Deswegen biete ich es hier (in einer neuen und erweiterten Version) zum Download an. Dieses Angebot erfolgt mit freundlicher Genehmigung durch den Klett-Verlag. An dieser Stelle herzlichen Dank daf\u00fcr!<\/p>\n

Regeln mit Fuzzy (Skript)<\/a><\/strong><\/p>\n

Neben den im Fuzzy-Programm bereits integrierten Simulationen f\u00fcr das invertierte Pendel und die Laufkatze gibt es weitere Simulationsprogramme<\/strong>:<\/p>\n