Курсовая работа: Применение нечёткой логики на примере простой модели зарядного устройства для батарей
return MIN(a, b);
}
public float fuzzyNot(float a)
{
if (a < 0.0) return 0;
if (a > 1.0) return 0;
float c = (float)1.0 - a;
return c;
}
Операторы нечеткой логики очень схожи с обычными булевыми операторами. Функции принадлежности и правила нечеткой логики, подвергнутые лингвистической модификации, позволяют значительно расширить возможности системных операторов. Разработчики могут намного упростить сложность систем, используя нечеткую логику, поскольку она позволяет моделировать комплексные программы с большим количеством входов и выходов.
С помощью нечеткой логики можно добиться снижения системных требований, а значит, сократить расходы на аппаратные средства. Во многих случаях математическое моделирование предпочтительнее заменить функциями принадлежности и правилами нечеткой логики и с их помощью управлять системой.
При сокращении объемов информации размеры кода уменьшаются, поэтому система работает быстрее. Кроме того, это позволяет использовать менее совершенные аппаратные средства.
Описание проекта
Зарядное устройство работает в среде, где существует напряжение заряда (например, от солнечных батарей), и нагрузка. Напряжение позволяет заряжать батарею, в то время как нагрузка ее разряжает. Зарядное устройство имеет два режима работы: режим подзарядки и режим быстрой зарядки. В режиме подзарядки в батарею поступает только очень небольшое количество тока, что приводит к неполной зарядке батареи. В режиме быстрой зарядки весь доступный ток направляется в зарядное устройство.
С точки зрения систем управления следует определить, когда нужно переходить в режим быстрой зарядки, а когда - в режим подзарядки. При зарядке температура батареи повышается. Если батарея заряжена полностью, дополнительный ток, проходящий через нее, будет приводить к ее нагреву. Поэтому, если батарея нагревается, можно считать, что она полностью заряжена, а значит, следует перейти в режим подзарядки. Кроме того, можно измерить напряжение батареи, чтобы определить, достигло ли оно предела, и затем переключиться в режим подзарядки. Если батарея не нагрелась и не достигла предела по напряжению, следует перейти в режим полной зарядки. Это упрощенные правила, поскольку кривая температуры батареи является оптимальным показателем ее зарядки.
Функции принадлежности при зарядке батареи с помощью нечеткой логики
У нас имеется две переменные: напряжение и температура. Графики принадлежности для напряжения и температуры (отображающие функции принадлежности) показаны на рис. 1 и 2.
Рис. 1. График функции принадлежности для напряжения
Рис. 2. График функции принадлежности для температуры
При создании функции принадлежности использованы следующие программные конструкции, которые позволяют задать границы функции принадлежности с помощью группы значений, представляющих ее параметры.
Функции, которые используются для создания функций принадлежности.
public float spikeProfile (float value, float lo, float high)
{
float peak;
value += (-lo);
if ((lo < 0) && (high < 0))
{