(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu(Luận văn thạc sĩ) Tạo lập hệ luật mờ sử dụng phân cụm trừ mờ dữ liệu
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỖ THỊ KIM DUNG TẠO LẬP HỆ LUẬT MỜ SỬ DỤNG PHÂN CỤM TRỪ MỜ DỮ LIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN, 2017 i MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ iii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU .vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TẬP MỜ 1.1 Trình bày tập Mờ 1.1.1 Định nghĩa tập mờ 1.1.2 Một số khái niệm tập mờ 1.1.3 Biểu diễn tập mờ 1.2 Các phép toán tập mờ hệ luật mờ 1.2.1 Phần bù tập mờ 1.2.4 Tích Descartes tập mờ 1.2.5 Tính chất phép toán tập mờ 1.2.6 Hệ luật mờ 1.3 Lập luân xấp xỉ hệ mờ 10 1.3.1 Logic mờ 10 1.3.2 Quan hệ mờ 10 1.3.3 Suy luận xấp xỉ suy diễn mờ 11 CHƯƠNG PHÂN CỤM DỮ LIỆU TRỪ MỜ 13 2.1 Các Phương pháp phân cụm liệu nói chung 13 2 Phân cụm liệu trừ mờ 17 2.2.1.Các thuật toán phân cụm phân hoạch 19 2.2.2 Các thuật toán phân cụm phân cấp 26 2.2.3 Các thuật toán phân cụm dựa mật độ 30 2.2.4 Các thuật toán phân cụm dựa lưới 32 2.2.5 Các thuật toán phân cụm dựa mơ hình 36 2.2.6 Các thuật tốn phân cụm có liệu ràng buộc 38 2.3 Các ứng dụng phân cụm liệu 39 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ LUẬT MỜ ỨNG DỤNG PHÂN CỤM TRỪ MỜ 40 3.1 Xây dựng hệ luật mờ từ liệu vào/ra hệ thống 40 3.2 Ứng dụng cho tốn lị nhiệt 45 3.2.1 Phát biểu toán 45 3.2.2 Mơ hình động học hệ thống lò nhiệt 47 3.3 Chương trình xử lý tồn mơ 47 3.3.1 Thu thập liệu vào hệ thống 47 3.3.2 Hệ luật mờ cho điều khiển lò nhiệt từ phân cụm trừ 49 3.3.3 Hệ suy diễn mờ 51 3.3.4 Mô hệ thống điều khiển lò nhiệt sử dụng hệ luật mờ từ phân cụm trừ 55 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 ii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Hàm Thuộc có mức chuyển đổi tuyến tính Hình Hàm thuộc tập B Hình Miền xác định miền tin cậy tập mờ A iii Hình Biểu diễn tập mờ chiều cao Hình 5Tập bù 𝑨 tập mờ A Hình Hợp hai tập mờ có tập Hình Giao hai tập mờ có tập vũ trụ Hinh Ví dụ phân cụm tập liệu giám sát nhiệt độ lò thành cụm 14 Hinh 2 Các thiết lập để xác định ranh giới cụm ban đầu 22 Hinh Tính tốn trọng tâm cụm 22 Hinh Các bước thực thuật toán K- means 23 Hinh Thuật toán K-means chi tiết 24 Hinh Ví dụ số hình dạng cụm liệu 25 Hinh 7Các chiến lược phân cụm phân cấp 27 Hinh Khái quát thuật toán CURE 28 Hinh Các cụm liệu khám phá CURE 28 Hinh 10 Các bước thực thuật toán CURE 29 Hinh 11 Ví dụ thực phân cụm thuật toán CURE 29 Hinh 12 Một số hình dạng khám phá phân cụm dựa mật độ 30 Hinh 13 a) Mật độ trực tiếp, b) Đến mật độ, c) Mật độ liên thông 31 Hinh 14 Mơ hình cấu trúc liệu lưới 33 Hinh 15 Các bước thực thuật toán STING 35 Hinh 16Các bước thực thuật toán EM 37 Hinh Luật hình thành qua phép chiếu vào khơng gian đầu vào X 40 Hinh Dữ liệu phân cụm trừ , tâm cụm điểm đơn 41 Hinh 3Số lượng luật hình thành qua phan cụn trừ từ Bảng liệu 3.1 45 Hinh Mặt suy diễn hàm thuộc đầu vào Bảng liệu 3.1 45 Hinh Sơ đồ tổng quát hệ điều khiển mờ xây dựng từ liệu 46 Hinh Bộ điều khiển mờ cho lò nhiệt Error! Bookmark not defined Hinh Đồ thị biểu diễn số liệu thu thập bảng 3.4 49 Hinh Hệ luật mờ hình thành sau phân cụm trừ 50 Hinh Hệ luật mờ cho điều khiển nhiệt độ 51 iv Hinh 10 hàm liên thuộc luật Điều khiển theo TS 52 Hinh 11 Mơ hình đơn giản với hàm thuộc hình thang tam giác cho ánh xạ vào/ 53 Hinh 12Mơ hình TS xấp xỉ đoạn cho hàm phi tuyến f(x) 53 Hinh 13 Biểu diễn ánh xạ từ không gian vào đến không gian 54 Hinh 14 Mặt suy diễn hàm thuộc đầu vào hệ điều khiển 55 Hinh 15 Đáp ứng (xanh) bám theo tín hiệu yêu cầu (đỏ) 61 v DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Bảng biểu tập mờ A Bảng Luật mờ xây dựng từ phân cụm trừ SC 42 Bảng Các cụm xây dựng qua phân cụm trừ 43 Bảng 3 Tọa độ tâm cụm 43 Bảng Dữ liệu thu thập từ đầu vào/ra hệ thống điều khiển lò nhiệt 48 vi Lời cho em xin kính gửi các thầy cô muôn khoa Công nghệ Cùng tồn thể lãnh đạo thầy giảng dạy làm việc trường Đại Học Công Nghệ Truyền Thông Thái Nguyên, lời chúc sức khỏe Em xin chúc tất thầy cô giáo thành công nghiệp giáo dục đào tạo lĩnh vực sống Em xin chân thành Cảm ơn Thầy PGS TS Lê Bá Dũng, người trực tiếp hướng dẫn nhiệt tình bảo để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin cảm ơn Ban Giám hiệu, Quý thầy cô trường Đại Đại Học Công Nghệ Truyền Thông Thái Nguyên trang bị cho em lượng kiến thức bổ ích q trình tơi học tập thực đề tài Cảm ơn bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ cho em suốt trình học tập nghiên cứu Cuối em xin chân thành cảm ơn thành viên gia đình, người ln dành cho tơi tình cảm nồng ấm chia sẻ lúc khó khăn sống, ln động viên giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Do kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi thiếu sót cách hiểu, lỗi trình bày Em mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy cô Ban lãnh đao Em xin trân trọng cảm ơn! vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT PCDL Phân Cụm Dữ Liệu KPDL Khai Phá Dữ Liệu CSDL Cơ Sở Dữ Liệu viii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan luận văn em nghiên cứu thực Các thơng số, Hình ảnh kết sử dụng luận văn hồn tồn có thật chưa cơng bố luận văn khác Thái Nguyên, ngày 16 tháng năm 2017 Tác giả luận văn: Đỗ Thị Kim Dung ix MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng hệ thống thơng tin nay, hệ mờ áp dụng thành cơng nhiều lĩnh vực điều khiển tự động, phân lớp liệu, phân tích việc định, hệ chuyên gia Hệ luật mờ xây dựng từ tri thức nói chung hay hệ suy luận mờ nói riêng xây dựng theo suy diễn người, phần quan trọng ứng dụng logic mờ lý thuyết tập mờ vào thực tế Trong nhiều ứng dụng cho thiết kế hệ thống thông minh xây dựng hệ trợ giúp định, hệ mờ xây dựng theo phân lớp liệu, phân cụm liệu, xây dựng định Hệ mờ thực từ luật mờ, luật mờ xây dựng từ tri thức chuyên gia lĩnh vực cụ thể Phân cụm liệu vấn đề quan tâm nghiên cứu tác giả nước có nhiều thuật tốn phân cụm đề xuất Trong đó, khơng thuật tốn phân cụm kết hợp với việc sử dụng giải thuật di truyền trình thực Tuy nhiên thuật toán đưa xét đến khía cạnh phân chia liệu thành cụm với độ xác cao mà chưa để tâm đến tối ưu luật sử dụng Trong yêu cầu đặt cho trình phân cụm u cầu độ xác ln đặt lên hàng đầu, với kết hợp thuật toán phân cụm giải thuật di truyền cịn thỏa mãn tính chất tối ưu luật sử dụng Vì cách tiếp cận khác mà luận văn nêu xây dựng hệ luật mờ cho hệ mờ từ liệu thực tế Phân cụm liệu trình phân chia tập liệu ban đầu thành cụm liệu cho phần tử cụm "tương tự" (similar) với phần tử cụm khác "phi tương tự" (dissimilar) với Phân cụm liệu phương pháp học không giám sát [7][8][9] Hiện nay, phương pháp phân cụm phát triển [6] áp dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm: nhận dạng, phân tích liệu, nghiên cứu thị trường, xử lý ảnh, [1]… Các thuật toán phân cụm đa dạng ... liệu vào hệ thống 47 3.3.2 Hệ luật mờ cho điều khiển lò nhiệt từ phân cụm trừ 49 3.3.3 Hệ suy diễn mờ 51 3.3.4 Mô hệ thống điều khiển lò nhiệt sử dụng hệ luật mờ từ phân cụm. .. chất tối ưu luật sử dụng Vì cách tiếp cận khác mà luận văn nêu xây dựng hệ luật mờ cho hệ mờ từ liệu thực tế Phân cụm liệu trình phân chia tập liệu ban đầu thành cụm liệu cho phần tử cụm "tương... 1.3.2 Quan hệ mờ 10 1.3.3 Suy luận xấp xỉ suy diễn mờ 11 CHƯƠNG PHÂN CỤM DỮ LIỆU TRỪ MỜ 13 2.1 Các Phương pháp phân cụm liệu nói chung 13 2 Phân cụm liệu trừ mờ