Технология нечетко-логических систем

Базовые методы, лежащие в основе нечетких продукционных систем, были рассмотрены в параграфе 7.1 данного учебника. На основе подобных и более продвинутых методов в настоящее время разработаны многочисленные программные пакеты, которые представляют собой технологические средства, позволяющие создавать нечетко-логические системы для различных приложений. В этой главе кратко описаны средства программирования нечетко-логических систем, пакет fuzzyTECH и пример нечетко-логической системы управления дорожным трафиком, разработанной с использованием этого пакета.

Средства программирования нечетко-логических систем

Множество программных пакетов ориентированы на применение нечеткой логики в области экспертизы, диагностики и управления. Среди них можно выделить пакеты: fuzzyTECH корпорации Inform Software, FIDE фирмы Aptronix, CubiCalc фирмы Hyper Logic, компонент пакета Fuzzy Logic Toolbox Matlab компании MathWorks и FlexTool for Matlab компании CynapSys, а также пакет JFS, разработанный Я. Мортенсеном.

Перечисленные пакеты позволяют создавать нечеткие системы следующих типов.

• 1. Нечеткие экспертные системы, при разработке которых нечеткие правила и функции принадлежности задаются экспертами предметной области. Как правило, имеется возможность выбора вида функций принадлежности (треугольная, трапецеидальная, гауссова и др.), которые определяют алгоритм фаззификации для перехода к нечеткости, механизма нечеткого вывода (Мамдани, Сугено, Цукамото, Ларсена), способа дефаззификации для приведения к четкости. Работа с пакетами облегчается графическим интерфейсом, визуализирующим схемы нечетких систем, функции принадлежности, наборы нечетких правил, процессы вывода на правилах, результирующие зависимости, а также предоставляющие средства настройки системы.
• 2. Нечеткие системы управления и регуляторы, работающие в реальном времени, с возможностью генерации кода для микроконтроллеров разных типов. Как правило, программа, реализующая разработанную систему, генерируется па языке С или языке ассемблера.
• 3. Нечеткие адаптивные системы, позволяющие аппроксимировать сложные зависимости и решать задачи управления, классификации и др.

с возможностью автоматической подстройки нечетких моделей, которая необходима для увеличения эффективности решения задач при динамических изменениях условий.

Создание нечетких экспертных и управляющих систем, а также нечетких регуляторов обеспечивает большинство из перечисленных программных пакетов. Однако возможность адаптивной настройки структуры и параметров нечеткой системы имеется лишь у немногих из них.

Среди перечисленных программных пакетов наибольшей универсальностью обладают fuzzyTECH и Matlab Fuzzy Logic Toolbox. Первый пакет является коммерческим и имеет наиболее полный набор средств проектирования нечетких систем. Пакет Fuzzy Logic Toolbox входит в состав известной многим среды Matlab, которая широко используется в университетах для математических расчетов, учебных целей или создания прототипов систем. Далее будет более подробно описан пакет fuzzyTECH, а пакет Fuzzy Logic Toolbox и его применение в учебных целях будут рассмотрены в рамках практикума.