سامانه کنترل فازی
تاریخچه و کاربردها

منطق فازی توسط لطفی زاده در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در مقاله‌ای در سال ۱۹۶۵ ارائه گردید. وی در مقاله‌ای در سال ۱۹۷۳ ایده‌های خود را در خصوص مفهومی بنام "متغیرهای زبانی" - به عنوان متغیری که در یک مجموعه فازی تعریف شده‌است - معرفی کرد. اولین کاربرد آن در صنعت، به یک کوره سیمان ساخته شده در دانمارک و در سال ۱۹۷۵ بر می‌گردد.
سامانه‌های فازی بطور گسترده در ابتدا در ژاپن پیاده سازی شدند.
علاقه به سامانه‌های فازی توسط «سیجی یاسونوبو» و «سوجی میاموتو» از هیتاچی آغاز شد، زمانی که در سال ۱۹۸۵ شبیه سازی‌هایی را ارائه دادند که امکان سنجی سامانه‌های کنترل فازی برای متروی سندای را نشان می‌داد. ایده آن‌ها به تصویب رسید و سامانه‌های فازی برای کنترل شتاب، ترمز و توقف قطار شهری، همزمان با افتتاح خط نامبوک در ۱۹۸۷ استفاده شد.
در سال ۱۹۸۷، «تاکشی یاماکاوا» در آزمایش «آونگ واژگون» استفاده از کنترل فازی را از طریق مجموعه‌ای از تراشه‌های اختصاصی و ساده منطقی فازی نشان داد. این یک مسئله کلاسیک کنترل است، که در آن وسیله نقلیه سعی می‌کند با حرکت به جلو و عقب، آونگ واژگون را به صورت باثبات نگه دارد. در ادامه یاماکاوا با نصب یک لیوان حاوی آب و حتی قراردادن یک موش زنده در بالای آونگ، این مسئله را پیچیده‌تر کرد و این سامانه با موفقیت در هر دو مورد ثبات خود را حفظ کرد. سرانجام یاماکاوا به منظور بهره‌برداری از حق ثبت اختراعات خود در این زمینه، اقدام به تأسیس آزمایشگاه تحقیقات سامانه‌های فازی خود نمود.
مهندسان ژاپنی متعاقباً طیف گسترده‌ای از سامانه‌های فازی را برای کاربردهای صنعتی و خانگی توسعه دادند. در سال ۱۹۸۸، ژاپن آزمایشگاه مهندسی بین المللی فازی (LIFE)، که یک همکاری مشترک بین ۴۸ شرکت برای پیگیری تحقیقات فازی است، را تأسیس کرد. شرکت خودروسازی فولکس واگن تنها عضو خارجی در این توافق بود که یک محقق را برای مدت سه سال به آن اعزام کرد.
بسیاری از کالاهای مصرفی ژاپنی دارای سامانه‌های فازی هستند. جاروبرقی ماتسوشیتا از میکروکنترلرهای الگوریتم فازی برای خواندن اطلاعات از سنسورهای گرد و غبار استفاده می‌کند و بر این اساس قدرت مکش را تنظیم می‌کند. ماشین لباسشویی هیتاچی از کنترلرهای فازی برای حسگرهای وزن، نوع پارچه و چرک استفاده کرده و به طور خودکار چرخه یا سیکل شستشو را برای استفاده بهینه از انرژی، آب و مواد شوینده تنظیم می‌کنند.
کانن یک دوربین فوکوس خودکار را توسعه داد که از یک دستگاه بارجفت‌شده (CCD) برای اندازه‌گیری وضوح تصویر در شش منطقه از میدان دید خود بهره برده و از اطلاعات ارائه شده برای تعیین میزان فوکوس تصویر استفاده می‌کند. همچنین سرعت تغییر لنز در حین فوکوس را ردیابی کرده و سرعت آن را کنترل می‌کند تا از لرزش جلوگیری کند. سامانه کنترل فازی دوربین از ۱۲ ورودی استفاده می‌کند: ۶ عدد برای بدست آوردن داده‌های وضوح فعلی ارائه شده توسط CCD و ۶ عدد برای اندازه‌گیری سرعت تغییر حرکت لنز. خروجی موقعیت لنز است. سامانه کنترل فازی از ۱۳ قانون استفاده می‌کند و به ۱٫۱ کیلوبایت حافظه نیاز دارد.
یک سامانه تهویه مطبوع صنعتی طراحی شده توسط شرکت میتسوبیشی از ۲۵ دستور برای کنترل گرما و ۲۵ دستور برای خنک‌کردن، استفاده می‌کند. یک سنسور دما، خروجی‌های کنترلر را که به یک اینورتر، شیر کمپرسور و موتور فن متصل هستند، را فراهم می کند. در مقایسه با طراحی قبلی، کنترلر فازی پنج برابر سریع‌تر گرم و یا خنک می‌کند، مصرف برق را ۲۴٪ کاهش می‌دهد، ثبات دما را دو برابر افزایش می‌دهد و از سنسورهای کمتری استفاده می‌کند.
کاربردهای دیگری که مورد بررسی قرار گرفتند یا پیاده‌سازی شدند عبارتند از: تشخیص متون دست نویس، رباتیک، ربات‌هایی که به بیماری‌های خاص توانبخشی می‌دهد. (برای مثال برای کنترل ضربان قلب و فشار خون)، سامانه‌های منترل آسانسور و غیره.
کار بر روی سامانه‌های فازی در ایالات متحده و اروپا نیز ادامه دارد، اگرچه در مقیاس کمتری نسبت به ژاپن انجام می‌شود.
سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا کنترل فازی را برای موتورهایی با بهره‌وری انرژی مورد بررسی قرار داده‌است. ناسا کنترل فازی را برای سامانه اتصال فضایی خودکار بررسی کرده است، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که یک سامانه کنترل فازی می‌تواند مصرف سوخت را تا حد زیادی کاهش دهد. شرکت‌هایی مانند بویینگ، جنرال موتورز، الن برادلی، کرایسلر، ایتن، ویرلپول روی منطق فازی برای استفاده در یخچال‌های کم مصرف، سامانه‌های انتقال نیروی محرکه بهبود یافته  اتومبیل و موتورهای الکتریکی با موتورهایی با بهره‌وری انرژی کار کرده‌اند.
در سال ۱۹۹۵ مایتاگ یک ماشین ظرفشویی هوشمند را بر اساس یک کنترل کننده فازی معرفی کرد که دارای یک سنسور برای اندازه‌گیری دما، یک سنسور هدایت، برای اندازه‌گیری میزان مواد شوینده براساس میزان یون‌های موجود در آب، همچنین یک سنسور نوری حساس برای اندازه‌گیری میزان کدوررت در شستشو و یک سنسور مغناطیسی برای خواندن نرخ چرخش است. در این دستگاه سامانه کنترلی چرخه مطلوب شستشو را برای هر بار شستشو به گونه‌ای تنظیم می‌کند تا با کمترین مصرف انرژی، مواد شوینده و آب بهترین نتیجه را بدست آورد. حتی با ردیابی آخرین باری که درب باز می‌شود، میزان خشک شدگی مواد غذایی و تعداد ظروف را با تعداد دفعات باز شدن درب تخمین می‌زند.
تحقیق و توسعه همچنان بر روی کاربردهای سامانه فازی، از جمله برروی سامانه‌های خبره فازی و ادغام منطق فازی با شبکه‌های عصبی مصنوعی و الگوریتم‌های ژنتیک، با هدف پیاده‌سازی سامانه‌های کنترلی خودآموز فازی ادامه دارد. این سامانه‌ها می‌توانند برای کنترل مجموعه‌ها و سامانه‌های دینامیکی غیرخطی، به عنوان مثال بدن انسان، استفاده شوند.