TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TINKHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

---o0o---LUẬN LÝ MỜ VÀ ỨNG DỤNG

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MỜThầy giáo hướng dẫn: ThS. Thiều Xuân Khánh

Ngày thuyết trình: 21/11/2014

Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Đại Dương – Vũ Nguyễn Tâm Châu

Nguyễn Thế Lai – Nguyễn Ngọc Lâm

Vũ Bá Tất Đạt

Mô phỏng hệ thống mờ

Mục tiêu

• Biết được cách xây dựng một hệ thống mờ đơn giản

• Biết được cách mô phỏng một hệ thống mờ

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 2

Nội dung

• Đặt vấn đề

• Mô hình hệ thống mờ

• Hệ thống dựa trên quy tắc mờ

• Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ

• Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS)

• Ví dụ: y = 10sinx1

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 3

Đặt vấn đề

• Thế giới thực thì phức tạp: mập mờ và không chắc chắn• Làm sao con người có thể lý giải về thế giới thực? XẤP XỈ!

• Tính phức tạp của một hệ thống tỉ lệ nghịch với hiểu biết của loàingười

• Độ chính xác dựa vào các phương pháp tính• Hệ thống đơn giản: biểu thức toán học

• Hệ thống phức tạp có sẵn dữ liệu: mô hình mở - máy học!

• Hệ thống phức tạp có ít dữ liệu: lập luận mờ - mô hình hệ thống mờ

• Hệ thống rất phức tạp: suy diễn và quy nạp

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 4

Mô hình hệ thống mờ (1/2)

• Là mối quan hệ giữa 3 đặc tính nhằm tối đa hóa hiệu quả của môhình• Tính phức tạp

• Tính tin cậy

• Tính không chắc chắn

• Tính không chắc chắn đóng vai trò chủ chốt nhưng chỉ có thể đượcxem xét trong ngữ cảnh của 2 đặc tính còn lại

• Ví dụ: tăng tính không chắc chắn làm giảm tính phức tạp và giảmtính tin cậy của mô hình kết quả

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 5

Mô hình hệ thống mờ (2/2)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 6

Ví dụ: Định luật 2 Newton

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 7

Hệ thống dựa trên quy tắc mờ (1/3)

• Hệ thống dựa trên các quy tắc mờ gồm 3 thành phần• Tập các quy tắc biểu diễn sự hiểu biết về hành vi hệ thống

• Tập các dữ liệu đầu vào (có thể là tập mờ)

• Tập các dữ liệu đầu ra (có thể là tập mờ)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 8

Hệ thống dựa trên quy tắc mờ (2/3)

• Có 3 không gian biểu diễn với k, p, q = 1, 2, 3, …

• Không gian đầu vào: 𝜇𝐴𝑘(𝑥)

• Không gian đầu ra: 𝜇𝐵𝑝 𝑦

• Không gian quan hệ: 𝜇𝑅𝑞(𝑥, 𝑦)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 9

Hệ thống dựa trên quy tắc mờ (3/3)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 10

Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (1/3)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 11

Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (2/3)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 12

Từ quan hệ rõ tới quan hệ mờ (3/3)

• Phương trình quan hệ mờ: 𝑦 = 𝑥 ∘ 𝑅

• Nếu 1 đầu vào và nhiều đầu ra: 𝑦1 = 𝑥 ∘ 𝑅1; 𝑦2 = 𝑥 ∘ 𝑅2; …

• Nếu nhiều đầu vào và 1 đầu ra: 𝑦 = 𝑥1 ∘ 𝑥2 ∘ ⋯ ∘ 𝑥𝑛 ∘ 𝑅

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 13

Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS)

• Xem xét hệ thống có n không gian đầu vào và không gian 1 đầu ra

• N không gian đầu vào được chia thành k (k < n) phân vùng mờ

• Khi đó tổng số quy tắc tối đa phát triển cho hệ mờ: 𝑙 = 𝑘𝑛

• Nếu n không gian đầu vào chia thành n phân vùng mờ: 𝑙 = 𝑘1𝑘2…𝑘𝑛

• Số quy tắc cần cho mô tả hệ mờ: 𝑟 ≪ 𝑙• Các hàm thành viên mờ có thể chồng lấp nhau

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 14

Bộ nhớ kết hợp mờ (FAMS)

• Ví dụ: 2 không gian đầu vào A, B. A có 7 phân vùng mờ, B có 5 phân vùng mờ. Và 1 không gian đầu ra C có 4 phân vùng mờ

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 15

Ví dụ: y = 10sinx1 (1/7)

• Chia x1 thành 5 phân vùng trong đoạn [-1800; 1800]

• Chia y thành 3 phân vùng trong đoạn [-10; 10]

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 16

Ví dụ: y = 10sinx1 (2/7)

• Hệ thống có 4 quy tắc: (Z: 0, PB: >>0, PS: >0, NB: <<0, NS: <0)• IF x1 is Z or PB, THEN y is Z

• IF x1 is PS, THEN y is PB

• IF x1 is Z or NB, THEN y is Z

• IF x1 is NS, THEN y is NB

• Khi đó ta có bảng FAM

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 17

Ví dụ: y = 10sinx1 (3/7)

• Ta chọn tập mẫu thử đủ lớn: x1 = {-1350; -450; 450; 1350}

• x1 = -1350: thỏa luật 3 và 4• Luật 3: y = 0

• Luật 4: y = -7

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 18

Ví dụ: y = 10sinx1 (4/7)

• x1 = -450: thỏa luật 1, 3 và 4• Luật 1: y = 0

• Luật 3: y = 0

• Luật 4: y = -7

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 19

Ví dụ: y = 10sinx1 (5/7)

• x1 = 450: thỏa luật 1, 2 và 3• Luật 1: y = 0

• Luật 2: y = 7

• Luật 3: y = 0

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 20

Ví dụ: y = 10sinx1 (6/7)

• x1 = 1350: thỏa luật 1 và 2• Luật 1: y = 0

• Luật 2: y = 7

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 21

Ví dụ: y = 10sinx1 (7/7)

11/21/2014 Mô phỏng hệ thống mờ 22

CẢM ƠN!

11/21/2014 Cảm ơn 23