Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Разработка интеллектуальных систем на базе нечеткой логики в WinFACT. Учебно-методические указания

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Морской государственный университет

им. адм. Г. И. Невельского»

Кафедра автоматических и информационных систем

В. А. Седов, Н. А. Седова

РАЗРАБОТКА

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ

НА БАЗЕ НЕЧЁТКОЙ ЛОГИКИ

В WINFACT

Учебно-методические указания

к лабораторной работе по дисциплине

«Системы искусственного интеллекта»

для студентов направления подготовки

09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»

Ай Пи Эр Медиа

Саратов • 2018

УДК 510.6 ББК 22.12 С28

Рецензент:

В. В. Воробьев — канд. техн. наук, Мор. гос. ун-т.

Седов, В. А.

С28 Разработка интеллектуальных систем на базе нечёткой логики в WinFACT

[Электронный ресурс]: учебно-методические указания / В. А. Седов, Н. А. Седова. — Электрон. дан. и прогр. (6 Мб). — Саратов: Ай Пи Эр Медиа,

2018. — 28 с.

ISBN 978-5-4486-0186-6

Учебно-методические указания содержат необходимые материалы для подготовки к выполнению лабораторной работы «Разработка интеллектуальных систем на базе нечёткой логики в интерактивной среде WinFACT» раздела «Нечёткие системы» дисциплины «Системы искусственного интеллекта» и предназначены для студентов направления подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника».

Учебно-методические указания состоят из кратких сведений по нечёткой

логике, указаний по разработке нечётких систем в интерактивной среде WinFACT, вопросов для самоконтроля, индивидуальных вариантов для выполнений лабораторной работы, примера выполненной лабораторной работы, списка требований к оформлению отчёта по лабораторной работе, списка используемых источников и источников для выполнения индивидуальных лабо-

раторных работ.

Учебное электронное издание

Технический редактор М.В. Илясова

Компьютерная верстка, обложка С.С. Сизиумовой

Для создания электронного издания использовано:

Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,

разработанное на основе Adobe Air

Подписано к использованию 15.08.2017. Объем данных 6 Мб.

Издание представлено в электронно-библиотечных системах

IPRbooks (www.iprbookshop.ru),

Библиокомплектатор (www.bibliocomplectator.ru)

Бесплатный звонок по России: 8-800-555-22-35

Тел.: 8 (8452) 24-77-97, 8 (8452) 24-77-96

Отдел продаж и внедрения ЭБС:

доб. 206, 213, 144, 145

E-mail: sale@iprmedia.ru

Отдел комплектования ЭБС:

доб. 224, 227, 208

E-mail: mail@iprbookshop.ru

По вопросам приобретения издания обращаться:

доб. 208, 201, 222, 224

E-mail: izdat@iprmedia.ru, author@iprmedia.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................. 5

1.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ НЕЧЁТКИХ СИСТЕМ ..... 6

2. РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

НА БАЗЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ В СРЕДЕ WINFACT .................................... 7

2.1. Интерфейс WinFACT ..................................................................................... 7

2.2. Назначение операций главного меню и панели инструментов

программы WinFACT ........................................................................................... 9

2.2.1. Назначение операций вкладки File ........................................................ 10

2.2.2. Назначение операций вкладки Variables .............................................. 11

2.2.3. Назначение операций вкладки Inference ............................................... 12

2.2.4. Назначение операций вкладки View ..................................................... 14

2.3. Графические средства визуализации результатов

нечеткого логического вывода в программе WinFACT ............................. 15

2.3.1. Графическое окно просмотра трехмерной поверхности

нечеткого вывода ............................................................................................... 16

2.3.2. Графическое окно просмотра поверхности нечеткого вывода

в виде контурных линий ................................................................................... 17

3. ВЫПОЛНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА ОТЧЕТА

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ .......................................................................... 19

3.1. Вопросы для самоконтроля ........................................................................ 19

3.2. Варианты индивидуальных заданий ....................................................... 20

3.3. Требования к оформлению отчёта по лабораторной работе ............... 22

3.4. Пример выполнения и оформления лабораторной работы ................ 22

3.4.1. Постановка задачи ................................................................................... 22

3.4.2. Анализ задачи, включающий правила,

записанные на естественном языке ................................................................. 23

3.4.3. Описание входных и выходных лингвистических переменных ........ 24

3.4.4. Система правил нечётких продукций ................................................... 24

3.4.5. Разработка интеллектуальной системы на базе нечёткой логики

в интерактивном режиме .................................................................................. 25

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................... 28

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методические указания состоят из кратких сведений по нечёткой логике, указаний по разработке нечётких систем в интерактивной среде WinFACT, вопросов для самоконтроля, индивидуальных вариантов для выпол-

нений лабораторной работы, примера выполненной лабораторной работы, списка требований к оформлению отчёта по лабораторной работе, списка используемых источников и источников для выполнения индивидуальных лабо-

раторных работ.

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ

 





НЕЧЁТКИХ СИСТЕМ

Нечеткая переменная определяется как тернарная упорядоченная

последовательность: (α, Х, A), где α – название нечеткой переменной; Х – область ее определения (универсальное множество, универсум); A ={x,

} –

нечеткое множество на Х, описывающее возможные значения, которые может

принимать нечеткая переменная α.

Лингвистическая переменная (ЛП) определяется как квинтарная упорядоченнная последовательность (β, Т, Х, G, М), где β – название лингвистической переменной; Т – базовое терм–множество лингвистической

переменной,где каждый терм представляет собой наименование отдельной

нечеткой переменной α; X – универсальное множество; G – некоторая синтаксическая процедура, описывающая процесс образования из множества Т новых, осмысленных значений для данной линrвистической переменной; М –

семантическая процедура, позволяющая поставить в соответствие каждому новому значению данной линrвистической переменной, получаемому с помощью процедуры G, некоторое осмысленное содержание посредством

формирования соответствующеrо нечеткого множества.

Интеллектуальные системы на базе нечёткой логики (НЧС) или нечёткие системы предназначены для преобразования значений входных переменных

процесса управления в выходные переменные на основе использования нечетких правил продукций. Для этого НЧС должны содержать базу правил нечетких продукций и реализовывать нечеткий вывод заключений на основе посылок или условий, представленных в форме нечетких лингвистических

высказываний.

Основными этапами разработки НЧС являются.

1. Определение входных и выходных ЛП, включая универсальные чёткие

множества, характеризующие каждую ЛП.

2. Определение количества термов, включая задание нечёткого множества

для каждого терма каждой ЛП.

3. Формирование базы правил системы нечетких продукций.

4. Выбор метода нечёткого вывода, включая метод фаззификации,

непосредственной обработки нечёткой информации и метод дефаззификации.

5. Фаззификация входных и выходных лингвистических переменных.

6. Агрегирование подусловий в нечетких правилах продукций.

7. Активизация подзаключений в нечетких правилах продукций.

8. Аккумулирование заключений нечетких правил продукций.

9. Дефаззификация, определяющая конечное действительное число,

характеризующее решение задачи.

Подробное изложение указанных выше этапов представлено в [4].

2. РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ В СРЕДЕ WINFACT

Среда WinFACT предназначена для решения задач нечеткого моделирова-

ния и разработки интеллектуальных систем на базе нечеткой логики. Все опе-

рации по разработке, редактированию, отладке и анализу проектов выполняются в интерактивном режиме. Проекты сохраняются в отдельных файлах с расширением. fuz. Процесс разработки интеллектуальных систем на базе нечеткой

логики в среде WinFACT осуществляется в интерактивном режиме с помощью

специальных графических средств, предназначенных для редактирования и ви-

зуализации компонентов системы нечеткого вывода.

2.1. Интерфейс WinFACT

После инсталляции в главном меню MS Windows появляется новая про-

граммная группа с именем: WinFACT 7. Для запуска программы следует выбрать соответствующий пункт меню в этой программной группе (Пуск  Программы  WinFACT 7  Fuzzy Shell FLOP. После запуска программы WinFACT на экране появится рабочий интерфейс (главное окно) программы с пу-

стым проектом (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Общий вид графического интерфейса

программы WinFACT 7 для нового проекта

Если уже имеется разработанный ранее нечеткий проект, то его можно вы-

брать и загрузить в программу WinFACT следующим способом: с использованием пункта главного меню File  Open...  Открыть.

После загрузки имеющегося проекта рабочий интерфейс программы Win- FACT изменится и будет отображать информацию о соответствующем проекте (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Общий вид графического интерфейса программы WinFACT 7

для разработанного проекта

В верхней части графического интерфейса программы WinFACT располо-

жена строка заголовка, в которой указывается название и версия программы, а также имя разрабатываемого или загруженного проекта. В правой части строки заголовка находятся стандартные кнопки управления графическим окном про-

граммы.

Под строкой заголовка находится строка главного меню программы Win- FACT и строка панели инструментов (рис. 2.3). Выбор той или иной операции меню выполняется стандартным для всех приложений MS Windows образом.

Панель инструментов содержит кнопки, позволяющие осуществить доступ к

наиболее часто используемым командам и операциям.

Рис. 2.3. Главное меню и панель инструментов программы WinFACT

Строка главного меню программы WinFACT содержит всплывающее меню

Имя проекта

Главное меню

Название первой входной ЛП Названия термов первой входной ЛП

Название второй входной ЛП Названия термов второй входной ЛП

Название выходной ЛП Названия термов выходной ЛП

Блок правил вывода Общая структура проекта

с большим количеством различных операций. Некоторые из них содержат вло-

женные меню или вызовы диалоговых окон.

Рис. 2.4. Окно просмотра структуры проекта в WinFACT

2.2. Назначение операций главного меню и панели

Рассмотрим операции главного меню и назначение отдельных кнопок па-

нели инструментов WinFACT (наиболее часто используемые операции главно-

го меню представлены в форме соответствующих кнопок на панели инструмен-

тов).

инструментов программы WinFACT

2.2.1. Назначение операций вкладки File

Пункт File (Файл) главного меню содержит следующие операции (рис. 2.5):

Рис. 2.5. Операции пункта File главного меню

New – вызывает диалоговое окно быстрого создания прототипа нового

проекта, которое позволяет задать входные и выходные лингвистические пере-

менные, их термы и блоки правил системы нечеткого вывода.

Open – вызывает стандартное диалоговое окно открытия внешнего файла с диска. Если загружается файл проекта, то он должен иметь расширение fuz.

Save – позволяет сохранить редактируемый проект во внешнем файле на диске под текущим именем и с расширением fuz (в демонстрационной версии программы эта операция недоступна).

SaveAs. – позволяет сохранить редактируемый проект во внешнем файле на диске и изменить при необходимости его имя (в демонстрационной версии программы эта операция недоступна).

Project info – содержит информацию о разработанном проекте или строки для заполнения информации для нового проекта.

Printer setup – позволяет распечатать на принтере одно из графических окон, открытых в программе WinFACT. В этом случае вызывается диалоговое

окно выбора объекта для печати на подключенном к данному компьютеру

принтеру.

Quit – закрывает программу WinFACT.

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]