Abstract
This paper presents the automatic construction and parameter optimization technique for fuzzy logic controllers using genetic algorithm. In general. the design of fuzzy logic controllers has difficulties in the acq~lisition of expert's knowledge and relies to a great extent on empirical and heuristic knowledge which, in many cases, cannot be objectively justified. So, the performance of the controllers c:an be degraded in the case of plant parameter variations or unpredictable incident which a designer may have ignored, and the parameters of fuzzy logic controllers obtained by expert's control action may not be optirnal. Some of these problems can be resolved by the use of genetic algorithm. The proposed method can tune the parameters of fuzzy logic controllers including scaling factors and determine: the appropriate number of fuzzy rulcs systematically. Finally, we provides the second order dead time plant to evaluate the feasibility and generality of the proposed method. Comparison shows that the proposed method can produce fuzzy logic controllers with higher accuracy and a smaller number of fuzzy rules than manually tuned fuzzy logic controllers.
본 논문에서는 유전 알고리듬을 이용한 퍼지 제어기의 설계 자동화 및 최적화 기법이 제안된다. 일반적으로 퍼지 제어기의 설계는 전문가의 지식 습득에 어려움이 있으며 또한 많은 경우에 객관적으로 정당화될 수 없는 경험적이고 발견적인 지식에 의존하고 있다. 이에 따라 설계자가 예상치 못한 플랜트 매개 변수의 변동이나 돌발적인 상황에 처했을 경우 제어 성능이 떨어지기 쉽다. 또한 이러한 전문가의 경험에 의해 설정된 퍼지 제어기의 여러 구성 요소들의 매개 변수가 최적값이라는 보장도 없다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 유전 알고리듬을 이용하여 퍼지 제어기를 구성하는 언어 규칙 수의 최적화의 소속함수의 매개변수의 최적화를 동시에 동정할 수 있는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 스케일링 팩터를 포함한 퍼지 제어기의 여러 구성 요소와 적절한 규칙의 수를 유전 알고리듬을 이용하여 체계적으로 동정하는 방법을 제안하고 증가된 최적화 대상 매개 변수로 인한 탐색 공간의 증가를 효과적으로 억제하는 방안도 아울러 제안한다. 제안된 기법의 효율성 및 정확성을 평가하기 위하여 2차 시간 지연을 갖는 플랜트에 대한 모의 실험을 수행한다. 그 결과 본 논문에서 제안한 기법에 의해 동정된 퍼지 제어기의 성능이 수동으로 동정된 제어기에 비해 정확성면에서나 규칙 수의 최소화면에서 우수함을 증명하였다.
