Abstract
A computationally-efficient systematic procedure to design an Optimal Type-2 Fuzzy Logic Controller (OT2FLC) is proposed. The main scheme is to optimize the gains of the controller using Particle Swarm Optimization (PSO), then optimize only two parameters per type-2 membership function using Genetic Algorithm (GA). The proposed OT2FLC was implemented in real-time to control the position of a DC servomotor, which is part of a robotic arm. The performance judgments were carried out based on the Integral Absolute Error (IAE), as well as the computational cost. Various type-2 defuzzification methods were investigated in real-time. A comparative analysis with an Optimal Type-1 Fuzzy Logic Controller (OT1FLC) and a PI controller, demonstrated OT2FLC׳s superiority; which is evident in handling uncertainty and imprecision induced in the system by means of noise and disturbances
چکیده
یک روش سیستماتیک کارآمد برای طراحی یک کنترل کننده منطق فازی بهینه نوع 2 (OT2FLC) ارائه می گردد. طرح اصلی، بهینه سازی بهره های کنترل کننده با استفاده از بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، و سپس بهینه سازی تنها دو پارامتر در تابع عضویت نوع 2 با استفاده از الگوریتم ژنتیک (GA) است. برای کنترل موقعیت یک سروو موتور DC، که بخشی از یک بازوی روباتیک است، OT2FLC پیشنهادی بصورت بلادرنگ پیاده سازی شد. قضاوت عملکرد بر اساس خطای مطلق انتگرال (IAE)، و همچنین هزینه محاسباتی انجام شد. روش های مختلف غیر فازی سازی نوع 2 بصورت بلادرنگ مورد بررسی قرار گرفتند. یک تحلیل مقایسه ای با کنترل کننده منطق فازی نوع 1 (OT1FLC) و یک کنترل کننده PI، حاکی از برتری OT2FLC است؛ که در کنترل عدم اطمینان و عدم دقت در سیستم با استفاده از نویز و اختلالات، آشکار می باشد.
1-مقدمه
کنترل منطق فازی (FLC) نسبت به کنترل کلاسیک، یعنی کنترل کننده های تناسبی مشتقی انتگرالی (PID) از خود برتری نشان داده است، به ویژه در کاربردهایی که در آنها عدم دقت و عدم اطمینان در سیستم وجود دارد [1]. به طور کلی، FLC ثابت کرده است که از نظر (1) حذف نویز، (2) انعطاف پذیری، (3) استفاده از دانش بشری، نه مدل های دقیق ریاضی، و (4) حساسیت به اختلالات، که در نهایت ارائه می دهد (5 ) عملکرد بهتر سیستم، برتر می باشد [2]....