Що таке нечітка логіка?
Нечітка логіка визначається як багатозначна логічна форма, яка може мати значення істинності змінних у будь-якому дійсному числі від 0 до 1. Це поняття ручки часткової істини. У реальному житті ми можемо зіткнутися з ситуацією, коли ми не можемо вирішити, чи є твердження істинним чи хибним. На той час нечітка логіка пропонує дуже цінну гнучкість для міркувань.
Алгоритм нечіткої логіки допомагає вирішити проблему після розгляду всіх наявних даних. Тоді приймається найкраще можливе рішення для даного вводу. Метод FL імітує спосіб прийняття рішень у людини, який враховує всі можливості між цифровими значеннями T і F.
У цьому підручнику ви дізнаєтесь
- Що таке нечітка логіка?
- Історія нечітких логічних систем
- Характеристика нечіткої логіки
- Коли не використовувати нечітку логіку
- Нечітка логічна архітектура
- Нечітка логіка проти ймовірності
- Чіткі проти нечітких
- Класичний набір проти теорії нечітких наборів
- Приклади нечіткої логіки
- Сфери застосування нечіткої логіки
- Переваги нечіткої логічної системи
- Недоліки нечітких логічних систем
Історія нечітких логічних систем
Хоча поняття нечіткої логіки вивчалося з 1920-х років. Термін нечітка логіка вперше був використаний у 1965 році Лотфі Заде, професором університету Берклі в Каліфорнії. Він зауважив, що звичайна комп'ютерна логіка не здатна маніпулювати даними, що представляють суб'єктивні або незрозумілі людські ідеї.
Нечіткий алгоритм був застосований до різних областей, від теорії управління до ШІ. Він був розроблений, щоб дозволити комп’ютеру визначати відмінності між даними, які не є ні істинними, ні хибними. Щось подібне до процесу людських міркувань. Як Маленька темрява, Яскравість тощо.
Характеристика нечіткої логіки
Ось деякі важливі характеристики нечіткої логіки:
- Гнучка та проста у впровадженні техніка машинного навчання
- Допомагає вам імітувати логіку людської думки
- Логіка може мати два значення, що представляють два можливі рішення
- Дуже придатний метод для невизначених або наближених міркувань
- Нечітка логіка розглядає умовивід як процес поширення пружних обмежень
- Нечітка логіка дозволяє будувати нелінійні функції довільної складності.
- Нечітка логіка повинна будуватися під повним керівництвом експертів
Коли не використовувати нечітку логіку
Однак нечітка логіка ніколи не є ліком для всіх. Тому не менш важливо розуміти, що там, де ми не повинні використовувати нечітку логіку.
Ось певні ситуації, коли краще не використовувати Fuzzy Logic:
- Якщо вам не зручно зіставляти вхідний простір із вихідним
- Не можна використовувати нечітку логіку, коли ви можете використовувати здоровий глузд
- Багато контролерів можуть виконати чудову роботу без використання нечіткої логіки
Нечітка логічна архітектура
Нечітка логічна архітектура
Архітектура Fuzzy Logic складається з чотирьох основних частин, як показано на схемі:
Основа правила:
Він містить усі правила та умови, запропоновані експертами для контролю за системою прийняття рішень. Нещодавнє оновлення теорії нечітких методів надає різні методи для проектування та налаштування нечітких контролерів. Це оновлення значно зменшує кількість нечітких наборів правил.
Нечітке:
Крок нечіткості допомагає конвертувати вхідні дані. Це дозволяє конвертувати чіткі числа в нечіткі набори. Чіткі входи, виміряні датчиками і передані в систему управління для подальшої обробки. Як кімнатна температура, тиск тощо.
Двигун умовиводу:
Це допоможе вам визначити ступінь збігу між нечіткими введеннями та правилами. На основі% збігу він визначає, які правила потребують залучення відповідно до заданого поля введення. Після цього застосовувані правила поєднуються для розробки контрольних дій.
Дефузіфікація:
Нарешті виконується процес дефузіфікації для перетворення нечітких множин у чітке значення. Доступно багато типів методів, тому вам потрібно вибрати той, який найкраще підходить, коли він використовується з експертною системою.
Нечітка логіка проти ймовірності
| Нечітка логіка | Імовірність |
|---|---|
| Нечітке: Ступінь членства Тома в групі літніх людей становить 0,90. | Імовірність: Існує 90% ймовірності того, що Том постарів. |
| Нечітка логіка приймає ступені істини як математичну основу на моделі явища невизначеності. | Ймовірність - це математична модель невігластва. |
Чіткі проти нечітких
| Чіткі | Нечіткий |
|---|---|
| Він має сувору межу T або F | Нечіткі межі зі ступенем членства |
| Деякий чіткий встановлений час може бути нечітким | Це не може бути чітким |
| Істинно / помилково {0,1} | Значення членства на [0,1] |
| У чіткій логіці закон вилученого середнього та несуперечливого може діяти, а може і не мати | У законі нечіткої логіки дотримується закон Виключеного Середнього та Несуперечності |
Класичний набір проти теорії нечітких наборів
| Класичний набір | Теорія нечітких множин |
|---|---|
| Класи предметів з різкими межами. | Класи предметів не мають різких меж. |
| Класичний набір визначається чіткими межами, тобто існує чіткість розташування меж набору. | Нечіткий набір завжди має неоднозначні межі, тобто може бути невизначеність щодо розташування меж набору. |
| Широко використовується при проектуванні цифрових систем | Використовується лише в нечітких контролерах. |
Приклади нечіткої логіки
Дивіться наведену нижче схему. Це показує, що в нечіткій системі значення позначаються числом від 0 до 1. У цьому прикладі 1,0 означає абсолютну істину, а 0,0 означає абсолютну неправду.
Нечітка логіка з прикладом
Сфери застосування нечіткої логіки
У таблиці Blow показано застосування нечіткої логіки відомими компаніями у своїх продуктах.
| Продукт | Компанія | Нечітка логіка |
|---|---|---|
| Антиблокувальні гальма | Nissan | Використання нечіткої логіки для управління гальмами в небезпечних випадках залежить від швидкості автомобіля, прискорення, швидкості колеса та прискорення |
| Автоматична коробка передач | NOK / Nissan | Нечітка логіка використовується для управління впорскуванням та запалюванням палива на основі налаштування дросельної заслінки, температури охолоджуючої води, об / хв тощо. |
| Авто двигун | Honda, Nissan | Використовуйте для вибору geat на основі навантаження двигуна, стилю їзди та дорожніх умов. |
| Копірна машина | Canon | Використовується для регулювання напруги барабана на основі щільності зображення, вологості та температури. |
| Круіз контроль | Nissan, Isuzu, Mitsubishi | Використовуйте його для регулювання налаштування дросельної заслінки для встановлення швидкості та прискорення автомобіля |
| Посудомийна машина | Мацусіта | Використання для регулювання циклу миття, полоскання та миття залежить від кількості посуду та кількості їжі, яку подають на посуд. |
| Управління ліфтом | Fujitec, Mitsubishi Electric, Toshiba | Використовуйте його, щоб зменшити час очікування на основі пасажиропотоку |
| Система діагностики гольфу | Гольф Марумана | Вибирає гольф-клуб на основі гольфу і статури. |
| Управління фітнесом | Омрон | Нечіткі правила, передбачені ними для перевірки підготовленості своїх працівників. |
| Контроль печі | Nippon Steel | Суміші цементу |
| Мікрохвильова піч | Mitsubishi Chemical | Встановлює потужність місяця та стратегію приготування |
| КПК | Hitachi, Sharp, Sanyo, Toshiba | Розпізнає рукописні символи кандзі |
| Плазмове травлення | Mitsubishi Electric | Встановлює час і стратегію травлення |
Переваги нечіткої логічної системи
- Структура нечітких логічних систем проста і зрозуміла
- Нечітка логіка широко використовується в комерційних та практичних цілях
- Нечітка логіка в AI допомагає керувати машинами та споживчими товарами
- Він може не пропонувати точних міркувань, але єдино прийнятні міркування
- Нечітка логіка в Data Mining допомагає вам боротися з невизначеністю в техніці
- В основному надійний, оскільки не потрібні точні входи
- Його можна запрограмувати в ситуації, коли датчик зворотного зв'язку перестає працювати
- Його можна легко модифікувати для поліпшення або зміни продуктивності системи
- можна використовувати недорогі датчики, що допомагає зберегти загальну вартість та складність системи на низькому рівні
- Він забезпечує найбільш ефективне вирішення складних питань
Недоліки нечітких логічних систем
- Нечітка логіка не завжди є точною, тому результати сприймаються на основі припущення, тому вона може не бути загальновизнаною.
- Нечіткі системи не мають можливості машинного навчання так само, як і розпізнавання образів типу нейронної мережі
- Перевірка та перевірка нечіткої системи, заснованої на знаннях, потребує детального тестування за допомогою апаратного забезпечення
- Встановлення точних, нечітких правил та функцій членства є складним завданням
- Деяку нечітку логіку часу плутають з теорією ймовірностей та термінами
Резюме
- Термін нечітке означає речі, які не дуже чіткі або розмиті
- Термін нечітка логіка вперше був використаний у 1965 році Лотфі Заде, професором університету Берклі в Каліфорнії
- Нечітка логіка - це гнучка та проста у впровадженні техніка машинного навчання
- Не можна використовувати нечітку логіку, коли ви можете використовувати здоровий глузд
- Архітектура нечіткої логіки складається з чотирьох основних частин 1) База правил 2) Нечіткість 3) Механізм умовиводу 4) Розмивання
- Нечітка логіка приймає ступені істини як математичну основу на моделі невизначеності, тоді як ймовірність є математичною моделлю незнання
- Чіткий набір має строгі межі T або F, тоді як нечіткі межі зі ступенем належності
- Класичний набір широко використовується в дизайні цифрових систем, тоді як нечіткий набір використовується лише в нечітких контролерах
- Автоматична трансмісія, управління фітнесом, система діагностики гольфу, посудомийна машина, копіювальна машина - деякі сфери застосування нечіткої логіки
- Нечітка логіка в Soft Computing допомагає управляти машинами та споживчими товарами