-
-
- انواع سامانههای فازی
-
بر اساس ساختار، معمولاً از ۳ نوع سامانه فازی صحبت به میان می‌آید:
- سامانههای فازی خالص
- سامانههای فازی تاکاگی – سوگنو و کانگ[۳۶] (TSK)
- سامانههای فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز
در ساختار یک سامانه فازی خالص پایگاه قواعد فازی مجموعه‌ای از قواعد اگر… آنگاه… فازی را نشان میدهد. موتور استنتاج فازی، این قواعد را به یک نگاشت از مجموعههای فازی در فضای ورودی به مجموعههای فازی در فضای خروجی، بر اساس اصول منطق فازی، تبدیل می کند. مشکل اصلی در رابطه با سامانههای فازی خالص این است که ورودی ها و خروجیهای آن مجموعههای فازی (واژه هایی در زبان طبیعی) میباشند[۱۹].(Kamanbedast et al, 1997) برای حل این مشکل تاکاگی سوگنو و کانگ نوع دیگری سامانههای فازی معرفی کرده‌اند که ورودی ها و خروجیهای آن متغییرهایی با مقادیر واقعی هستند. سامانههای TSK از قواعدی به صورت زیر استفاده می‌کنند:
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
“اگر سرعت اتومبیل (X) بالا است آنگاه نیروی وارد بر پدال گاز برابر است با Y=CX”
که واژه “بالا” همان معنی ۱ را داده و C یک عدد ثابت میباشد. مقایسه نشان میدهد که بخش آنگاه قاعده فازی، از یک عبارت توصیفی با مقادیر زبانی به یک رابطه ریاضی ساده تبدیل شده است. این تغییر ترکیب قواعد فازی را سادهتر می‌سازد. در حقیقت سامانه فازی TSK یک میانگین وزنی از مقادیر بخشهای آنگاه قواعد میباشد. مشکلات عمده سامانه فازی TSK عبارتند از:
- بخش آنگاه قاعده، یک رابطه ریاضی بوده و بنابراین چهارچوبی را برای نمایش دانش بشری فراهم نمیکند.
- این سامانه دست ما را برای اعمال اصول مختلف منطق فازی باز نمیگذارد و در نتیجه انعطافپذیری سامانههای فازی در این ساختار وجود ندارد.
برای حل این مشکل ما از نوع سومی از سامانههای فازی یعنی سامانههای فازی با فازی سازها استفاده میکنیم. به منظور استفاده از سامانههای فازی خالص در کارهای مهندسی، از یک روش ساده اضافه کردن یک فازی ساز در ورودی، که متغیرهایی با مقادیر حقیقی را به یک مجموعه فازی تبدیل کرده، و یک غیرفازیساز در خروجی، که یک مجموعه فازی را به یک متغیر با مقدار حقیقی در خروجی تبدیل می کند، استفاده می کنند. نتیجه این کار، یک سامانه فازی با فازی ساز و غیرفازیساز میباشد. این سامانه فازی معایب سامانه فازی خالص و سامانه فازی TSK را میپوشاند. از این پس، منظور ما از سامانههای فازی سامانههای فازی با فازی ساز و غیرفازیساز خواهد بود]۱۹[.
- ساختار سامانههای فازی
سامانههای فازی در واقع مجموعه ای از قواعد شرطی فازی هستند که توسط شخص خبره طراحی میشوند. نقش یک شخص خبره در طراحی سامانه فازی انکارناپذیر است و کیفیت نهایی سامانه طراحی شده شدیداً وابسته به نحوه طراحی آن توسط شخص خبره میباشد که همین مسئله یکی از مهمترین مشکلات بر سر راه سامانههای فازی میباشد. برای حل این مشکل غالباً از روشهایی مانند آزمون و خطا، روشهای بهینهسازی نظیر الگوریتم ژنتیک و یا تکنیکهای یادگیری استفاده می شود. شکل(۳-۱۱) ساختار کلی یک سامانه استنتاج فازی را نمایش میدهد. این سامانه از ۴ قسمت کلی که در ادامه به آنها اشاره شده تشکیل یافته است] ۱۹-۲۱[
ساختار کلی یک سامانه استنتاج فازی
۱- واحد فازیکنندهگی[۳۷]
وظیفه این واحد تبدیل کمیتهای ورودی سامانه فازی به مقادیر زبانی مانند کم، زیاد، کوچک، بزرگ، منفی، مثبت و … میباشد. اگر ورودیهای سامانه فازی از انواع مطلق باشند، وظیفه این قسمت تبدیل این کمیت ورودی به درجه تعلق به توابع عضویت فازی میباشد. در حالتی که ورودی، یک کمیت فازی باشد این واحد میزان شباهت آن را به مجموعههای فازی ورودی تعیین می کند. مجموعههای فازی با توابع عضویت[۳۸](MF) مختلف ورودی، دارای اشکال مختلفی نظیر مثلثی، ذوزنقهای و گوسی و … میباشند. چند نمونه از این مجموعهها فازی در شکل(۳-۱۲) نشان داده شده اند. همانطور که از این شکلها مشخص است بیشترین مقدار درجه عضویت در این توابع برابر با یک و کم‌ترین مقدار برابر با صفر هستند. مقادیر فازی دیگر نیز بر اساس مقدار عضویتشان در مجموعه فازی مقداری بین صفر و یک را اتخاذ می کنند.
الف) مثلثی ب) ذوزنقهای ج)گوسی
تعدادی از نمودارهای توابع عضویت مجموعههای فازی
۲- واحد پایگاه دانش[۳۹]
این قسمت هسته اصلی هر سامانه فازی بوده و در آن قواعد مربوط به استنتاج و تصمیم گیری نگهداری میشوند که شامل قواعد شرطی فازی به صورت اگر… آنگاه… میباشد. یعنی در این قسمت اطلاعات موجود برای استنتاج توسط سامانه وجود دارد و واحد تصمیم گیری با مراجعه به این بخش تصمیم لازم را اتخاذ مینماید. یک نمونه از این قواعد به فرم زیر است:
“اگر X برابر با A و Y برابر با B باشند، آنگاه Z برابر با C خواهد بود.”
شکل فوق به نام فرم قواعد ممدانی معروف است که در آن X و Y ورودیهای اول و دوم، و Z خروجی سامانه بوده و A و B و C مجموعههای فازی هستند. نوع دیگر قواعد همانطور که در گذشته اشاره شد قواعد TSK نام داشته و به فرم زیر هستند:
“اگر X برابر با A و Y برابر با B باشند، آنگاه Z=aX + bY + c است.”
قوانین TSK علیرغم سادگی ظاهری، دارای قابلیت بالای تصمیم گیری بوده و به خصوص در کنترل سامانهها بسیار موفقتر از قوانین ساده عمل می کنند.
۳- واحد استنتاج[۴۰] یا لایه تصمیم گیری[۴۱]
