Kaj je mehka logika?
Fuzzy Logic je opredeljen kot mnogovredna logična oblika, ki ima lahko vrednosti resnic spremenljivk v katerem koli realnem številu med 0 in 1. To je koncept delne resnice. V resničnem življenju lahko naletimo na situacijo, ko se ne moremo odločiti, ali je izjava resnična ali napačna. Takrat nejasna logika ponuja zelo dragoceno prožnost za sklepanje.
Mehki logični algoritem pomaga rešiti težavo po preučitvi vseh razpoložljivih podatkov. Potem sprejme najboljšo možno odločitev za dani vložek. Metoda FL posnema način odločanja pri človeku, ki upošteva vse možnosti med digitalnima vrednostma T in F.
V tej vadnici boste izvedeli
- Kaj je mehka logika?
- Zgodovina mehkih logičnih sistemov
- Značilnosti mehke logike
- Kdaj ne uporabljati mehke logike
- Mehka logična arhitektura
- Mehka logika proti verjetnosti
- Hrustljavo in mehko
- Klasični niz proti teoriji mehkih sklopov
- Primeri mehke logike
- Področja uporabe mehke logike
- Prednosti mehkega logičnega sistema
- Slabosti sistemov mehke logike
Zgodovina mehkih logičnih sistemov
Čeprav so pojem mehke logike preučevali že od dvajsetih let 20. stoletja. Izraz mehka logika je leta 1965 prvič uporabil Lotfi Zadeh, profesor na UC Berkeley v Kaliforniji. Opazil je, da običajna računalniška logika ni sposobna manipulirati s podatki, ki predstavljajo subjektivne ali nejasne človeške ideje.
Mehki algoritem je bil uporabljen na različnih področjih, od teorije nadzora do umetne inteligence. Zasnovan je bil tako, da lahko računalnik ugotovi razlike med podatki, ki niso ne resnične ne lažne. Nekaj podobnega postopku človeškega razmišljanja. Kot Little dark, Some svetlost itd.
Značilnosti mehke logike
Tu je nekaj pomembnih značilnosti mehke logike:
- Prilagodljiva in enostavna za izvajanje tehnike strojnega učenja
- Pomaga vam posnemati logiko človeške misli
- Logika ima lahko dve vrednosti, ki predstavljata dve možni rešitvi
- Zelo primerna metoda za negotovo ali približno razmišljanje
- Mehka logika gleda na sklepanje kot na proces širjenja elastičnih omejitev
- Mehka logika vam omogoča gradnjo nelinearnih funkcij poljubne kompleksnosti.
- Mehko logiko je treba graditi s popolnimi navodili strokovnjakov
Kdaj ne uporabljati mehke logike
Vendar mehka logika nikoli ni zdravilo za vse. Zato je enako pomembno razumeti, da tam, kjer ne smemo uporabljati mehke logike.
Tu so nekatere situacije, ko raje ne uporabljajte Fuzzy Logic:
- Če se vam ne zdi primerno preslikati vhodni prostor v izhodni prostor
- Mehke logike se ne sme uporabljati, kadar lahko uporabljate zdravo pamet
- Mnogi krmilniki lahko dobro opravijo svoje delo brez uporabe mehke logike
Mehka logična arhitektura
Mehka logična arhitektura
Arhitektura Fuzzy Logic ima štiri glavne dele, kot je prikazano na diagramu:
Osnova pravil:
Vsebuje vsa pravila in pogoje, ki jih ponujajo strokovnjaki za nadzor sistema odločanja. Najnovejša posodobitev v mehki teoriji ponuja različne metode za načrtovanje in nastavitev mehkih krmilnikov. Te posodobitve znatno zmanjšajo število nejasnih pravil.
Mehčanje:
Korak fuzifikacije pomaga pretvoriti vhodne podatke. Omogoča pretvorbo jasnih števil v mehke sklope. Čisti vhodi, izmerjeni s senzorji in preneseni v krmilni sistem za nadaljnjo obdelavo. Tako kot sobna temperatura, tlak itd.
Mehanizem sklepanja:
Pomaga vam določiti stopnjo ujemanja med mehkimi vnosi in pravili. Na podlagi% ujemanja določi, katera pravila potrebujejo implment glede na dano vnosno polje. Po tem se uporabljena pravila kombinirajo za razvoj nadzornih ukrepov.
Razmazovanje:
Končno se postopek defuzifikacije izvede za pretvorbo mehkih nizov v ostro vrednost. Na voljo je veliko vrst tehnik, zato jih morate izbrati, katera je najprimernejša za uporabo s strokovnim sistemom.
Mehka logika proti verjetnosti
| Mehka logika | Verjetnost |
|---|---|
| Fuzzy: Tomova stopnja članstva v skupini starih je 0,90. | Verjetnost: Verjetnost, da je Tom star, je 90%. |
| Mehka logika vzame stopnje resnice kot matematično osnovo na modelu pojava nejasnosti. | Verjetnost je matematični model nevednosti. |
Hrustljavo in mehko
| Hrustljavo | Mehka |
|---|---|
| Ima strogo mejo T ali F | Mehka meja s stopnjo članstva |
| Nekateri sveži nastavljeni časi so lahko mehki | Ne more biti svež |
| True / False {0,1} | Vrednosti članstva na [0,1] |
| V jasni logiki lahko velja zakon o izključeni srednji in neskladnosti ali pa tudi ne | V mehki logiki velja zakon Izključena srednja in ne-kontradiktornost |
Klasični niz proti teoriji mehkih sklopov
| Klasični komplet | Teorija mehkih nizov |
|---|---|
| Razredi predmetov z ostrimi mejami. | Razredi predmetov nimajo ostrih meja. |
| Klasični niz definirajo jasne meje, tj. Obstaja jasnost glede lokacije meja. | Mehki niz ima vedno dvoumne meje, tj. Morda obstaja negotovost glede lokacije meja. |
| Veliko se uporablja pri oblikovanju digitalnih sistemov | Uporablja se samo v mehkih krmilnikih. |
Primeri mehke logike
Glejte spodnji diagram. Kaže, da so v sistemu Fuzzy vrednosti označene s številom 0 do 1. V tem primeru 1,0 pomeni absolutno resnico, 0,0 pa absolutno laž.
Mehka logika s primerom
Področja uporabe mehke logike
Tabela Blow prikazuje uporabo Fuzzy logike s strani znanih podjetij v svojih izdelkih.
| Izdelka | Podjetje | Mehka logika |
|---|---|---|
| Protiblokirne zavore | Nissan | Uporaba mehke logike za nadzor zavor je v nevarnih primerih odvisna od hitrosti avtomobila, pospeška, hitrosti koles in pospeška |
| Samodejni prenos | NOK / Nissan | Mehka logika se uporablja za nadzor vbrizga in vžiga goriva na podlagi nastavitve plina, temperature hladilne vode, vrtljajev na minuto itd. |
| Samodejni motor | Honda, Nissan | Uporabite za izbiro geat-a glede na obremenitev motorja, slog vožnje in razmere na cesti. |
| Kopirni stroj | Canon | Uporablja se za prilagajanje napetosti bobna glede na gostoto slike, vlažnost in temperaturo. |
| Tempomat | Nissan, Isuzu, Mitsubishi | Z njim prilagodite nastavitev plina, da nastavite hitrost in pospešek avtomobila |
| Pomivalni stroj | Matsushita | Uporaba za prilagajanje ciklov čiščenja, izpiranja in pomivanja je odvisna od števila posod in količine hrane, ki jo postrežete na posodi. |
| Nadzor dvigala | Fujitec, Mitsubishi Electric, Toshiba | Z njim zmanjšajte čakanje na čas glede na potniški promet |
| Sistem za diagnostiko golfa | Maruman Golf | Izbere palico za golf na podlagi nihanja in postave igralca golfa. |
| Vodenje kondicije | Omron | Nejasna pravila, ki jih nalagajo za preverjanje sposobnosti svojih zaposlenih. |
| Nadzor peči | Nippon Steel | Meša cement |
| Mikrovalovna pečica | Mitsubishi Chemical | Nastavi moč lune in strategijo kuhanja |
| Palmtop računalnik | Hitachi, Sharp, Sanyo, Toshiba | Prepozna ročno napisane znake Kanji |
| Jedkanje v plazmi | Mitsubishi Electric | Nastavi čas in strategijo jedkanja |
Prednosti mehkega logičnega sistema
- Struktura Fuzzy Logic Systems je enostavna in razumljiva
- Mehka logika se pogosto uporablja v komercialne in praktične namene
- Mehka logika v AI vam pomaga nadzorovati stroje in potrošniške izdelke
- Morda ne ponuja natančnega obrazložitve, ampak edino sprejemljivo obrazložitev
- Mehka logika v podatkovnem rudarstvu vam pomaga pri spopadanju z negotovostjo v inženiringu
- Večinoma robusten, saj niso potrebni natančni vhodi
- Lahko se programira v primeru, ko senzor za povratne informacije preneha delovati
- Z lahkoto ga je mogoče prilagoditi, da izboljša ali spremeni delovanje sistema
- lahko uporabite poceni senzorje, ki vam pomagajo pri nizkih splošnih stroških in zahtevnosti sistema
- Zagotavlja najučinkovitejšo rešitev zapletenih vprašanj
Slabosti sistemov mehke logike
- Mehka logika ni vedno natančna, zato so rezultati zaznani na podlagi predpostavke, zato morda ni splošno sprejeta.
- Mehki sistemi nimajo možnosti strojnega učenja tako kot prepoznavanje vzorcev tipa nevronske mreže
- Preverjanje in preverjanje mehkega na znanju temelječega sistema zahteva obsežno testiranje s strojno opremo
- Nastavitev natančnih, nejasnih pravil in funkcij članstva je težka naloga
- Nekaj mehke časovne logike je zamenjano s teorijo verjetnosti in izrazi
Povzetek
- Izraz mehke pomeni stvari, ki niso preveč jasne ali nejasne
- Izraz mehka logika je leta 1965 prvič uporabil Lotfi Zadeh, profesor na UC Berkeley v Kaliforniji
- Mehka logika je prilagodljiva in enostavna za izvajanje tehnike strojnega učenja
- Mehke logike se ne sme uporabljati, kadar lahko uporabljate zdravo pamet
- Arhitektura mehke logike ima štiri glavne dele 1) Pravilo Basse 2) Fuzzification 3) Inference Engine 4) Defuzzification
- Mehka logika vzame stopnje resnice kot matematično osnovo na modelu nejasnosti, medtem ko je verjetnost matematični model nevednosti
- Čist niz ima strogo mejo T ali F, medtem ko mehka meja s stopnjo pripadnosti
- Klasični komplet se pogosto uporablja pri oblikovanju digitalnih sistemov, medtem ko mehki niz se uporablja samo v mehkih krmilnikih
- Samodejni prenos, upravljanje fitnesa, sistem za diagnostiko golfa, pomivalni stroj, kopirni stroj so nekatera področja uporabe Fuzzy Logic
- Mehka logika v Soft Computingu vam pomaga nadzirati stroje in potrošniške izdelke