Bulanık Mantık - Çıkarım Sistemi
Bulanık Çıkarım Sistemi, karar vermeyi birincil işi olarak alan bulanık bir mantık sisteminin temel birimidir. Temel karar kurallarını çizmek için "IF… THEN" kurallarını ve "OR" veya "AND" bağlayıcılarını kullanır.
Bulanık Çıkarım Sisteminin Özellikleri
Aşağıda FIS'in bazı özellikleri verilmiştir -
FIS'in çıktısı, girdisi ne olursa olsun bulanık veya net olabilen her zaman bulanık bir kümedir.
Denetleyici olarak kullanıldığında bulanık çıktıya sahip olmak gerekir.
Bulanık değişkenleri net değişkenlere dönüştürmek için FIS ile birlikte bir bulanıklaştırma birimi olacaktır.
FIS'in Fonksiyonel Blokları
Aşağıdaki beş işlevsel blok, FIS'in yapısını anlamanıza yardımcı olacaktır -
Rule Base - Bulanık IF-THEN kuralları içerir.
Database - Bulanık kurallarda kullanılan bulanık kümelerin üyelik işlevlerini tanımlar.
Decision-making Unit - Kurallara göre işlem yapar.
Fuzzification Interface Unit - Gevrek miktarları bulanık miktarlara çevirir.
Defuzzification Interface Unit- Bulanık miktarları gevrek miktarlara çevirir. Aşağıda, bulanık girişim sisteminin bir blok diyagramı verilmiştir.
FIS'in Çalışması
FIS'in çalışması aşağıdaki adımlardan oluşur -
Bir fuzzifikasyon birimi, çok sayıda fuzzifikasyon yönteminin uygulanmasını destekler ve net girdiyi bulanık girdiye dönüştürür.
Bir bilgi tabanı - net girdinin bulanık girdiye dönüştürülmesiyle kural tabanı ve veri tabanı koleksiyonu oluşturulur.
Bulanıklaştırma ünitesi bulanık girdisi nihayet net çıktıya dönüştürülür.
FIS Yöntemleri
Şimdi FIS'in farklı yöntemlerini tartışalım. Aşağıda, bulanık kuralların farklı sonuçlarına sahip olan iki önemli FIS yöntemi verilmiştir:
- Mamdani Bulanık Çıkarım Sistemi
- Takagi-Sugeno Bulanık Modeli (TS Yöntemi)
Mamdani Bulanık Çıkarım Sistemi
Bu sistem 1975 yılında Ebhasim Mamdani tarafından önerildi. Temel olarak, sistem üzerinde çalışan insanlardan elde edilen bir dizi bulanık kuralı sentezleyerek bir buhar motoru ve kazan kombinasyonunu kontrol etmesi bekleniyordu.
Çıktının Hesaplanması İçin Adımlar
Bu FIS'in çıktısını hesaplamak için aşağıdaki adımların izlenmesi gerekir -
Step 1 - Bu adımda bir dizi bulanık kural belirlenmelidir.
Step 2 - Bu adımda, girdi üyeliği işlevi kullanılarak girdi bulanık hale getirilecektir.
Step 3 - Şimdi bulanık girdileri bulanık kurallara göre birleştirerek kural gücünü belirleyin.
Step 4 - Bu adımda, kural gücü ve çıktı üyelik işlevini birleştirerek kuralın sonucunu belirleyin.
Step 5 - Çıktı dağıtımını elde etmek için tüm sonuçları birleştirin.
Step 6 - Son olarak, belirsiz bir çıktı dağılımı elde edilir.
Aşağıda, Mamdani Bulanık Arayüz Sisteminin bir blok diyagramı bulunmaktadır.
Takagi-Sugeno Bulanık Modeli (TS Yöntemi)
Bu model Takagi, Sugeno ve Kang tarafından 1985 yılında önerilmiştir. Bu kuralın formatı şu şekilde verilmiştir:
EĞER x A ve y ise B SONRA Z = f (x, y)
Burada AB , öncüllerde bulanık kümelerdir ve z = f (x, y) , sonuçta net bir fonksiyondur.
Bulanık Çıkarım Süreci
Takagi-Sugeno Bulanık Modeli (TS Yöntemi) kapsamındaki bulanık çıkarım süreci şu şekilde çalışır -
Step 1: Fuzzifying the inputs - Burada sistemin girdileri bulanıklaştırılır.
Step 2: Applying the fuzzy operator - Bu adımda, çıktıyı elde etmek için bulanık operatörler uygulanmalıdır.
Sugeno Formunun Kural Formatı
Sugeno formunun kural formatı şu şekilde verilir -
7 = x ve 9 = y ise çıktı z = ax + by + c'dir
İki yöntem arasında karşılaştırma
Şimdi Mamdani Sistemi ile Sugeno Modeli arasındaki karşılaştırmayı anlayalım.
Output Membership Function- Aralarındaki temel fark, çıktı üyeliği işlevi temelindedir. Sugeno çıktı üyelik işlevleri doğrusal veya sabittir.
Aggregation and Defuzzification Procedure - Aralarındaki fark aynı zamanda bulanık kuralların sonucunda yatmaktadır ve aynı nedenle birleştirme ve bulanıklaştırma prosedürleri de farklılık gösterir.
Mathematical Rules - Sugeno kuralı için Mamdani kuralından daha fazla matematiksel kural vardır.
Adjustable Parameters - Sugeno denetleyicisinin Mamdani denetleyicisinden daha fazla ayarlanabilir parametresi vardır.