МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Математического обеспечения и применения ЭВМ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №3

по курсу «Системы искусственного интеллекта»

«Программирование нечетких моделей в среде MatLab»

Выполнили:

студенты группы КТбо4-11

Валиковский И.В.

Орищенко Т.С.

Проверил:

ассистент каф. МОП ЭВМ

Жиглатый А.А.

Оценка

______________________

«____» __________ 2025 г.

Оглавление

Цель работы 3

Задание 3

Суть задания 3

Описание варианта 3

Теоретическая часть 5

Основные сведения о нечеткой логике 5

Определение 5

Нечеткое множество 5

Нечеткое высказывание 6

Операции над нечеткими высказываниями 6

Нечеткие переменные 7

Пакет Matlab Fuzzy Logic Toolbox 7

Предоставляемые возможности 7

Схемы вывода 7

Этапы проектирования системы 8

Выполнение 9

Модель регулирования температуры в помещении 9

Описание модели 9

Создание модели 10

Создание модели с выводом по Суджено 15

Модель оценки уровня опасности движущегося автомобиля 16

Описание модели 16

Создание модели 16

Создание модели с выводом по Суджено 18

Модель управления светофором 18

Описание модели 18

Создание модели 19

Создание модели с выводом по Суджено 21

Вывод 22

Приложение A 23

Приложение B 25

Приложение C 27

Цель работы

Целью работы является программирование нечеткой интеллектуальной модели управления средствами инструментария нечеткой логики в интерактивной среде MatLab.

Задание Суть задания

Сущность задания лабораторной работы состоит в том, чтобы с помощью инструментария нечеткой логики интерактивной системы MatLab реализовать нечеткую систему управления. Для этого необходимо построить базу знаний, описывающую объект управления, произвести ее отладку, проверку работоспособности на выбранном варианте задания, проанализировать результаты, подготовить и защитить отчет.

Этапы выполнения лабораторной работы:

• изучить теоретический материал, рассмотреть примеры;

• четко представить себе, что необходимо сделать согласно своему варианту;

• описать выбранный объект управления в термах нечеткой логики;

• реализовать с помощью инструментария нечеткой логики интерактивной системы для технических расчетов MatLab нечеткую систему управления, моделирующую заданную ситуацию;

• реализовать в построенной базе знаний нечеткий логический вывод по Мамдани и Суджено при заданных значениях входных признаков, описывающих объект управления и сравнить полученные результаты;

• представить отчет о работе, включающий авторские выводы и оценку достижения поставленных целей.

Описание варианта

Вариант №4

1. Модель регулирования температуры в помещении:

• объект управления – регулятор температуры;

• цель управления – обеспечение комфортной температуры в помещении;

• признаками оценки ситуации являются

  • температура воздуха в помещении (T),

  • скорость изменения температуры в помещении (TS),

  • объем помещения (V);

Управление состоит в изменении температуры воздуха (ControlT);

Диапазоны четких значений и наборы термов признаков и управляющего воздействия:

Параметр	Диапазон	Набор термов
T(C0)	15 – 60	«малая», «небольшая», «средняя», «высокая»
TS(C/min)	0 – 40	«малая», «средняя», «высокая», «очень высокая»
V(m3)	15 – 80	«малая», «небольшая», «средняя», «высокая»
ControlT	-3 – 3	«малое», «среднее», «довольно большое»

2. Модель оценки уровня опасности движущегося автомобиля:

• объект оценки − движущийся по автодороге легковой автомобиль;

• цель управления − обеспечение безопасности движения. В случае повышения уровня опасности движения система должна сигнализировать водителю о возможности возникновения аварийной ситуации на дороге;

• признаками оценки ситуации являются:

  • скорость движения автомобиля (S),

  • расстояние до находящего впереди препятствия (DR),

  • расстояние до правой обочины (DT);

Оценивается уровень опасности (L);

Диапазоны четких значений, наборы термов признаков и самой оценки:

Параметр	Диапазон	Набор термов
S(km/h)	0 – 120	«очень малая», «малая», «средняя», «большая»
DR(m)	0 – 150	«очень малое», «малое», «высокая», «очень высокая»
DT(m)	0 – 10	«малое», «небольшое», «большое»
L(ед)	0 – 0,7	«предельно малый», «малый», «невысокий», «высокий»