Chương 1 Tập mờ và logic mờ • 1.1 Tập mờ và hàm liên thuộc • 1.2 Các phép tính cơ bản của tập mờ • 1.3 Biến ngôn ngữ, mệnh đề hợp thành • 1.4 Các phương pháp giải mờ 1282016 10:28 PM Ts. Nguyễn H. Nam 3 Chương 2 Thiết kế bộ điều khiển mờ • 2.1 Quan hệ vào ra • 2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ • 2.3 Bộ điều khiển mờ tĩnh • 2.4 Bộ điều khiển mờ động 1282016 Dr. Nam H. Nguyen 4 Chương 3 Mạng nơron • 3.1. Tổng quan về mạng nơron • 3.2. Phương pháp huấn luyện mạng nơron. • 3.3. Sử dụng Matlab huấn luyện mạng nơron. • 3.4. Ứng dụng mạng nơron.
Trang 1Điều khiển mờ và mạng nơ ron
Ts Nguyễn H Nam
Trang 2Tài liệu tham khảo
• [1] Lý thuyết điều khiển mờ, Phan Xuân Minh và Nguyễn
Doãn Phước
• [2] Fuzzy Logic Toolbox User’s Guide, R2014b
• [3] Fuzzy set theory and its applications, H -J Zimmermann
• [4] Neural network design, Martin Hagan
• [5] Neural Network Toolbox User’s Guide
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 2
Trang 4Chương 2 Thiết kế bộ điều khiển mờ
Trang 5Chương 3 Mạng nơ-ron
• 3.1 Tổng quan về mạng nơ-ron
• 3.2 Phương pháp huấn luyện mạng nơron
• 3.3 Sử dụng Matlab huấn luyện mạng nơron
• 3.4 Ứng dụng mạng nơron
Trang 81.1.1 Lịch sử
• Michio Sugeno đã đưa ra mô hình mờ Takagi-Sugeno
• Fuzzy Identification of Systems and Its Applications to
Modeling and Control [1985]
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 8
Trang 9Ứng dụng
• Điều khiển cần trục (94):
• - Đầu vào: vị trí, tốc độ, độ dài và góc, khối lượng của vật
• - Các giai đoạn: Tăng tốc, chuyển động đều, giảm tốc
• - Mục tiêu: Tránh dao động, làm việc tự động
• Điều khiển ô tô mô hình (85):
Trang 10Ứng dụng
• Điều khiển động cơ Diesel:
• - Mục tiêu là tối thiểu hóa tốc độ tiêu thụ nhiên liệu
• - Dùng tập mờ để đánh giá độ tin cậy của các kết quả được
tính toán
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 10
Trang 11Ứng dụng
• Điều khiển lò xi măng (81):
• - Đất sét, đá vôi, cát và quặng sắt
• - Xi măng: Ca2Si, Ca3Si, Ca4AlFe
• - Đầu vào: Nhiệt độ khí thải, nhiệt
độ RT, nhiệt động vùng cháy, phần
trăm O2, chất lượng clinker
• Đầu ra: Nhiên liệu than, tốc độ quạt, tốc độ quay của lò
Trang 12 Hàm đặc tính (hàm phụ thuộc, hàm liên thuộc)
• Giả sử A là một tập hợp đã cho, nếu một phần tử a thuộc tập
hiệu là 𝒂 ∉ 𝑨
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 12
Trang 131.1.2 Tập hợp
Là tập hợp không chứa phần tử nào
Ví dụ 1.3: Tập hợp các bạn sinh viên trong lớp có tuổi nhỏ hơn
Trang 190, 𝑐á𝑐 𝑡𝑟ườ𝑛𝑔 ℎợ𝑝 𝑘ℎá𝑐
Hình 1.6 Hàm liên thuộc cho F
Trang 231.1.4 Tập mờ
𝜇𝐹 𝑥 = 𝑒−12
𝑥−𝑐 𝜎
2
= 𝑔𝑎𝑢𝑠𝑠𝑚𝑓(𝑥, [𝜎; 𝑐])
c – là tâm của hàm liên thuộc
𝜎 – độ rộng
Trang 241.1.4 Tập mờ
• Gauss2mf
1 2
Trang 271.2 Các phép tính cơ bản của tập mờ
• Phép bù của một tập mờ
Một toán tử η được định nghĩa là phép bù của tập mờ A nếu thỏa
mãn các điều kiện sau:
Trang 291.2 Các phép tính cơ bản của tập mờ
• Phép hợp của hai tập hợp mờ
Một toán tử U được định nghĩa là phép hợp của hai tập hợp mờ A
và B nếu thỏa mãn các điều kiện sau:
Trang 311.2 Các phép tính cơ bản của tập mờ
• Phép giao của hai tập mờ
thỏa mãn các điều kiện sau:
Trang 321.2 Các phép tính cơ bản của tập mờ
• Một số toán tử giao thông dụng
Ví dụ 1.12:
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 32
Trang 331.3 Biến ngôn ngữ, mệnh đề hợp thành
• Biến ngôn ngữ
Biến ngôn ngữ được định nghĩa bởi bộ 5 thành phần như sau:
𝐵𝑖ế𝑛 𝑛𝑔ô𝑛 𝑛𝑔ữ = (𝑦, 𝑇 𝑦 , 𝑈, 𝐺𝑟, 𝑅𝑢) Trong đó:
- y: tên biến ngôn ngữ
- T(y): tập hợp các thuật ngữ, là giá trị của biến
- U: tập vũ trụ
- Gr: Qui tắc cú pháp, tạo ra các thuật ngữ
- Ru: Qui tắc ngữ nghĩa, gắn các thuật ngữ với các tập mờ trong
U
Trang 35- Mệnh đề hợp thành mờ còn được gọi là suy luận mờ
- 𝜒 là A: mệnh đề điều kiện, hay tiên đề
- 𝛾 là B: mệnh đề kết luận, hay kết quả
- Mệnh đề hợp thành có thể được ký hiệu như sau:
𝑅: 𝐴 ⟶ 𝐵
Trang 361.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
• R có thể được coi như một tập mờ với hàm liên thuộc:
Trang 371.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 381.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
• Khi hàm suy luận mờ là phép nhân (PROD) của Larsen
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 38
Trang 391.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
μ𝑅 𝑥, 𝑦 = μ𝑅𝑖 𝑥, 𝑦
𝑛
𝑖=1
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 39
Trang 401.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Phép hợp ở đây có thể là hàm MAX hoặc SUM
Như vậy, các phương pháp thực hiện luật hợp thành:
1/28/2016 10:28 PM Ts Nguyễn H Nam 40
Trang 411.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 421.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 431.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
0.5 1
0.5 1
0.5 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.5 1
A2
Do thoa man
Mu2B2
MuR
Trang 441.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
0.5 1
0.5 1
0.5 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.5 1
Mu
R
Trang 451.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
• Mệnh đề hợp thành hai đầu vào và một đầu ra
Trang 461.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Đặt 𝛼1,1 = μ𝐴1,1 𝑥1,0 𝑣à μ𝐵′1,1 𝑦 = μ𝑅1,1 𝑥1,0, 𝑦
μ𝐵′1,1 𝑦 = 𝛼1,1 μ𝐵1 𝑦 PROD Đặt 𝛼1,2 = μ𝐴2,1 𝑥2,0 𝑣à μ𝐵′1,2 𝑦 = μ𝑅1,2 𝑥2,0, 𝑦
Trang 471.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trường hợp các đầu vào là mờ, độ thỏa mãn vẫn được tính
theo CT (1.1)
Trang 481.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
• Hệ mờ nhiều đầu vào và một đầu ra
Trang 491.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 501.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 511.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 521.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
Trang 531.3 Biến ngôn ngữ, luật hợp thành
-5 -4 -3 -2 -1 0 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
A21 alpha12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
Mu1B1
-5 -4 -3 -2 -1 0 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
A22 alpha22
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
Mu1B2
0.2 0.4 0.6 0.8 1
MuR
Trang 541.4 Các phương pháp giải mờ
trình giải mờ
• Có ba phương pháp giải mờ chính:
Phương pháp cực đại (Maximum)
Phương pháp điểm trọng tâm (Centroid)
Phương pháp đường phân tích (Bisector)
Trang 60-5 -4 -3 -2 -1 0 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
A21 alpha12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
Mu1B1
-5 -4 -3 -2 -1 0 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
A22 alpha22
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
Mu1B2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1
MuR
Trang 621.4 Các phương pháp giải mờ
• = 0,5 ∗ 0,5 ∗ 0,25 + 2 ∗ 0,25 + 0,5 ∗ 0,25 + 0,5 ∗ 0,5 + 2 ∗0,5 + 0,5 ∗ 0,5 = 2
Trang 631.5 Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
Trang 641.5 Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
Trang 651.5 Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
Trang 661.5 Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
Trang 67Chương 2
Thiết kế bộ điều khiển mờ
TS Nguyễn H Nam
Trang 692.1 Quan hệ truyền đạt
• 2.1.1 Hệ mờ
• 2.1.2 Quan hệ vào ra của mệnh đề hợp thành
• 2.1.3 Quan hệ vào ra của khâu giải mờ
• 2.1.4 Quan hệ truyền đạt
Trang 702.1.1 Hệ mờ
Hệ mờ Fuzzy System
𝑥1
𝑥2
𝑥𝑚 ⋮
𝑦
Biến ngôn ngữ đầu ra: 𝛾
𝑖 = 1, 2, … , 𝑚
𝑗 = 1, 2, … , 𝑛
Trang 722.1.2 Quan hệ vào ra của mệnh đề hợp thành
(2.3-a) (2.3-b)
(2.4-a) (2.4-b) (2.5-a) (2.5-b)
Trang 732.1.3 Quan hệ vào ra của khâu giải mờ
• Có ba phương pháp giải mờ:
Phương pháp cực đại (Maximum)
Phương pháp điểm trọng tâm (Centroid)
Phương pháp đường phân tích (Bisector)
2.8
Trang 742.1.3 Quan hệ vào ra của khâu giải mờ
Trang 752.1.3 Quan hệ vào ra của khâu giải mờ
• Phương pháp điểm trọng tâm
2.14
Trang 76Độ thỏa mãn: MIN, PROD (2.2)
Phép HOẶC: MAX, SUM (2.4)
Phép VÀ: MIN, PROD (2.5)
Phương pháp cực đại 2.9 - 11 Phương pháp điểm trọng tâm 2.13 Phương pháp đường phân tích 2.14
2.5-a 2.5-b
Trang 77Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
• Nhiều đầu vào và một đầu ra
Trang 78Mô hình mờ Sugeno (Takagi-Sugeno-Kang)
Weighted average – wtaver
Trang 792.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
• 2.2.1 Tại sao lại dùng hệ mờ
• 2.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Trang 802.2.1 Tại sao lại dùng hệ mờ
Dễ hiểu về mặt nhận thức
Các khái niệm toán học của suy luận mờ là rất đơn giản
Lô gíc mờ là một phương pháp tiếp cận trực quan hơn
Linh hoạt
Dễ dàng thêm hoặc bớt tính năng mà không phải làm lại từ đầu
Có thể chứa đựng dữ liệu không chính xác
Mọi dữ liệu đều không chính xác
Suy luận mờ xây dựng quan niệm này vào quá trình thay vì đưa nó vào cuối quá trình
Trang 812.2.1 Tại sao lại dùng hệ mờ
Có thể mô hình hóa hàm phi tuyến bất kỳ với độ chính xác tùy
ý
Có thể được phát triển từ kinh nghiệm của các chuyên gia
Có thể kết hợp với các phương pháp điều khiển kinh điển
PID – tỉ lệ, tích phân, vi phân
Mạng nơ-ron (Neural networks)
Dựa trên ngôn ngữ tự nhiên
Trang 822.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Đầu vào của đối tượng
• Mờ hóa đầu vào:
Xác định khoảng tín hiệu đầu vào (tập vũ trụ)
Chọn hàm liên thuộc (dạng hàm, số lượng)
Trang 832.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Chọn các thuật ngữ
Gắn các thuật ngữ với hàm liên thuộc
Đặt tên biến ngôn ngữ
• Chọn mô hình mờ: Mamdani hay Sugeno
• Mờ hóa đầu ra: (Mamdani)
Xác định khoảng tín hiệu đầu vào (tập vũ trụ)
Chọn hàm liên thuộc (dạng hàm, số lượng)
Chọn các thuật ngữ
Gắn các thuật ngữ với hàm liên thuộc
Đặt tên biến ngôn ngữ
Trang 842.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
• Mờ hóa đầu ra: (Sugeno)
Trang 852.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Trang 862.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
• Chọn thiết bị thực hiện:
Máy tính
Vi xử lý, vi điều khiển, DSP
Điều khiển ổ cứng, khử nhiễu, phân loại tín hiệu sonar, điều khiển động cơ servo …
Microchip Technologies (PIC) - fuzzyTECH MCU-MP
Điều khiển động cơ DC, lò, điều khiển máy điều hòa, điều
khiển cửa điện ô tô, dò thẻ tín dụng giả
Trang 872.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
Intel
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS, điều khiển vị trí CNC,
Lò nung kim loại, điều khiển các thiết bị gia dụng, hệ thống ra lệnh bằng tiếng nói, nhận dạng chữ viết
Trang 882.2.2 Các bước thiết kế bộ điều khiển mờ
• Thử nghiệm hệ thống
• Chỉnh định và hoàn thiện hệ thống
Trang 90Y: đầu ra của đối tượng
U: tín hiệu điều khiển
E = r-y: sai lệch điều
Trang 912.3.2 Xấp xỉ hàm
𝑛 𝑘=1
Trang 93• in_fis = genfis1([x y],5,'gbellmf');
• out_fis = anfis([x y],in_fis,epoch_n);
• plot(x,y,x,evalfis(x,out_fis));
• legend('Training Data','anfis Output');
Trang 97u
1
Trang 100• Dạng hàm liên thuộc: tam giác – trimf
• Tên biến ngôn ngữ: Sai lệch
• Giá trị của biến ngôn ngữ: âm, không, dương
• 𝜇𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑒 = 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑓 𝑒, −6; 0; 6
• 𝜇𝑑ươ𝑛𝑔 𝑒 = 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑓 𝑒, 0; 6; 7
Trang 1012.3.4 Ví dụ
• Chọn mô hình Mamdani
• Số tập mờ đầu ra: 3
• Dạng hàm liên thuộc: tam giác – trimf
• Tên biến ngôn ngữ: đầu ra
• Giá trị của biến ngôn ngữ: âm, không, dương
• 𝜇𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑢 = 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑓 𝑢, −3; 0; 3
• 𝜇𝑑ươ𝑛𝑔 𝑢 = 𝑡𝑟𝑖𝑚𝑓 𝑢, 0; 3; 4
Trang 1022.3.4 Ví dụ
• Luật hợp thành
• PHÉP SUY LUẬN: MIN
• HOẶC: MAX
• Giải mờ: Điểm trọng tâm
Trang 1032.4 Hệ thống điều khiển mờ động
• 2.4.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển mờ động
• 2.4.2 Bộ điều khiển mờ PD
• 2.4.3 Ví dụ
Trang 1042.4.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển mờ động
De: đạo hàm của e(t)
Ie: tích phân của e(t)
Mờ động PD
Mờ động PI
Mờ động PID
Trang 1112.4.2 Bộ điều khiển mờ PD
Đạo hàm của sai số 𝑒
Sai số
Trang 112Điều khiển cánh tay máy
Trang 113Chương 3 Mạng nơ-ron
Ts Nguyễn Hoài Nam
Trang 114Mạng nơ-ron
• 3.1 Tổng quan về mạng nơ-ron
• 3.2 Phương pháp huấn luyện mạng nơron
• 3.3 Sử dụng công cụ Matlab huấn luyện mạng nơron
• 3.4 Ví dụ ứng dụng mạng nơron cho nhận dạng
2
Ts Nguyễn H Nam
Trang 1163.1.1 Sự phát triển của mạng nơ-ron
• Warren McCulloch và Walter Pitts [1943] đã chỉ ra rằng mạng
nơ ron nhân tạo có thể thực hiện bất kỳ hàm lô gíc hoặc hàm
số nào
• Donald Hebb [1949] đã đề xuất ra một cơ chế học của các ron sinh học
nơ-• Rosenblatt [1958] và các đồng nghiệp đã xây dựng mạng
Perceptron cùng với luật học tương ứng và chứng tỏ khả năng
thực hiện việc phân loại mẫu
• Widrow và Hoff đã đưa ra thuật toán huấn luyện mới và dùng
nó để huấn luyện mạng tuyến tính thích nghi, mạng này có cùng cấu trúc và khả năng như mạng perceptron
4
Ts Nguyễn H Nam
Trang 1173.1.1 Sự phát triển của mạng nơ-ron
• Mạng của Rosenblatt và Widrow đều có chung những hạn chế Các tác giả này đã đưa ra mạng mới khắc phục được các hạn chế đó, tuy nhiên họ đã không cải tạo được luật học để huấn luyện mạng phức tạp hơn
• Teuvo Kohonen [1972] và James Anderson [1972] đã phát triển mạng nơ-ron có thể hoạt động như bộ nhớ
• Stephen Grossberg [1976] đã rất tích cực nghiên cứu mạng nơ ron tự tổ chức
• John Hopfield [1982] đã đưa ra mạng nơ-ron hồi qui
• Một số tác giả (David Rumelhart và James McClelland) đã đưa ra thuật toán lan truyền ngược để huấn luyện mạng Perceptron nhiều lớp
Trang 1183.1.1 Sự phát triển của mạng nơ-ron
• Martin Hagan [1994] đưa ra phương pháp huấn luyện mạng sử
6
Ts Nguyễn H Nam
Trang 1193.1.2 Ứng dụng của mạng nơ-ron
• Điện tử: Sự bố trí chíp IC, điều khiển quá trình, phân tích lỗi
chíp, thị lực máy, tổng hợp tiếng nói, mô hình hóa phi tuyến
• Rô bốt: Điều khiển quỹ đạo, xe nâng hàng, các bộ điều khiển
tay máy,, các hệ thống thị giác, xe tự hành
• Ô tô: Các hệ thống dẫn hướng tự động, điều khiển bơm nhiên
liệu, các hệ thống phanh tự động, dò động cơ không nổ, các cảm biến dò sự phát khí ảo
Trang 1203.1.2 Ứng dụng của mạng nơ-ron
• Sản xuất: Điều khiển quá trình sản xuất, phân tích và thiết kế
sản phẩm, chuẩn đoán máy và quá trình, nhận dạng hạt thời gian thực, các hệ thống kiểm tra chất lượng, thử bia, phân tích chất lượng hàn, dự đoán chất lượng giấy, phân tích chất lượng chíp máy tính, phân tích các hoạt động nghiền, phân tích thiết
kế sản phẩm hóa học, phân tích bảo dưỡng máy, đấu thầu dự
án, quản lý và kế hoạch hóa, mô hình động của các quá trình hóa học
• Vũ trụ, ngân hàng, quốc phòng, giải trí, tài chính, bảo hiểm, y
tế, dầu khí, an ninh, giao thông và truyền thông
8
Ts Nguyễn H Nam
Trang 1223.1.3 Mô hình nơ-ron
• Một phần của bộ não được hình thành khi sinh ra
• Những phần khác sẽ phát triển thông qua học, do có những liên kết mới được hình thành và các liên kết khác mất đi
• Cấu trúc mạng nơ-ron tiếp tục thay đổi theo thời gian trong đời Những thay đổi sau nay có xu hướng chủ yếu làm mạnh hoặc yếu đi các khớp thần kinh
• Có 2 sự giống nhau giữa mạng ron sinh học và mạng ron nhân tạo:
nơ- Các khối tạo ra mạng nơ-ron là những thiết bị tính toán đơn giản
Các liên kết giữa các nơ-ron tạo ra chức năng của mạng
10
Ts Nguyễn H Nam
Trang 123Mô hình nơ-ron nhân tạo
• Nơ ron một đầu vào
p – đầu vào của nơ-ron
w – trọng số
b – ngưỡng (bias)
n – đầu vào net (net input)
a – đầu ra của nơ-ron
f – hàm truyền
• Ví dụ: (nnd2n1)
𝑝 = 0,4; 𝑤 = 1; 𝑏 = 0,6; 𝑓 𝑙à ℎà𝑚 𝑡𝑢𝑦ế𝑛 𝑡í𝑛ℎ
• 𝑛 = 𝑤𝑝 + 𝑏 = 1 ∗ 0,4 + 0,6 = 1; 𝑎 = 𝑓 𝑛 = 1
Trang 125Nơ-ron nhiều đầu vào
• 𝒑 =
𝑝1
𝑝2:
𝑝𝑅
; 𝑾 =
𝑤1,1
𝑤1,2:
𝑤1,𝑅
𝑇
; 𝑛 = 𝑏 + 𝑅𝑖=1 𝑤1,𝑖𝑝𝑖 = 𝑾𝒑 + 𝑏
Trang 126Lớp nơ-ron
𝒃 =
𝑏1
𝑏2: :
𝑏𝑆
14
Ts Nguyễn H Nam
Trang 127Mạng nhiều lớp
Trang 128Mạng nhiều lớp
16
Ts Nguyễn H Nam
Trang 129Mạng hồi qui
Trang 130Luật học
• Luật học: Là một thủ tục dùng để thay đổi các trọng số và bias
nhằm mục đích huấn luyện mạng để thực hiện một số nhiệm
Luật học sẽ điều chỉnh các trọng số và bias sao cho đầu ra
của mạng nơ-ron bám lấy đầu ra mẫu
18
Ts Nguyễn H Nam
Trang 1313.1.4 Các loại mạng nơ-ron
• Mạng perceptron
• Ứng dụng: Có thể giải quyết các bài toán phân loại với đường biên tuyến tính
Trang 1333.1.4 Các loại mạng nơ-ron
• Mạng nơ-ron động
• Ứng dụng: Nhận dạng và điều khiển các hệ thống động học và phi tuyến
Trang 135Ví dụ
• Phân loại táo và cam dùng mạng perceptron (nnd3pc)
• Các cảm biến:
Hình dáng: 1 nếu gần như tròn, -1 nếu gần như e líp
Bề mặt: 1 nếu như trơn, -1 nếu gồ ghề
Khối lượng: 1 nếu khối lượng lớn hơn 1 pound (0,45kg), -1 nếu nhỏ hơn 1 pound
• Ta có thể chọn đầu ra của mạng perceptron là 1 khi đầu vào là quả táo và đầu ra là -1 khi đầu vào là quả cam
• Vì chỉ phân loại 2 sản phẩm, ta có thể dùng mạng perceptron
có 1 nơ-ron Ở đây dùng 3 cảm biến, do đó sẽ có 3 đầu vào
Trang 1363.1.5 Quan hệ giữa mờ và nơ-ron
• Mờ và mạng nơ-ron là hai kỹ thuật bổ sung cho nhau:
Mạng nơ-ron có thể học từ dữ liệu, nhưng tri thức biểu diễn bởi nó thì khó hiểu
Ngược lại, hệ mờ thì dễ hiểu nhưng không có thuật toán học
• Sự liên hợp giữa mờ và nơ-ron có thể được phân thành 4 loại:
Điều chỉnh hệ mờ sử dụng các luật học của mạng nơ-ron (ANFIS)
Trang 1373.2 Phương pháp huấn luyện mạng nơron.
• 3.2.1 Ví dụ
• 3.2.2 Luật học perceptron
• 3.2.3 Thuật toán lan truyền ngược
Trang 1393.2.2 Luật học perceptron
Đầu vào Lớp nơ-ron
𝒘
𝑖 𝒎ớ𝒊 = 𝒘𝑖 𝒄ũ + 𝑒𝑖𝒑 𝑏
𝑖 𝒎ớ𝒊 = 𝑏𝑖 𝒄ũ + 𝑒𝑖
𝑾𝒎ớ𝒊 = 𝑾𝒄ũ + 𝒆𝒑𝑻
𝒃𝒎ớ𝒊 = 𝒃𝒄ũ + 𝒆
Trang 1403.2.3 Thuật toán lan truyền ngược
Trang 141Mạng perceptron nhiều lớp
Trang 1473.2.3.5 Lan truyền ngược độ nhạy