Fuzzy işlemcileri ve denetim sistemlerinde kullanılmasının incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında bulanık mantığın mikrodenetleyicilerle ve özel donanımlarla gerçekleştirilmesi incelenmiş, bunlar arasında belirli kriterlere göre karşılaştırmalar yapılmıştır. Ayrıca çeşitli çıkarım yöntemleri ile bulanık kontrol sisteminin vereceği cevap araç kontrol problemi için bilgisayar programı ile simüle edilerek incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda bulanık mantığı gerçekleştirme başaranı, yürütme zamanı, tasarım süresi ve kolaylığı ve kapasite olarak özel donanıma ve işlem kodlarına sahip mikrodenetleyicilerin genel amaçlı mikrodenetleyicilere göre daha üstün oklukları tespit edilmiştir. Bunun yanında malzemenin elde edilebilirlik ve maliyeti göz önüne alındığında genel amaçlı bir mikrodenetleyicinin küçük çapta az giriş ve çıkışa sahip denetimler için daha avantajlı olduğu görülmüştür. Ayrıca FPGA denen kapı dizileri ile bulanık mantığın gerçekleştirilmesi yine az giriş ve çıkışa sahip denetimler için kullanışı olmakta ancak tasarım karmaşıklığı ve sınırlı kapı kapasitesine sahip olmaları yüzünden tavsiye edilmemektedir. Karşılaştırılan çıkarım yöntemlerinde araç kontrol problemi için en iyi sonucu olabilirliğe dayalı çıkarım yönteminin verdiği görülmüştür. İncelenen donanımlarda ise genellikle Mamdani çıkarım yöntemi kullanılmaktadır. Diğer çıkarım yöntemlerinin bu donanımlar üzerinde gerçekleştirilmeye çalışılmasının donanıma fazladan matematiksel işlemlerle uğraşma gibi çeşitli maliyetlere neden olacağı sonucuna varılmıştır.

In this thesis, implementation of fuzzy logic with microcontroller and special hardwares have been researched and made comparisons according to some specific criteria. Furthemore, with various inference methods and the response of fuzz control system have been examined via simulation for vehicle control programme. As a result of the researches which were made it has been determined that the microcontrollers which have special hardware and op-codes are superior to general purpose microcontrollers on the implementation of fuzzy logic for criterias of performance, duration of run-time, design convenience and capacity. In addition to this, focusing on availability and the cost of material, it has been observed that general purpose microcontrollers are more advanteageous for the system which have little input and output in small scale. Besides that implementation of fuzzy logic with gate arrays called FPGAs are convenience too for systems which has little input and output but it is not advised hence their design complexity and limited gate capacity. For vehicle control problem, it has been seen that possibility inference method gives the best results among inference methods which have been compared. Mamdani inference method has been being using among these investigated hardwares. It has been concluded that the effort to implement the other inference method over these hardwares will cause some extra costs like struggling with extra mathematical expressions.