Steuern und regeln mit Fuzzy-Logik

Hinführung
(c) Friedrich Sick
st-18
fuzzy (engl) = unscharf, undeutlich, verschwommen, diffus

    Gemeint ist hier eine unscharfe, d. h. subjektive Bereichsdefinition und Elementzuordnung. Wobei anders als bei der Bool´schen Logik - wo ein Element entweder zum einen oder anderen Bereich gehört (oder nicht gehört) - mit einem Zugehörigkeitsgrad (0 - 1) eines Elementes zum einen oder anderen Bereich gearbeitet wird. Man bleibt also unscharf, ungenau!
    Das klingt zunächst verwirrend, ist aber am Beispiel leicht zu erklären:

    Umgangssprachlich wird das Empfinden der Umgebungstemperatur mit Begriffen wie kalt, warm, heiß beschrieben und die Temperaturgrenzen individuell zugeordnet. (Siehe Grafik 1 Mitte)
    Diese vagen Begriffe drücken also das Empfinden desjenigen aus, der die Definition vornimmt!

    Die Bereichsdefinition dieser drei vagen Begriffe kalt, warm, heiß wird aber bei jeder Person anders ausfallen.
    Würde man die individuellen Zuordnungen vieler Personen statistisch bewerten, könnte ein Zugehörigkeitsgrad der entsprechenden Teilmenge (hier einer bestimmten Temperatur) zum einen oder anderen Begriff (kalt, warm, heiß) ermittelt werden.
    Es gibt dann Temperaturbereiche, die von mehreren Begriffen mit unterschiedlichem Zugehörigkeitsgrad abgdeckt werden. (Siehe Grafik 2 Mitte)

  • Fachbegriffe:
    Linguistische Variable = Physikalische Größe = hier: Temperatur

    Fuzzy-Sets = unscharfe Mengen = hier: kalt, warm, heiß

  • Individuelle Zuordnung
    der drei
    unscharfen Bereiche
    kalt, warm, heiß

    Statistische Bewertung
    vieler subjektiver Bereichszuordnungen

  • Übliche, vereinfachte Zuordnungen

    Linguistische Variable
    Temperatur
    Bereich 0 - 30°C
    Fuzzy-Sets:
    kalt - warm - heiß
  • Dreieck-Sets
  • Trapez-Sets