ファジー論理-推論システム

ファジー推論システムは、意思決定を主要な作業とするファジー論理システムの主要ユニットです。重要な決定ルールを描画するために、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徴

以下はFISのいくつかの特徴です-

  • FISからの出力は、入力がファジーまたは鮮明であるかどうかに関係なく、常にファジーセットです。

  • コントローラ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を備えた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の構成を理解するのに役立ちます。

  • Rule Base −ファジーIF-THENルールが含まれています。

  • Database −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。

  • Decision-making Unit −ルールに対して操作を実行します。

  • Fuzzification Interface Unit −鮮明な量をファジーな量に変換します。

  • 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、次の手順で構成されます。

  • ファジー化ユニットは、多数のファジー化方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-ルールベースとデータベースのコレクションは、鮮明な入力をファジー入力に変換すると形成されます。

  • 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

ここで、FISのさまざまな方法について説明します。以下は、FISの2つの重要な方法であり、ファジールールの結果が異なります。

  • 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EbhasimMamdaniによって提案されました。基本的に、システムで作業する人々から得られた一連のファジールール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期待されていました。

出力を計算するためのステップ

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。

  • Step 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。

  • Step 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。

  • Step 3 −ファジールールに従ってファジー入力を組み合わせることにより、ルール強度を確立します。

  • Step 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。

  • Step 5 −出力分布を取得するには、すべての結果を組み合わせます。

  • Step 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ー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ように与えられます。

xがAで、yがBの場合、Z = f(x、y)

ここで、ABは前件のファジー集合であり、z = f(x、y)は後件の鮮明な関数です。

ファジィ推論プロセス

高木菅野ファジィモデル(TS法)によるファジィ推論プロセスは、次のように機能します。

  • Step 1: Fuzzifying the inputs −ここでは、システムの入力があいまいになっています。

  • Step 2: Applying the fuzzy operator −このステップでは、出力を取得するためにファジー演算子を適用する必要があります。

菅野フォームのルールフォーマット

菅野形式のルールフォーマットは−で与えられます。

7 = xおよび9 = yの場合、出力はz = ax + by + cです。

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。

  • Output Membership Function−それらの主な違いは、出力メンバーシップ関数に基づいています。菅野出力メンバーシップ関数は線形または定数のいずれかです。

  • Aggregation and Defuzzification Procedure −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、それらの集約および非ファジー化手順も異なります。

  • Mathematical Rules −スゲノルールにはマムダニルールよりも多くの数学的ルールが存在します。

  • Adjustable Parameters − Sugenoコントローラーには、Mamdaniコントローラーよりも調整可能なパラメーターがあります。