Fuzzy-logic-inference-system
提供：Dev Guides
ファジーロジック-推論システム
ファジー推論システムは、意思決定を主要な仕事とするファジー論理システムの重要なユニットです。 重要な決定ルールを描くために、コネクタ「OR」または「AND」とともに「IF … THEN」ルールを使用します。
ファジィ推論システムの特性
以下はFISのいくつかの特徴です-
- FISからの出力は、その入力に関係なく、常にファジーセットであり、ファジーまたは鮮明な場合があります。
- コントローラーとして使用する場合は、ファジー出力が必要です。
- ファジー変数を鮮明な変数に変換するために、FISとともに非ファジー化ユニットがあります。
FISの機能ブロック
次の5つの機能ブロックは、FISの構築を理解するのに役立ちます-
- ルールベース-ファジーIF-THENルールが含まれています。
- データベース-ファジールールで使用されるファジーセットのメンバーシップ関数を定義します。
- 意思決定ユニット-ルールの操作を実行します。
- ファジー化インターフェースユニット-鮮明な量をファジー量に変換します。
- Defuzzification Interface Unit -ファジー量を鮮明な量に変換します。 以下は、ファジー干渉システムのブロック図です。
FISの働き
FISの動作は、次のステップで構成されています-
- ファジー化ユニットは、多数のファジー化手法の適用をサポートし、鮮明な入力をファジー入力に変換します。
- 知識ベース-明確な入力をファジー入力に変換すると、ルールベースとデータベースのコレクションが形成されます。
- 非ファジー化ユニットのファジー入力は、最終的に鮮明な出力に変換されます。
FISの方法
次に、FISのさまざまな方法について説明します。 FISの2つの重要な方法は次のとおりです。異なる結果のファジールールがあります-
- Mamdaniファジィ推論システム
- 高木菅野ファジィモデル（TS法）
Mamdaniファジィ推論システム
このシステムは、1975年にEbhasim Mamdaniによって提案されました。 基本的に、システムで作業している人々から取得したファジールールのセットを合成することにより、蒸気エンジンとボイラーの組み合わせを制御することが予想されていました。
出力を計算する手順
このFISからの出力を計算するには、次の手順に従う必要があります-
- *ステップ1 *-このステップでは、ファジールールのセットを決定する必要があります。
- *ステップ2 *-このステップでは、入力メンバーシップ関数を使用して、入力をファジーにします。
- *ステップ3 *-ファジールールに従ってファジー化された入力を組み合わせて、ルールの強度を確立します。
- *ステップ4 *-このステップでは、ルールの強度と出力メンバーシップ関数を組み合わせて、ルールの結果を決定します。
- *ステップ5 *-出力分布を取得するには、すべての結果を結合します。
- *ステップ6 *-最後に、非ファジー化された出力分布が取得されます。
以下は、Mamdaniファジーインターフェイスシステムのブロック図です。
高木菅野ファジィモデル（TS法）
このモデルは、1985年に高木、菅野、カンによって提案されました。 このルールの形式は次のとおりです-
IF xはA、yはB THEN Z = f（x、y）
ここで、_AB_は前件のファジーセットであり、_z = f（x、y）_は後件の鮮明な関数です。
ファジー推論プロセス
高木菅野ファジィモデル（TS法）の下でのファジィ推論プロセスは次のように機能します-
- ステップ1：入力のファジー化-ここでは、システムの入力をファジーにします。
- ステップ2：ファジー演算子の適用-このステップでは、ファジー演算子を適用して出力を取得する必要があります。
菅野フォームのルール形式
菅野形式のルール形式は次のように与えられます-
if 7 = xおよび9 = yの場合、出力はz = ax + by + c
2つの方法の比較
ここで、MamdaniシステムとSugenoモデルの比較を理解しましょう。
- 出力メンバーシップ関数-それらの間の主な違いは、出力メンバーシップ関数に基づいています。 Sugeno出力メンバーシップ関数は、線形または定数です。
- 集約と非ファジー化の手順-それらの違いはファジールールの結果にもあり、同じため、集約と非ファジー化の手順も異なります。
- 数学ルール-菅野ルールには、マムダニルールよりも多くの数学ルールがあります。
- 調整可能なパラメーター-SugenoコントローラーにはMamdaniコントローラーよりも多くの調整可能なパラメーターがあります。
