Документация

Создание нечетких систем вывода с использованием пользовательских функций в конструкторе нечеткой логики

При построении системы нечеткого вывода, как описано в разделе Процесс нечеткого вывода, можно заменить встроенные функции членства, функции вывода или и то, и другое пользовательскими функциями. В этом разделе вы узнаете, как создать систему нечеткого вывода с помощью пользовательских функций в приложении Fuzzy Logic Designer.

Чтобы создать систему нечеткого вывода с помощью пользовательских функций в приложении Fuzzy Logic Designer:

Укажите пользовательские функции членства

Можно создать пользовательские функции членства и использовать их в процессе нечеткого вывода. Значения этих функций должны находиться в диапазоне от 0 до 1. Дополнительные сведения о свойствах функций членства см. в разделе Функции членства.

Чтобы создать пользовательскую функцию членства и заменить встроенную функцию членства, выполните следующие действия.

Можно также добавить пользовательскую функцию членства в FIS в командной строке MATLAB. Например, добавить custmf1 к первой входной переменной, input1 FIS, myFIS, и назовите его customMF1, введите следующее:

myFIS = addMF(myFIS,"input1","custmf1",[0 1 2 4 6 8 9 10],'Name',"customMF1");

Задание пользовательских функций вывода

Встроенные методы вывода AND, OR, implication, aggregation и defuzzification можно заменить пользовательскими функциями. После создания пользовательской функции вывода сохраните ее в текущей рабочей папке. Сведения о построении нечетких систем с использованием пользовательских функций вывода см. в разделе Создание нечетких систем вывода с использованием пользовательских функций в конструкторе нечеткой логики.

Рекомендации по созданию и заданию функций построения нечетких систем вывода описаны в следующих разделах.

• Создание пользовательских функций AND и OR

• Создание пользовательских функций импликации

• Создание пользовательских функций агрегирования

• Создание пользовательских функций дефузификации

• Задание пользовательских функций вывода в системе нечеткого вывода

x = [1 2 3 4];
min(x)

ans =
     1

x = [1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12];
min(x)

ans =
     1     2     3     4

a = [1 2; 3 4];
b = [2 2; 2 2];
min(a,b)

ans = 
    1     2
    2     2

function y = customimp(x1,x2)

if nargin == 1
    % x1 assumed to be non-empty column vector or matrix.    
    minVal = zeros(1,size(x1,2));
    y = ones(1,size(x1,2));    
 
    for i = 1:size(x1,1)
        y = max(minVal,sum([y;x1(i,:)])-1);
    end
else    
    % x1 and x2 assumed to be non-empty matrices.                  
    minVal = zeros(1,size(x1,2));
    y = zeros(size(x1));
  
    for i = 1:size(x1,1)
        y(i,:) = max(minVal,sum([x1(i,:);x2(i,:)])-1);
    end    
end

end

function y = customagg(x)

maxVal = ones(1,size(x,2));
y = zeros(1,size(x,2));

for i = 1:size(x,1)
    y = min(maxVal,sum([y;x(i,:)]));
end

end

function defuzzfun = customdefuzz(x,ymf)

total_area = sum(ymf);
defuzzfun = sum(ymf.*x)/total_area;

end

Определение пользовательских функций сокращения типа

Для систем нечеткого вывода типа 2 можно задать пользовательскую функцию уменьшения типа. Эта функция должна иметь вид y = customtr(x,umf,lmf), где x - вектор значений во входном диапазоне членской функции. umf и lmf - соответствующие значения верхней и нижней членских функций для каждой x значение. Продукция y - двухэлементный вектор строк центроидов [_cL, _cR].

Для получения дополнительной информации о сокращении типа посмотрите Тип 2 Fuzzy Inference Systems.

По умолчанию системы Sugeno типа 2 поддерживают только средневзвешенную форму уменьшения типа. Следующая пользовательская функция уменьшения типа реализует форму взвешенной суммы уменьшения типа для системы Sugeno.

function y = customtr(x,umf,ymf)

y = zeros(1,2);

y(1) = sum(x.*umf);
y(2) = sum(x.*lmf);

end

Определение пользовательской функции сокращения типа для FIS (myFIS) в командной строке MATLAB, введите

myFIS.DTypeReductionMethod = "customtr";

где customtr - имя пользовательской функции дефуззификации.

Использование пользовательских функций при создании кода

Пользовательские функции можно использовать в системах нечеткого вывода, для которых создается код. Дополнительные сведения о создании кода для нечетких систем см. в разделе Развертывание нечетких систем вывода.

Если для созданного кода используется тип данных, не содержащий двойных значений, необходимо распространить тип данных из входных аргументов пользовательской функции на выходной аргумент. Например, следующая пользовательская функция агрегации поддерживает тип данных x в y с использованием ones и zeros с 'like' аргумент.

function y = customagg(x)

maxVal = ones(1,size(x,2),'like',x);
y = zeros(1,size(x,2),'like',x);

for i = 1:size(x,1)
    y = min(maxVal,sum([y;x(i,:)]));
end

end

Дополнительные сведения о функциях записи, поддерживающих генерацию кода C/C + +, см. в разделе Программирование MATLAB для генерации кода (кодер MATLAB).