Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Разработка интеллектуальных систем на базе нечеткой логики в WinFACT. Учебно-методические указания
.pdf
2.2.2. Назначение операций вкладки Variables
Пункт меню Variables (Переменные) содержит следующие операции
(рис.2.6):
Рис. 2.6. Операции пункта Variables главного меню
New linguistic variable – вызывает мастер новой лингвистической перемен-
ной. Мастер позволяет вводить название лингвистической переменной, указывать количество термов, задавать интервал универсального множества, на кото-
ром задаётся лингвистическая переменная (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Окно ввода лингвистической переменной
11
Edit linguistic variable – вызывает мастер новой лингвистической перемен-
ной. Мастер позволяет водить название для каждого терма, вид функции принадлежности для каждого нечёткого множества терма лингвистической пере-
менной, коэффициенты задания функции принадлежности (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Окно ввода термов лингвистической переменной
Delete linguistic variable – удаляет лингвистическую переменную.
Change range/default value – используется для изменения универсального
множества для лингвистической переменной.
New fuzzy set – используется для ввода нового терма лингвистической пе-
ременной. Delete fuzzy set – удаляет выбранный терм лингвистической переменной. Rename fuzzy set – используется для переименования терма лингвистической переменной.
DDE Links – вызывает диалоговое окно настройки связей DDE для конфигурации программы WinFACT в качестве клиента.
2.2.3. Назначение операций вкладки Inference
Пункт меню Inference (Вывод) содержит следующие операции (рис. 2.9):
Рис. 2.9. Операции пункта Inference
12
Interactive debug mode – позволяет ввести текущие данные каждой лингви-
стической переменной, получив решение задачи (тестирование разработанной
интеллектуальной системы на базе нечёткой логики).
Рис. 2.10. Тестирование разработанной НЧС
Inference mechanism and defuzzification – позволяет установить внутрен-
ние параметры нечёткого логического вывода, включая метод дефаззификации.
Перечень используемых методов представлен на рис. 2.11.
Рис. 2.11. Параметры нечёткого вывода
13
Operators – позволяет установить внутренние параметры нечёткого логи-
ческого вывода, включая логическую конъюнкцию и логическую дизъюнкцию.
Перечень используемых методов представлен на рис. 2.12.
Рис. 2.12. Параметры нечёткого вывода
2.2.4. Назначение операций вкладки View
Пункт меню View (Вид) содержит следующие операции (рис. 2.13):
Рис. 2.13. Операции пункта View
Structure Overview – показывает общий вид интеллектуальной системы на
базе нечёткой логики.
Рис. 2.14. Общий вид НЧС
14
Rule base – мастер для формирования базы правил нечётких продукций.
Для составления правила необходимо, нажав правую кнопку мыши, выбрать
необходимый терм и нажать левую кнопку мыши.
Рис. 2.15. Правила вывода
Characteristic curve/map – используется для графической визуализации
правил нечётких продукций и работоспособности всей интеллектуальной
системы на базе нечёткой логики в целом.
2.3. Графические средства визуализации результатов
нечеткого логического вывода в программе WinFACT
Программа WinFACT обладает встроенными средствами визуализации и
графического представления результатов нечеткого логического вывода для
разработанных проектов в форме кривых и поверхностей на плоскости и в 3-х
мерном пространстве. При этом могут быть использованы различные способы и
стили их цветового представления, что обеспечивает наглядность получаемых
изображений.
В процессе разработки и последующего анализа систем нечеткого логического вывода в интерактивном режиме могут быть использованы следующие
специальные графические средства визуализации результатов нечеткого выво-
да, входящие в состав программы WinFACT:
1. графическое окно просмотра трехмерной поверхности нечеткого
вывода;
2. графическое окно просмотра поверхности нечеткого логического
вывода в виде контурных линий.
15
2.3.1. Графическое окно просмотра
трехмерной поверхности нечеткого вывода
Графическое окно просмотра трехмерной поверхности нечеткого логического вывода может быть открыто только в интерактивном режиме отладки
проекта с помощью операции главного меню View Characteristic curve/map
или с помощью соответствующей кнопки панели инструментов главного окна
программы WinFACT.
После выполнения данной операции появится графическое окно с изображением поверхности нечеткого логического вывода в пространстве трех изме-
рений (рис. 2.16).
Рис. 2.16. Графическое представление НЧС
Графическое окно просмотра трехмерной поверхности нечеткого логического вывода ниже стандартной строки заголовка и кнопок управления окном
имеет собственную панель инструментов и вложенные списки с именами лингвистических переменных проекта. Отобразить или скрыть эти списки можно с
помощью соответствующей кнопки панели инструментов.
Основную часть графического окна занимает секция визуализации трехмерной поверхности нечеткого вывода. При этом поверхность нечеткого логи-
16
ческого вывода графически представляется в трехмерном пространстве, в котором первым двум координатным осям соответствуют входные лингвистические
переменные, а вертикальная ось координат соответствует выходной лингвисти-
ческой переменной.
Панель инструментов окна просмотра трехмерной поверхности нечеткого
логического вывода содержит набор кнопок, которые позволяют изменять
внешний вид данного графического окна и выполнять некоторые дополнитель-
ные операции.
Выбор двух входных лингвистических переменных и выходной лингвистической переменной проекта для построения соответствующей трехмерной
поверхности нечеткого логического вывода осуществляется с помощью вло-
женных списков, расположенных ниже панели инструментов.
Трехмерная поверхность нечеткого логического вывода изображается аналогично изображению графиков поверхностей в декартовой системе координат.
Для более наглядного восприятия формы поверхности задаются цветовым градиентом, при этом меньшим значениям выходной лингвистической переменной
соответствуют более светлые оттенки цвета, а большим значениям – более тем-
ные оттенки цвета. Изменить базовый цвет изображения поверхности можно с
помощью соответствующей кнопки панели инструментов.
Анализ поверхности нечеткого логического вывода для разработанного
проекта заключается в визуальной проверке адекватности формы поверхности
нечеткого вывода. Для этого можно использовать различные углы просмотра
трехмерной поверхности и изменение направления координатных осей.
2.3.2. Графическое окно просмотра поверхности
нечеткого вывода в виде контурных линий
Графическое окно просмотра поверхности нечеткого логического вывода в
виде контурных линий ниже стандартной строки заголовка и кнопок управления окном имеет собственную панель инструментов и вложенные списки с
именами лингвистических переменных проекта. Отобразить или скрыть эти
списки можно с помощью соответствующей кнопки панели инструментов
(табл. 2.17).
17
Рис. 2.17. Графическое представление НЧС в виде контурных линий
Основную часть графического окна занимают секции визуализации поверхности по каждой из входных лингвистических переменных и секция визуализации собственно поверхности нечеткого логического вывода в виде контур-
ных линий.
Собственно поверхность нечеткого логического вывода изображается аналогично изображению рельефа земной поверхности на географической карте.
При этом меньшим значениям выходной лингвистической переменной соответ-
ствуют более светлые оттенки цвета, а большим значениям – более темные от-
тенки цвета. Весь диапазон цветовых оттенков значений выходной лингвистической переменной изображен в нижней части графического окна. Здесь указывается также количественное значение выходной переменной как результат не-
четкого логического вывода для текущих значений входных переменных.
Анализ поверхности нечеткого логического вывода для разработанного
проекта заключается в контроле или проверке адекватности влияния изменения
текущих значений входных лингвистических переменных на выходную лингвистическую переменную. Для этого могут быть использованы различные значения этих переменных из всего диапазона возможных значений. Для более
полного и всестороннего анализа нечеткого проекта следует воспользоваться
дополнительными графическими окнами просмотра трехмерных поверхностей
и временных графиков нечеткого вывода, которые рассматриваются ниже.
18
3. ВЫПОЛНЕНИЕ И ПОДГОТОВКА ОТЧЕТА
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
После усвоения теоретических сведений и навыков работы в интерактив-
ной среде WinFACT (степень усвоения материала студентами предлагается
оценить самостоятельно по приведенным ниже вопросам для самоконтроля),
студенты должны выбрать индивидуальное задание из списка в разделе 3.2, вы-
полнить лабораторную работу, оформить и представить в электронном виде отчет по лабораторной работе согласно требованиям, указанным в разделе 3.3.
В помощь студентам в разделе 3.4, приведен пример оформления лабораторной работы (без титульного листа, содержания и некоторых подразделов,
изучению которых будут посвящены лекционные занятия по дисциплине
«Системы искусственного интеллекта»).
3.1. Вопросы для самоконтроля
1. Сформулируйте определение нечёткого множества (нечёткого отноше-
ния, нечёткого высказывания).
2. Какие функции принадлежности используются в WinFact?
3. Назовите и охарактеризуйте способы формирования функций принад-
лежности.
4. Перечислите и охарактеризуйте этапы разработки интеллектуальных си-
стем на базе нечёткой логики.
5. Сформулируйте понятие нечёткой переменной.
6. Сформулируйте понятие лингвистической переменной.
7. Расскажите о формировании базы правил системы нечетких продукций.
8. Что включает в себя этап фаззификации?
9. Каким образом определяется логическая конъюнкция и логическая
дизъюнкция двух нечётких высказываний.
10. Как происходит агрегирование подусловий в нечетких правилах про-
дукций?
11. Как происходит активизация подзаключений в нечетких правилах про-
дукций.
12. В чём заключается этап аккумуляции?
13. Какие методы дефаззификации используются в WinFact?
19
14. Каковы особенности разработки интеллектуальных систем на базе не-
чёткой логики в интерактивной среде WinFACT?
15. Какие Вы знаете средства для разработки интеллектуальных систем на
базе нечёткой логики, кроме WinFACT? Кратко охарактеризуйте достоинства и
недостатки приведённых примеров.
3.2. Варианты индивидуальных заданий
1. Разработать НЧС определения мобильности программного продукта
(для определения входных лингвистических переменных рекомендуется ис-
пользовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6 на стр. 124) [6].
2. Разработать НЧС определения сопровождаемости программного про-
дукта (для определения входных лингвистических переменных рекомендуется
использовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6 на стр. 124) [6].
3. Разработать НЧС определения практичности программного продукта
(для определения входных лингвистических переменных рекомендуется ис-
пользовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6 на стр. 124) [6].
4. Разработать НЧС определения уровня функциональных возможностей
программного продукта (для определения входных лингвистических перемен-
ных рекомендуется использовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6
на стр. 124) [6].
5. Разработать НЧС определения надёжности программного продукта (для
определения входных лингвистических переменных рекомендуется использо-
вать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6 на стр. 124) [6].
6. Разработать НЧС определения эффективности программного продукта
(для определения входных лингвистических переменных рекомендуется ис-
пользовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.6 на стр. 124) [6].
7. Разработать НЧС определения качества программного продукта в ис-
пользовании (для определения входных лингвистических переменных рекомен-
дуется использовать [5], в частности, поясняющий рис. 4.7 на стр. 124) [6].
8. Разработать НЧС определения оптимального рецепта ингибитора (для
определения входных лингвистических переменных рекомендуется использо-
вать [7] стр. 221-225), а также [2, 8].
9. Разработать НЧС определения влияния корпуса судна на гидродинами-
ческие характеристики руля (для определения входных лингвистических пере-
менных рекомендуется использовать [9] на стр. 140).
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]