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차분-진화 방식을 이용한 계층구조 퍼지논리 제어기의 설계

전문가 제언: ○ 퍼지 논리 제어기(FLC)는 퍼지 논리를 이용하여 지식을 언어적인 형태로 기술한 규칙을 토대로 어떤 시스템을 제어하는 기능을 가지고 있다. FLC는 경험과 지식에 따라 제어규칙을 언어적인 변수 값으로 변형하고, 이에 따라 자동차 엔진 시스템과 같이 수학적인 모델링이 어려운 비선형 특성을 가진 시스템이나 선형화된 모델의 경우라도 제어변수가 많은 시스템에 주로 적용된다.

○ 전통적인 FLC에 있어서 컴퓨테이션 복잡성은 시스템 제어변수의 수와 그에 따른 규칙의 수에 따라 지수함수로 증가한다. 계층 퍼지 논리 제어기(HFLC)는 규칙의 수를 축소시켜 선형화된 모델로 바꾸기 위하여 도입되고 있다. 그러나 HFLC의 사용은 제어기의 자동설계의 경우에 계층의 하위 수준에서 서브 제어기의 출력을 조정해야 하는 새로운 문제점을 일으킨다.

○ 이 논문에서는 차분-진화라고 부르는 진화알고리즘을 사용하여 HFLC의 자동설계 방법을 제안한다. 이 논문의 목표는 임의의 HFLC 구조설계에 응용될 수 있는 방법을 개발하려는 것이다. 이를 위하여 4개의 상태 변수를 가진 역 진자를 제어하기 위한 두 단계 HFLC의 개발방법이 사레로 제시되고 이 방법이 HFLC의 자동생성과 파라메타 수의 축소로 인한 단순성을 가짐을 보여준다.

○ 진화알고리즘은 구조가 간단하고 방법이 일반적이어서 응용범위가 매우 넓으며, 특히 적응적 탐색과 학습 및 최적화를 통한 공학적인 문제의 해결에 많이 이용되고 있다. 또한, 최근에는 신경망, 퍼지 논리와의 결합으로 그 응용범위는 점점 늘어나고 있는 추세이다.

○ France 등이 제시한 진화알고리즘을 이용한 HFLC의 자동설계 방법은 좋은 아이디어이다. FLC와 HFLC는 세탁기, 비디오카메라 같은 가전제품을 비롯하여 터널 공기 정화시설 등과 같은 복잡한 시스템의 제어에 활용하고 있다. 이 연구는 퍼지 이론과 진화알고리즘 이론 등을 제어분야에 융합한 내용으로 제어를 연구하는 이들에게 많은 참고가 될 것으로 여겨진다.

저자: France Cheong, Richard Lai
자료유형: 학술정보