Τι είναι η ασαφής λογική;
Η ασαφής λογική ορίζεται ως μια λογική φόρμα πολύτιμης αξίας που μπορεί να έχει τιμές αλήθειας μεταβλητών σε οποιοδήποτε πραγματικό αριθμό μεταξύ 0 και 1. Είναι η έννοια της λαβής της μερικής αλήθειας. Στην πραγματική ζωή, ενδέχεται να συναντήσουμε μια κατάσταση όπου δεν μπορούμε να αποφασίσουμε αν η δήλωση είναι αληθινή ή ψευδής. Εκείνη την εποχή, η ασαφής λογική προσφέρει πολύτιμη ευελιξία για συλλογισμό.
Ο αλγόριθμος ασαφούς λογικής βοηθά στην επίλυση ενός προβλήματος αφού ληφθούν υπόψη όλα τα διαθέσιμα δεδομένα. Στη συνέχεια, παίρνει την καλύτερη δυνατή απόφαση για τη δεδομένη εισαγωγή. Η μέθοδος FL μιμείται τον τρόπο λήψης αποφάσεων σε έναν άνθρωπο που λαμβάνει υπόψη όλες τις δυνατότητες μεταξύ των ψηφιακών τιμών T και F.
Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε
- Τι είναι η ασαφής λογική;
- Ιστορία των ασαφών συστημάτων λογικής
- Χαρακτηριστικά της ασαφούς λογικής
- Όταν δεν χρησιμοποιείτε ασαφή λογική
- Αρχιτεκτονική ασαφούς λογικής
- Ασαφής λογική έναντι πιθανότητας
- Τραγανό εναντίον ασαφούς
- Κλασική θεωρία εναντίον ασαφούς συνόλου
- Ασαφή παραδείγματα λογικής
- Περιοχές εφαρμογής της ασαφούς λογικής
- Πλεονεκτήματα του συστήματος ασαφούς λογικής
- Μειονεκτήματα των ασαφών συστημάτων λογικής
Ιστορία των ασαφών συστημάτων λογικής
Αν και, η έννοια της ασαφούς λογικής μελετήθηκε από τη δεκαετία του 1920. Ο όρος ασαφής λογική χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1965 από τον Lotfi Zadeh, καθηγητή του UC Berkeley στην Καλιφόρνια. Παρατήρησε ότι η συμβατική λογική υπολογιστών δεν ήταν ικανή να χειριστεί δεδομένα που αντιπροσωπεύουν υποκειμενικές ή ασαφείς ανθρώπινες ιδέες.
Ο αλγόριθμος ασαφούς έχει εφαρμοστεί σε διάφορα πεδία, από τη θεωρία ελέγχου έως την τεχνητή νοημοσύνη. Σχεδιάστηκε για να επιτρέπει στον υπολογιστή να καθορίζει τις διακρίσεις μεταξύ δεδομένων που δεν είναι ούτε αληθινά ούτε ψευδή. Κάτι παρόμοιο με τη διαδικασία της ανθρώπινης συλλογιστικής. Όπως λίγο σκοτεινό, Κάποια φωτεινότητα κ.λπ.
Χαρακτηριστικά της ασαφούς λογικής
Εδώ είναι μερικά σημαντικά χαρακτηριστικά της ασαφούς λογικής:
- Ευέλικτη και εύκολη εφαρμογή τεχνικής μηχανικής εκμάθησης
- Σας βοηθά να μιμηθείτε τη λογική της ανθρώπινης σκέψης
- Η λογική μπορεί να έχει δύο τιμές που αντιπροσωπεύουν δύο πιθανές λύσεις
- Ιδιαίτερα κατάλληλη μέθοδος για αβέβαιη ή κατά προσέγγιση λογική
- Η ασαφής λογική βλέπει το συμπέρασμα ως μια διαδικασία διάδοσης ελαστικών περιορισμών
- Η ασαφής λογική σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε μη γραμμικές συναρτήσεις αυθαίρετης πολυπλοκότητας.
- Η ασαφής λογική πρέπει να δημιουργηθεί με την πλήρη καθοδήγηση ειδικών
Όταν δεν χρησιμοποιείτε ασαφή λογική
Ωστόσο, η ασαφής λογική δεν είναι ποτέ θεραπεία για όλους. Επομένως, είναι εξίσου σημαντικό να κατανοήσουμε ότι όπου δεν πρέπει να χρησιμοποιούμε ασαφή λογική.
Εδώ, είναι ορισμένες καταστάσεις όταν προτιμάτε να μην χρησιμοποιείτε το Fuzzy Logic:
- Εάν δεν το βρίσκετε βολικό να αντιστοιχίσετε ένα χώρο εισόδου σε ένα χώρο εξόδου
- Η ασαφής λογική δεν πρέπει να χρησιμοποιείται όταν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την κοινή λογική
- Πολλοί ελεγκτές μπορούν να κάνουν την καλή δουλειά χωρίς τη χρήση ασαφούς λογικής
Αρχιτεκτονική ασαφούς λογικής
Αρχιτεκτονική ασαφούς λογικής
Η αρχιτεκτονική Fuzzy Logic έχει τέσσερα κύρια μέρη όπως φαίνεται στο διάγραμμα:
Βάση κανόνα:
Περιέχει όλους τους κανόνες και τους όρους if-then που προσφέρονται από τους ειδικούς για τον έλεγχο του συστήματος λήψης αποφάσεων. Η πρόσφατη ενημέρωση στην ασαφή θεωρία παρέχει διάφορες μεθόδους για το σχεδιασμό και τον συντονισμό των ασαφών ελεγκτών. Αυτές οι ενημερώσεις μειώνουν σημαντικά τον αριθμό των ασαφών κανόνων.
Ασαφή:
Το βήμα Fuzzification βοηθά στη μετατροπή εισόδων. Σας επιτρέπει να μετατρέψετε, ευκρινείς αριθμούς σε ασαφή σύνολα. Ευκρινείς είσοδοι μετρημένες από αισθητήρες και περάστηκαν στο σύστημα ελέγχου για περαιτέρω επεξεργασία. Όπως θερμοκρασία δωματίου, πίεση κ.λπ.
Μηχανή συμπερασμάτων:
Σας βοηθά να καθορίσετε τον βαθμό αντιστοίχισης μεταξύ της ασαφούς εισόδου και των κανόνων. Με βάση το% match, καθορίζει ποιοι κανόνες χρειάζονται εφαρμογή σύμφωνα με το δεδομένο πεδίο εισαγωγής. Μετά από αυτό, οι εφαρμοστέοι κανόνες συνδυάζονται για την ανάπτυξη των ενεργειών ελέγχου.
Defuzzification:
Επιτέλους, η διαδικασία Defuzzification εκτελείται για να μετατρέψει τα ασαφή σύνολα σε ευκρινή τιμή. Υπάρχουν πολλοί τύποι τεχνικών διαθέσιμων, οπότε πρέπει να επιλέξετε τον οποίο ταιριάζει καλύτερα όταν χρησιμοποιείται με ένα ειδικό σύστημα.
Ασαφής λογική έναντι πιθανότητας
| Ασαφής λογική | Πιθανότητα |
|---|---|
| Fuzzy: Ο βαθμός συμμετοχής του Tom στο σύνολο των ηλικιωμένων είναι 0,90. | Πιθανότητα: Υπάρχει 90% πιθανότητα ο Τομ να είναι μεγάλος. |
| Η ασαφής λογική παίρνει βαθμούς αλήθειας ως μαθηματική βάση στο μοντέλο του φαινομένου της ασάφειας. | Η πιθανότητα είναι ένα μαθηματικό μοντέλο άγνοιας. |
Τραγανό εναντίον ασαφούς
| Τραγανός | Ασαφής |
|---|---|
| Έχει αυστηρά όρια T ή F | Ασαφές όριο με βαθμό συμμετοχής |
| Κάποια ευκρινή χρονική στιγμή μπορεί να είναι ασαφής | Δεν μπορεί να είναι τραγανό |
| Σωστό / Λάθος {0,1} | Τιμές ιδιότητας μέλους [0,1] |
| Στην ευκρινή λογική του νόμου της Εξαιρούμενης Μέσης και της Μη Αντίφασης μπορεί ή δεν ισχύει | Στον ασαφή λογικό νόμο του αποκλεισμένου μέσου και της μη αντίθεσης |
Κλασική θεωρία εναντίον ασαφούς συνόλου
| Κλασικό σετ | Ασαφής θεωρία |
|---|---|
| Κατηγορίες αντικειμένων με αιχμηρά όρια. | Οι κατηγορίες αντικειμένων δεν έχουν αιχμηρά όρια. |
| Ένα κλασικό σύνολο ορίζεται από ευκρινή όρια, δηλαδή υπάρχει σαφήνεια σχετικά με τη θέση των συνόρων. | Ένα ασαφές σύνολο έχει πάντα διφορούμενα όρια, δηλαδή, μπορεί να υπάρχει αβεβαιότητα σχετικά με τη θέση των ορίων. |
| Χρησιμοποιείται ευρέως στον σχεδιασμό ψηφιακού συστήματος | Χρησιμοποιείται μόνο σε ασαφείς ελεγκτές. |
Ασαφή παραδείγματα λογικής
Δείτε το παρακάτω διάγραμμα. Δείχνει ότι σε ένα ασαφές σύστημα, οι τιμές υποδηλώνονται με έναν αριθμό 0 έως 1. Σε αυτό το παράδειγμα, 1,0 σημαίνει απόλυτη αλήθεια και 0,0 σημαίνει απόλυτη ψευδή.
Ασαφής λογική με παράδειγμα
Περιοχές εφαρμογής της ασαφούς λογικής
Ο πίνακας που δίνεται στο Blow δείχνει την εφαρμογή της λογικής Fuzzy από διάσημες εταιρείες στα προϊόντα τους.
| Προϊόν | Εταιρία | Ασαφής λογική |
|---|---|---|
| Αντιμπλοκαρισμένα φρένα | Νισάν | Χρησιμοποιήστε ασαφή λογική για τον έλεγχο των φρένων σε επικίνδυνες περιπτώσεις, ανάλογα με την ταχύτητα του αυτοκινήτου, την επιτάχυνση, την ταχύτητα του τροχού και την επιτάχυνση |
| Αυτόματη μετάδοση | ΝΟΚ / Νισάν | Η ασαφής λογική χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της έγχυσης καυσίμου και της ανάφλεξης με βάση τη ρύθμιση του γκαζιού, τη θερμοκρασία του νερού ψύξης, το RPM κ.λπ. |
| Αυτόματος κινητήρας | Honda, Nissan | Χρησιμοποιήστε το για να επιλέξετε geat με βάση το φορτίο του κινητήρα, το στυλ οδήγησης και τις συνθήκες του δρόμου. |
| Φωτοτυπικό μηχάνημα | Κανόνας | Χρήση για ρύθμιση της τάσης του τυμπάνου με βάση την πυκνότητα, την υγρασία και τη θερμοκρασία της εικόνας. |
| Κρουζ κοντρόλ | Nissan, Isuzu, Mitsubishi | Χρησιμοποιήστε το για να προσαρμόσετε τη ρύθμιση του γκαζιού για να ρυθμίσετε την ταχύτητα και την επιτάχυνση του αυτοκινήτου |
| Πλυντήριο πιάτων | Ματσούσιτα | Η χρήση για την προσαρμογή του κύκλου καθαρισμού, οι στρατηγικές έκπλυσης και πλύσης εξαρτώνται από τον αριθμό των πιάτων και την ποσότητα του φαγητού που σερβίρεται στα πιάτα. |
| Έλεγχος ανελκυστήρα | Fujitec, Mitsubishi Electric, Toshiba | Χρησιμοποιήστε το για να μειώσετε την αναμονή με βάση την κυκλοφορία των επιβατών |
| Διαγνωστικό σύστημα γκολφ | Maruman Golf | Επιλέγει λέσχη γκολφ με βάση την ταλάντευση και τη σωματική διάπλαση του παίκτη γκολφ. |
| Διαχείριση φυσικής κατάστασης | Omron | Ασαφείς κανόνες που συνεπάγονται για να ελέγχουν την καταλληλότητα των υπαλλήλων τους. |
| Έλεγχος κλιβάνου | Nippon Steel | Αναμιγνύει τσιμέντο |
| ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ | Mitsubishi Chemical | Καθορίζει τη δύναμη και τη στρατηγική μαγειρέματος |
| Υπολογιστής Palmtop | Hitachi, Sharp, Sanyo, Toshiba | Αναγνωρίζει χειρόγραφους χαρακτήρες Kanji |
| Χάραξη πλάσματος | Mitsubishi Electric | Ορίζει χρόνο και στρατηγική χάραξης |
Πλεονεκτήματα του συστήματος ασαφούς λογικής
- Η δομή των Fuzzy Logic Systems είναι εύκολη και κατανοητή
- Η ασαφής λογική χρησιμοποιείται ευρέως για εμπορικούς και πρακτικούς σκοπούς
- Η ασαφής λογική στο AI σας βοηθά να ελέγχετε μηχανήματα και καταναλωτικά προϊόντα
- Μπορεί να μην προσφέρει ακριβή συλλογιστική, αλλά η μόνη αποδεκτή συλλογιστική
- Η ασαφής λογική στην Εξόρυξη Δεδομένων σάς βοηθά να αντιμετωπίσετε την αβεβαιότητα στη μηχανική
- Κυρίως στιβαρό καθώς δεν απαιτούνται ακριβείς είσοδοι
- Μπορεί να προγραμματιστεί σε περίπτωση που ο αισθητήρας ανάδρασης σταματήσει να λειτουργεί
- Μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί για να βελτιώσει ή να αλλάξει την απόδοση του συστήματος
- Μπορούν να χρησιμοποιηθούν φθηνοί αισθητήρες που σας βοηθούν να διατηρήσετε το συνολικό κόστος και την πολυπλοκότητα του συστήματος χαμηλά
- Παρέχει μια πιο αποτελεσματική λύση σε πολύπλοκα ζητήματα
Μειονεκτήματα των ασαφών συστημάτων λογικής
- Η ασαφής λογική δεν είναι πάντα ακριβής, επομένως τα αποτελέσματα γίνονται αντιληπτά με βάση την υπόθεση, οπότε ενδέχεται να μην είναι ευρέως αποδεκτά.
- Τα ασαφή συστήματα δεν έχουν τη δυνατότητα μηχανικής μάθησης, καθώς και την αναγνώριση προτύπων τύπου νευρικού δικτύου
- Η επικύρωση και η επαλήθευση ενός ασαφούς βασισμένου στη γνώση συστήματος απαιτεί εκτεταμένες δοκιμές με υλικό
- Ο καθορισμός ακριβών, ασαφών κανόνων και, συναρτήσεων μελών είναι μια δύσκολη εργασία
- Κάποια ασαφής λογική χρόνου συγχέεται με τη θεωρία πιθανότητας και τους όρους
Περίληψη
- Ο όρος ασαφές σημαίνει πράγματα που δεν είναι πολύ σαφή ή ασαφή
- Ο όρος ασαφής λογική χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1965 από τον Lotfi Zadeh, καθηγητή του UC Berkeley στην Καλιφόρνια
- Η ασαφής λογική είναι μια ευέλικτη και εύκολη στην εφαρμογή τεχνική μηχανικής εκμάθησης
- Η ασαφής λογική δεν πρέπει να χρησιμοποιείται όταν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την κοινή λογική
- Η αρχιτεκτονική Fuzzy Logic έχει τέσσερα κύρια μέρη 1) Basse κανόνα 2) Fuzzification 3) Inference Engine 4) Defuzzification
- Η ασαφής λογική παίρνει βαθμούς αλήθειας ως μαθηματική βάση στο μοντέλο της ασάφειας, ενώ η πιθανότητα είναι ένα μαθηματικό μοντέλο άγνοιας
- Το τραγανό σετ έχει αυστηρό όριο T ή F, ενώ ασαφές όριο με βαθμό συμμετοχής
- Ένα κλασικό σετ χρησιμοποιείται ευρέως στο σχεδιασμό του ψηφιακού συστήματος, ενώ το ασαφές σύνολο Χρησιμοποιείται μόνο σε ασαφείς ελεγκτές
- Αυτόματη μετάδοση, Διαχείριση φυσικής κατάστασης, Διαγνωστικό σύστημα γκολφ, Πλυντήριο πιάτων, Μηχάνημα αντιγραφής είναι ορισμένοι τομείς εφαρμογών Fuzzy Logic
- Η ασαφής λογική στο Soft Computing σάς βοηθά να ελέγχετε μηχανήματα και καταναλωτικά προϊόντα