Mô phỏng hệ thống mờ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH -o0o LUẬN LÝ MỜ VÀ ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MỜ Thầy giáo hướng dẫn: ThS Thiều Xuân Khánh Ngày thuyết trình: 21/11/2014 Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Đại Dương – Vũ Nguyễn Tâm Châu Nguyễn Thế Lai – Nguyễn Ngọc Lâm Vũ Bá Tất Đạt Mô hệ thống mờ Mục tiêu • Biết cách xây dựng hệ thống mờ đơn giản • Biết cách mô hệ thống mờ 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Nội dung • Đặt vấn đề • Mô hình hệ thống mờ • Hệ thống dựa quy tắc mờ • Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ • Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS) • Ví dụ: y = 10sinx1 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Đặt vấn đề • Thế giới thực phức tạp: mập mờ không chắn • Làm người lý giải giới thực? XẤP XỈ! • Tính phức tạp hệ thống tỉ lệ nghịch với hiểu biết loài người • Độ xác dựa vào phương pháp tính • Hệ thống đơn giản: biểu thức toán học • Hệ thống phức tạp có sẵn liệu: mô hình mở - máy học! • Hệ thống phức tạp có liệu: lập luận mờ - mô hình hệ thống mờ • Hệ thống phức tạp: suy diễn quy nạp 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Mô hình hệ thống mờ (1/2) • Là mối quan hệ đặc tính nhằm tối đa hóa hiệu mô hình • Tính phức tạp • Tính tin cậy • Tính không chắn • Tính không chắn đóng vai trò chủ chốt xem xét ngữ cảnh đặc tính lại • Ví dụ: tăng tính không chắn làm giảm tính phức tạp giảm tính tin cậy mô hình kết 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Mô hình hệ thống mờ (2/2) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Ví dụ: Định luật Newton 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Hệ thống dựa quy tắc mờ (1/3) • Hệ thống dựa quy tắc mờ gồm thành phần • Tập quy tắc biểu diễn hiểu biết hành vi hệ thống • Tập liệu đầu vào (có thể tập mờ) • Tập liệu đầu (có thể tập mờ) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Hệ thống dựa quy tắc mờ (2/3) • Có không gian biểu diễn với k, p, q = 1, 2, 3, … • Không gian đầu vào: 𝜇𝐴𝑘 (𝑥) • Không gian đầu ra: 𝜇𝐵𝑝 𝑦 • Không gian quan hệ: 𝜇𝑅𝑞 (𝑥, 𝑦) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ Hệ thống dựa quy tắc mờ (3/3) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 10 Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (1/3) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 11 Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (2/3) 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 12 Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (3/3) • Phương trình quan hệ mờ: 𝑦 = 𝑥 ∘ 𝑅 • Nếu đầu vào nhiều đầu ra: 𝑦1 = 𝑥 ∘ 𝑅1 ; 𝑦2 = 𝑥 ∘ 𝑅2 ; … • Nếu nhiều đầu vào đầu ra: 𝑦 = 𝑥1 ∘ 𝑥2 ∘ ⋯ ∘ 𝑥𝑛 ∘ 𝑅 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 13 Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS) • Xem xét hệ thống có n không gian đầu vào không gian đầu • N không gian đầu vào chia thành k (k < n) phân vùng mờ • Khi tổng số quy tắc tối đa phát triển cho hệ mờ: 𝑙 = 𝑘 𝑛 • Nếu n không gian đầu vào chia thành n phân vùng mờ: 𝑙 = 𝑘1 𝑘2 … 𝑘𝑛 • Số quy tắc cần cho mô tả hệ mờ: 𝑟 ≪ 𝑙 • Các hàm thành viên mờ chồng lấp 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 14 Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS) • Ví dụ: không gian đầu vào A, B A có phân vùng mờ, B có phân vùng mờ Và không gian đầu C có phân vùng mờ 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 15 Ví dụ: y = 10sinx1 (1/7) • Chia x1 thành phân vùng đoạn [-1800; 1800] • Chia y thành phân vùng đoạn [-10; 10] 11/21/2014 Mô hệ thống mờ 16 Ví dụ: y = 10sinx1 (2/7) • Hệ thống có quy tắc: (Z: 0, PB: >>0, PS: >0, NB: [...]... quan hệ rõ tới quan hệ mờ (1/3) 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 11 Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (2/3) 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 12 Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (3/3) • Phương trình quan hệ mờ: 𝑦 = 𝑥 ∘ 𝑅 • Nếu 1 đầu vào và nhiều đầu ra: 𝑦1 = 𝑥 ∘ 𝑅1 ; 𝑦2 = 𝑥 ∘ 𝑅2 ; … • Nếu nhiều đầu vào và 1 đầu ra: 𝑦 = 𝑥1 ∘ 𝑥2 ∘ ⋯ ∘ 𝑥𝑛 ∘ 𝑅 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 13 Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS) • Xem xét hệ thống. .. vùng mờ • Khi đó tổng số quy tắc tối đa phát triển cho hệ mờ: 𝑙 = 𝑘 𝑛 • Nếu n không gian đầu vào chia thành n phân vùng mờ: 𝑙 = 𝑘1 𝑘2 … 𝑘𝑛 • Số quy tắc cần cho mô tả hệ mờ: 𝑟 ≪ 𝑙 • Các hàm thành viên mờ có thể chồng lấp nhau 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 14 Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS) • Ví dụ: 2 không gian đầu vào A, B A có 7 phân vùng mờ, B có 5 phân vùng mờ Và 1 không gian đầu ra C có 4 phân vùng mờ. .. đó ta có bảng FAM 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 17 Ví dụ: y = 10sinx1 (3/7) • Ta chọn tập mẫu thử đủ lớn: x1 = {-1350; -450; 450; 1350} • x1 = -1350: thỏa luật 3 và 4 • Luật 3: y = 0 • Luật 4: y = -7 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 18 Ví dụ: y = 10sinx1 (4/7) • x1 = -450: thỏa luật 1, 3 và 4 • Luật 1: y = 0 • Luật 3: y = 0 • Luật 4: y = -7 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 19 Ví dụ: y = 10sinx1 (5/7)... 10sinx1 (5/7) • x1 = 450: thỏa luật 1, 2 và 3 • Luật 1: y = 0 • Luật 2: y = 7 • Luật 3: y = 0 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 20 Ví dụ: y = 10sinx1 (6/7) • x1 = 1350: thỏa luật 1 và 2 • Luật 1: y = 0 • Luật 2: y = 7 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 21 Ví dụ: y = 10sinx1 (7/7) 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 22 CẢM ƠN! 11/21/2014 Cảm ơn 23 ... có 7 phân vùng mờ, B có 5 phân vùng mờ Và 1 không gian đầu ra C có 4 phân vùng mờ 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 15 Ví dụ: y = 10sinx1 (1/7) • Chia x1 thành 5 phân vùng trong đoạn [-1800; 1800] • Chia y thành 3 phân vùng trong đoạn [-10; 10] 11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 16 Ví dụ: y = 10sinx1 (2/7) • Hệ thống có 4 quy tắc: (Z: 0, PB: >>0, PS: >0, NB: