如何實(shí)現(xiàn)模糊傳感器?研究模糊傳感器有什么意義?

傳感器有很多分類，比如振動(dòng)傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器等等。為增進(jìn)大家對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)模糊傳感器的實(shí)現(xiàn)方法、模糊傳感器的研究意義予以介紹。如果你對(duì)傳感器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、模糊傳感器及其實(shí)現(xiàn)方法

模糊傳感器是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測(cè)量的基礎(chǔ)上，經(jīng)過模糊推理與知識(shí)集成，以自然語言符號(hào)描述的形式輸出測(cè)量結(jié)果的智能傳感器。

模糊傳感器是在20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的術(shù)語。隨著模糊理論技術(shù)的發(fā)展，模糊傳感器也得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者們的廣泛關(guān)注。模糊傳感器是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測(cè)量的基礎(chǔ)上，經(jīng)過模糊推理與知識(shí)集成，以自然語言符號(hào)描述的形式輸出測(cè)量結(jié)果的智能傳感器。一般認(rèn)為，模糊傳感器是以數(shù)值量為基礎(chǔ)，能產(chǎn)生和處理與其相關(guān)測(cè)量的符號(hào)信息的傳感器件。

要實(shí)現(xiàn)模糊傳感器就在于尋找測(cè)量數(shù)值與模糊語言之間的變換方法，即數(shù)值的模糊化，來生成相應(yīng)的語言概念。所謂語言概念生成就是要定義一個(gè)模糊語言映射作為數(shù)值域到語言域的模糊關(guān)系，從而將數(shù)值域中的數(shù)值量映射到符號(hào)域上，以實(shí)現(xiàn)模糊傳感器的功能。這里的語言值用模糊集合來表示，模糊集合則由論域和隸屬函數(shù)構(gòu)成。因此模糊語言映射就是要求取相應(yīng)語言概念所對(duì)應(yīng)數(shù)值域上的模糊隸屬函數(shù)。如何進(jìn)行概念生成是實(shí)現(xiàn)模糊傳感器的關(guān)鍵。有很多方法可以實(shí)現(xiàn)模糊傳感器的功能。

國(guó)外很多學(xué)者對(duì)模糊傳感器的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行過討論，這里簡(jiǎn)要介紹幾種：

Foulloy算法簡(jiǎn)介：模糊傳感器設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是模糊變換算法的設(shè)計(jì)，即參考集的選擇與模糊量化。其過程是首先根據(jù)專家或熟練工人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)獲取相應(yīng)測(cè)量領(lǐng)域的一級(jí)數(shù)值/語言變換策略，然后應(yīng)用模糊推理方法求取相應(yīng)隸屬函數(shù)。Foulloy提出了基于語義關(guān)系的概念生成方法，首先，由論域的意義來定義一個(gè)通用的概念，稱屬概念，使之對(duì)應(yīng)數(shù)值域中論域上的主要區(qū)間，然后在此基礎(chǔ)上定義新概念，以產(chǎn)生其它語義值及其意義，新概念通過語言修正器內(nèi)部自動(dòng)生成。Foulloy還提出了基于已知點(diǎn)集通過內(nèi)插方法實(shí)現(xiàn)的模糊狀態(tài)傳感器，每一學(xué)習(xí)點(diǎn)通過Delaunay三角法在測(cè)量空間的笛卡爾積上構(gòu)造模糊分割，三角法用于建立與過程狀態(tài)相關(guān)的符號(hào)的模糊意義。

Benoit E等人討論了使用符號(hào)信息時(shí)，符號(hào)語義與被測(cè)量信息在特定任務(wù)環(huán)境下的關(guān)系，認(rèn)為模糊傳感器必須根據(jù)測(cè)量關(guān)系來構(gòu)造，并且應(yīng)該可以重組以適應(yīng)不同的測(cè)量關(guān)系。并提出了將基礎(chǔ)概念作為先驗(yàn)信息提供給傳感器，其余概念由運(yùn)算自動(dòng)生成的設(shè)計(jì)思想。這種方法保留了概念之間的相對(duì)語義，但不能保證與測(cè)量關(guān)系符號(hào)說明的一致性，因此必須考慮環(huán)境對(duì)測(cè)量關(guān)系的修正問題，他提出了基于定性學(xué)習(xí)以及通過復(fù)合調(diào)節(jié)說明的函數(shù)方法來進(jìn)行修正。他提出了基于Delaunay多維空間的三角測(cè)量的線性插值來構(gòu)造模糊分割的新方法，用以建立采用多元件測(cè)量的模糊傳感器。

STIpanicer D等人認(rèn)為模糊傳感器是一種智能測(cè)量設(shè)備，由簡(jiǎn)單選擇的傳感器和推理器組成，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為適于人類感知和理解的信號(hào)。由于知識(shí)庫中存儲(chǔ)了豐富的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，它可以通過簡(jiǎn)單、廉價(jià)的傳感器測(cè)量相當(dāng)復(fù)雜的現(xiàn)象。

二、模糊傳感器研究意義

傳統(tǒng)的傳感器是數(shù)值傳感器，它將被測(cè)量映射到實(shí)數(shù)集中，以數(shù)值符號(hào)來描述被測(cè)量狀態(tài)，即對(duì)被測(cè)對(duì)象給以定量的描述。這種方法既精確又嚴(yán)謹(jǐn)，還可以給出許多定量的算術(shù)表達(dá)式，但隨著測(cè)量領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大與深化，由于被測(cè)對(duì)象的多維性，被分析問題的復(fù)雜性或信息的直接獲取、存儲(chǔ)方面的困難等等原因，只進(jìn)行單純的數(shù)值測(cè)量且對(duì)測(cè)量結(jié)果以數(shù)值符號(hào)來描述，這樣做有很大缺陷，例如：

(1)某些信息難以用數(shù)值符號(hào)來描述。例如在產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定中，人們常用的是“優(yōu)”、“次優(yōu)”、“合格”、“不合格”，也可用數(shù)字1，2，3，4來描述，但數(shù)字在這里已失去通常的測(cè)量值的意義，它僅作為一個(gè)符號(hào)，不能來表征被測(cè)實(shí)體的具體特征。

(2)很多數(shù)值化的測(cè)量結(jié)果不易理解。如在測(cè)量人體血壓時(shí)，人們更關(guān)注的是：老年人的血壓是否正常，青年人的血壓是否偏高。而實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)往往不能被普通人讀懂，因而滿足不了人們的需求。

因此，有待用新的測(cè)量理論和方法來補(bǔ)充。模糊傳感器正是順應(yīng)人類的生活實(shí)踐、生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)踐的需要而提出的。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)傳感器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。