Fuzzy Controller Abstandsregelung. Grundlagen, Funktionsweise, Vor- und Nachteile

Studienarbeit aus dem Jahr 2018 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,3, AKAD University, ehem. AKAD Fachhochschule Stuttgart, Veranstaltung: Systemdesign, Sprache: Deutsch, Abstract: Schon in der Grundschule wird einem gelehrt, dass es in der Mathematik genau eine Lösung für die Gleichung 2+2 gibt. Dieses eindeutige Ergebnis ist die Zahl 4. Hierzu gibt es einen binären Status: Entweder dieses Ergebnis ist richtig oder eben falsch. So einfach es sich in der Mathematik anhört, so einfach agieren Menschen jedoch nicht. Das Wetter ist nicht gut, jedoch auch nicht schlecht - es ist wechselhaft. Die Zimmertemperatur ist nicht warm, aber auch nicht kalt - sondern angenehm, jedoch mit Tendenz zu kalt anstatt zu warm. Im Alltag werden oftmals Begriffe wie "etwas mehr", "ein bisschen", "klein", "groß", "wenig" oder auch "viel" verwendet. Diese Begriffe sind nicht scharf formuliert und lassen sich schwer quantifizieren, für den Menschen jedoch im gegeben Kontext verständlich. Für die Umsetzung dieser unscharfen Aussagen in die Technik, bedarf es der Fuzzy-Logik. "Fuzzy" ist Englisch und bedeutet "verschwommen" oder "unscharf". Es sind linguistische Variablen, welche sich in regelungstechnische Systeme durch Fuzzy-Controller implementieren lassen. Die Schwierigkeit liegt dabei in der Umsetzung dieser unscharfen Aussagen in die technische Sichtweise. So werden beim Einparken Floskeln wie "stärker nach rechts Einschlagen" oder "noch etwas zurück" verstanden und umgesetzt. Anweisungen wie "den Lenkwinkel für eine Zeit von einer Sekunde minus 14 Grad einschlagen, dabei die Geschwindigkeit bei einem Meter pro Sekunde halten" können nicht umgesetzt werden. Für eine Maschine ist diese Umsetzung in Stellgrößen genau genug, kann abgebildet und durchgeführt werden. Diese Theorie wurde von LOTFI A. ZADEH im Jahre 1965 mit der unsicheren Schließung der Fuzzy-Logik begründet. Es entwickelte sich daraus das Ziel, diese linguistische, unscharfe Logik in Steuerungs- und Regelungstechnik umzusetzen.