Mikä on sumea logiikka?
Fuzzy Logic määritellään moniarvoiseksi logiikkamuodoksi, jolla voi olla muuttujien tosi-arvoja missä tahansa reaaliluvussa välillä 0 ja 1. Se on osittaisen totuuden kahva-käsite. Todellisessa elämässä saatamme kohdata tilanteen, jossa emme voi päättää, onko väite totta vai väärä. Tuolloin sumea logiikka tarjoaa erittäin arvokasta joustavuutta päättelyyn.
Sumea logiikan algoritmi auttaa ratkaisemaan ongelman, kun kaikki käytettävissä olevat tiedot on otettu huomioon. Sitten se tekee parhaan mahdollisen päätöksen annetusta syötteestä. FL-menetelmä jäljittelee ihmisen päätöksentekotapaa, jossa otetaan huomioon kaikki mahdollisuudet digitaalisten arvojen T ja F välillä.
Tässä opetusohjelmassa opit
- Mikä on sumea logiikka?
- Fuzzy Logic Systems -historian historia
- Fuzzy Logicin ominaisuudet
- Milloin ei käytetä sumeaa logiikkaa
- Sumea logiikka-arkkitehtuuri
- Sumea logiikka vs. todennäköisyys
- Raikas vs. sumea
- Klassinen sarja vs. sumea joukko teoria
- Esimerkkejä sumeasta logiikasta
- Fuzzy Logicin käyttöalueet
- Fuzzy Logic System -järjestelmän edut
- Fuzzy Logic Systems -järjestelmän haitat
Fuzzy Logic Systems -historian historia
Vaikka sumean logiikan käsitettä oli tutkittu 1920-luvulta lähtien. Termiä sumea logiikka käytti ensimmäisen kerran vuonna 1965 Lotfi Zadeh, Kalifornian UC Berkeleyn professori. Hän huomautti, että tavanomainen tietokonelogiikka ei kyennyt manipuloimaan tietoja, jotka edustavat subjektiivisia tai epäselviä ihmisen ideoita.
Fuzzy-algoritmia on sovellettu useilla aloilla ohjausteoriosta tekoälyyn. Se on suunniteltu antamaan tietokoneelle mahdollisuus määrittää erot tietojen välillä, jotka eivät ole totta tai väärää. Jotain samanlaista kuin inhimillinen päättely. Kuten vähän pimeää, kirkkautta jne.
Fuzzy Logicin ominaisuudet
Tässä on joitain tärkeitä sumean logiikan ominaisuuksia:
- Joustava ja helppo toteuttaa koneoppimistekniikka
- Auttaa jäljittelemään ihmisen ajattelun logiikkaa
- Logiikassa voi olla kaksi arvoa, jotka edustavat kahta mahdollista ratkaisua
- Erittäin sopiva menetelmä epävarmaan tai likimääräiseen päättelyyn
- Sumea logiikka tarkastelee päätelmää elastisten rajoitusten etenemisprosessina
- Sumean logiikan avulla voit rakentaa mielivaltaisen monimutkaisia epälineaarisia toimintoja.
- Sumea logiikka tulisi rakentaa asiantuntijoiden täydellä ohjauksella
Milloin ei käytetä sumeaa logiikkaa
Sumea logiikka ei kuitenkaan koskaan ole parannuskeino kaikille. Siksi on yhtä tärkeää ymmärtää, että missä meidän ei pitäisi käyttää sumeaa logiikkaa.
Tässä on tiettyjä tilanteita, joissa et parempi käyttää Fuzzy Logicia:
- Jos et löydä kätevää syöttötilan kartoittamista ulostulotilaan
- Sumeaa logiikkaa ei tule käyttää, kun voit käyttää järkeä
- Monet ohjaimet voivat tehdä hienon työn ilman sumeaa logiikkaa
Sumea logiikka-arkkitehtuuri
Sumea logiikka-arkkitehtuuri
Fuzzy Logic -arkkitehtuurissa on neljä pääosaa kaavion mukaisesti:
Sääntöperusta:
Se sisältää kaikki säännöt ja mahdolliset ehdot, jotka asiantuntijat ovat tarjonneet päätöksentekojärjestelmän valvomiseksi. Äskettäinen sumean teorian päivitys tarjoaa erilaisia menetelmiä sumeajen ohjaimien suunnittelulle ja virittämiselle. Tämä päivitys vähentää huomattavasti sumean sääntöjoukon määrää.
Sumennus:
Fuzzification-vaihe auttaa muuntamaan syötteitä. Sen avulla voit muuntaa terävät numerot sumeiksi sarjoiksi. Anturilla mitatut terävät tulot ja siirretään ohjausjärjestelmään jatkokäsittelyä varten. Kuten huoneen lämpötila, paine jne.
Päätösmoottori:
Sen avulla voit määrittää sumeaan syötteeseen ja sääntöihin liittyvän vastaavuustason. % -Osuman perusteella se määrittää, mitkä säännöt on toteutettava annetun syöttökentän mukaan. Tämän jälkeen sovelletut säännöt yhdistetään valvontatoimien kehittämiseksi.
Defuzzifikaatio:
Viimeinkin Defuzzification-prosessi suoritetaan muunnettaessa sumeat joukot teräväksi arvoksi. Käytettävissä on monenlaisia tekniikoita, joten sinun on valittava se, joka soveltuu parhaiten, kun sitä käytetään asiantuntijajärjestelmän kanssa.
Sumea logiikka vs. todennäköisyys
| Sumea logiikka | Todennäköisyys |
|---|---|
| Sumea: Tomin jäsenyysaste vanhojen joukossa on 0,90. | Todennäköisyys: On 90% mahdollisuus, että Tom on vanha. |
| Sumea logiikka ottaa totuusasteen matemaattisena perustana epämääräisyyden ilmiön mallilla. | Todennäköisyys on tietämättömyyden matemaattinen malli. |
Raikas vs. sumea
| Terävä | Sumea |
|---|---|
| Sillä on tiukka raja T tai F | Sumea raja ja jäsenyyden aste |
| Jotkut terävät asetetut ajat voivat olla sumeita | Se ei voi olla raikas |
| Tosi / väärä {0,1} | Jäsenyysarvot [0,1] |
| Terävässä logiikassa poissuljetun keski- ja ristiriidattomuuden laki voi olla tai ei | Poissuljetun keski- ja ristiriitaisuuksien sumean logiikan laissa |
Klassinen sarja vs. sumea joukko teoria
| Klassinen sarja | Sumea joukko -teoria |
|---|---|
| Esineiden luokat, joilla on terävät rajat. | Esineiden luokilla ei ole teräviä rajoja. |
| Klassinen joukko määritetään terävillä rajoilla, ts. Joukon rajojen sijainnista on selkeyttä. | Sumealla joukolla on aina epäselvät rajat, ts. Asetettujen rajojen sijainnista voi olla epävarmuutta. |
| Laajalti käytetty digitaalisen järjestelmän suunnittelussa | Käytetään vain sumeissa ohjaimissa. |
Esimerkkejä sumeasta logiikasta
Katso alla oleva kaavio. Se osoittaa, että sumeassa järjestelmässä arvot on merkitty luvulla 0-1. Tässä esimerkissä 1,0 tarkoittaa absoluuttista totuutta ja 0,0 tarkoittaa absoluuttista valheellisuutta.
Sumea logiikka esimerkillä
Fuzzy Logicin käyttöalueet
Annettu puhaltaa -taulukko näyttää kuuluisien yritysten soveltaman Fuzzy-logiikan tuotteissaan.
| Tuote | Yhtiö | Sumea logiikka |
|---|---|---|
| Lukkiutumattomat jarrut | Nissan | Käytä sumeaa logiikkaa hallita jarruja vaarallisissa tapauksissa riippuen auton nopeudesta, kiihtyvyydestä, pyörän nopeudesta ja kiihtyvyydestä |
| Automaattivaihteisto | NOK / Nissan | Sumeaa logiikkaa käytetään polttoaineen ruiskutuksen ja sytytyksen säätämiseen kaasuläpän asetuksen, jäähdytysveden lämpötilan, kierrosluvun jne. Perusteella. |
| Automaattinen moottori | Honda, Nissan | Käytä valitaksesi ajonopeuden moottorin kuormituksen, ajotavan ja tieolosuhteiden perusteella. |
| Kopiokone | Canon | Käytetään rummun jännitteen säätämiseen kuvan tiheyden, kosteuden ja lämpötilan perusteella. |
| Vakionopeudensäädin | Nissan, Isuzu, Mitsubishi | Käytä sitä säätääksesi kaasun asetusta auton nopeuden ja kiihtyvyyden asettamiseksi |
| Astianpesukone | Matsushita | Käytä puhdistussyklin säätämiseen, huuhtelu- ja pesustrategiat riippuvat astioiden lukumäärästä ja astioille tarjottavan ruoan määrästä. |
| Hissiohjaus | Fujitec, Mitsubishi Electric, Toshiba | Käytä sitä vähentämään aikaperusteista odottamista matkustajaliikenteessä |
| Golf-diagnostiikkajärjestelmä | Maruman Golf | Valitsee golfmailan golfaajan vauhdin ja fyysisen kehityksen perusteella. |
| Kuntohallinta | Omron | Sumeat säännöt, joiden mukaan he tarkistavat työntekijöidensä kunto. |
| Uunin ohjaus | Nippon Steel | Sekoittaa sementtiä |
| Mikroaaltouuni | Mitsubishi Chemical | Asettaa lunes-voiman ja ruoanlaittostrategian |
| Kämmentietokone | Hitachi, Sharp, Sanyo, Toshiba | Tunnistaa käsinkirjoitetut kanji-merkit |
| Plasman syövytys | Mitsubishi Electric | Asettaa etsausajan ja -strategian |
Fuzzy Logic System -järjestelmän edut
- Fuzzy Logic Systems -järjestelmän rakenne on helppo ja ymmärrettävä
- Fuzzy-logiikkaa käytetään laajalti kaupallisiin ja käytännön tarkoituksiin
- AI: n sumea logiikka auttaa hallitsemaan koneita ja kulutustuotteita
- Se ei välttämättä tarjoa tarkkaa perustelua, mutta ainoa hyväksyttävä perustelu
- Data Miningin sumea logiikka auttaa sinua käsittelemään suunnittelun epävarmuutta
- Enimmäkseen vankka, koska tarkkoja syötteitä ei tarvita
- Se voidaan ohjelmoida tilanteeseen, kun palautesensori lakkaa toimimasta
- Sitä voidaan helposti muokata järjestelmän suorituskyvyn parantamiseksi tai muuttamiseksi
- edullisia antureita voidaan käyttää, mikä auttaa pitämään järjestelmän kokonaiskustannukset ja monimutkaisuuden alhaisina
- Se tarjoaa tehokkaimman ratkaisun monimutkaisiin kysymyksiin
Fuzzy Logic Systems -järjestelmän haitat
- Sumea logiikka ei ole aina tarkka, joten tulokset havaitaan oletuksen perusteella, joten sitä ei välttämättä hyväksytä laajalti.
- Sumealla järjestelmällä ei ole kykyä koneoppimiseen yhtä hyvin kuin hermoverkkotyyppikuvion tunnistamiseen
- Sumean tietopohjaisen järjestelmän validointi ja todentaminen edellyttävät laajaa testausta laitteistolla
- Tarkkojen, sumeiden sääntöjen ja jäsenfunktioiden asettaminen on vaikea tehtävä
- Joitakin sumeaa aikalogiikkaa sekoitetaan todennäköisyysteoriaan ja termeihin
Yhteenveto
- Termi sumea tarkoittaa asioita, jotka eivät ole kovin selkeitä tai epämääräisiä
- Termiä sumea logiikka käytti ensimmäisen kerran vuonna 1965 Lotfi Zadeh, Kalifornian UC Berkeleyn professori
- Fuzzy-logiikka on joustava ja helppo toteuttaa koneoppimistekniikka
- Sumeaa logiikkaa ei tule käyttää, kun voit käyttää järkeä
- Fuzzy Logic -arkkitehtuurissa on neljä pääosaa 1) Säännön perusta 2) Fuzzification 3) Inference Engine 4) Defuzzification
- Sumea logiikka ottaa totuusasteet matemaattiseksi perustaksi epämääräisyyden mallille, kun taas todennäköisyys on matemaattinen tietämättömyyden malli
- Terävällä joukolla on tiukka raja T tai F, kun taas sumea raja, jolla on jäsenyyden aste
- Klassista sarjaa käytetään laajalti digitaalisessa järjestelmäsuunnittelussa, kun taas sumea joukko Käytetään vain sumeissa ohjaimissa
- Automaattivaihteisto, kuntohallinta, golf-diagnostiikkajärjestelmä, astianpesukone, kopiokone ovat joitain Fuzzy Logic -sovellusten alueita
- Pehmeän laskennan sumea logiikka auttaa hallitsemaan koneita ja kulutustuotteita