Редактор систем нечеткого вывода FIS

Редактор систем (рис. 2.1) нечеткого вывода FIS (или просто редактор FIS) является основным средством, которое используется для создания или редактирования систем нечеткого вывода в графическом режиме. Редактор FIS может быть открыт с помощью ввода функции fuzzy или fuzzy (' FIS mat') в окне команд. Эта функция предоставляет пользователю возможность задавать и редактировать на высоком уровне свойства системы нечеткого вывода, такие как число входных и выходных переменных, тип системы нечеткого вывода, метод дефаззификации и т. д.

Если функция fuzzy вызывается без аргументов, то редактор FIS вызывается для вновь создаваемой системы нечеткого вывода с именем Untitled по умолчанию (Рис. 2.1). При этом по умолчанию также задается целый ряд параметров, таких как тип системы нечеткого вывода (Мамдани), нечеткие логические операции, методы импликации, агрегирования и дефаззификации и некоторые дру­гие. Пользователь может согласиться с этими значениями или изменить их.

Если функция fuzzy вызывается с аргументом в форме fuzzy (' FIS mat'), где FIS mat – имя внешнего файла с расширением FIS с уже разработанной системой нечеткого вывода, то редактор вызывается с уже загруженной системой FIS с именем FIS mat (Рис. 2.2).

Рисунок 2.1. Графический интерфейс редактора FIS, вызываемый функцией fuzzy.

Редактор FIS обладает графическим интерфейсом и позволяет вызывать все дру­гие редакторы и программы просмотра систем нечеткого вывода. Графический интерфейс этого редактора обладает максимальным удобством и гибкостью, необходимой для интерактивной работы с отдельными компонентами системы нечеткого вывода.

При этом следует помнить, что файлы с расширением m, dat, FIS являются обычными текстовыми файлами, которые можно просматривать и редактировать в любом ASCII -редакторе. Однако более удобным для этой цели является встроенный редактор системы MATLAB, так называемый редактор-отладчик m-файлов. Этот редактор открывается после двойного щелчка на имени любого m-файла, при этом в него оказывается загруженным выбранный файл.

Рисунок 2.2. Графический интерфейс редактора FIS, вызываемый

функцией fuzzy ('tipper').

В состав системы MATLAB входит встроенная справочная система и обширная документация в форматах HTML и PDF, которые содержат необходимую информацию по системе в целом, ее отдельным функциям и многочисленным пакетам расширения.

Двойной щелчок на прямоугольнике с изображением входной или выходной переменной вызывает редактор функций принадлежности с загруженной в него соответствующей переменной. Двойной щелчок на изображении процессора нечетких правил вызывает редактор правил для соответствующей системы нечеткого вывода. Если некоторая переменная существует в системе нечеткого вывода, но не используется в правилах вывода, то связь ее с процессором нечетких правил изображается не сплошной, а пунктирной линией.

Редактор FIS имеет главное меню, которое позволяет пользователю вызывать другие графические средства работы с системой нечеткого вывода FIS, загружать и сохранять структуру FIS во внешних файлах и т. д. Рассмотрим назначение пунктов меню редактора FIS.

Пункт меню File (Файл) редактора FIS содержит следующие операции:

• New FIS... – позволяет выбрать тип задаваемой новой системы нечеткого вывода:

Mamdani – типа Мамдани или Sugeno – типа Сугено. При этом задаваемая система

нечеткого вывода не имеет ни входных, ни выходных переменных, а ее имя задается по умолчанию как Unfilled;

• Import – позволяет загрузить в редактор FIS существующую систему нечеткого

вывода одним из следующих способов: From Workspace... – из рабочего

пространства программы MATLAB или From Disk... – из внешнего файла. В

последнем случае вызывается стандартное диалоговое окно открытия внешнего файла с диска;

• Export – позволяет сохранить редактируемую систему нечеткого вывода одним из

следующих способов: То Workspace... – в рабочем пространстве программы

MATLAB или То Disk... – во внешнем файле. В последнем случае вызывается

стандартное диалоговое окно сохранения файла на

• Print – позволяет распечатать на принтере редактируемую систему нечеткого

вывода. В этом случае вызывается стандартное диалоговое окно настройки свойств печати на подключенном к данному компьютеру принтере;

• Close – закрывает редактор FIS, при этом вызывается диалоговое окно с предложениями сохранить или отказаться от сохранения редактируемой системы нечеткого вывода.

Пункт меню Edit (Редактирование) содержит следующие операции:

• Undo – отменяет выполнение последнего действия;

• Add Variable... – позволяет добавить в редактируемую систему нечеткого вывода переменную одного из следующих типов: Input – входную переменную или Output – выходную переменную;

• Remove Selected Variable – удаляет выбранную переменную из редактируемой системы нечеткого вывода;

• Membership Functions... – вызывает редактор функций принадлежности;

• Rules – вызывает редактор правил нечеткого вывода.

Пункт меню View (Вид) содержит следующие операции:

• Rules – вызывает программу просмотра правил нечеткого вывода;

• Surface – вызывает программу просмотра поверхности нечеткого вывода.

В левой нижней части рабочего интерфейса редактора FIS имеется 5 всплывающих меню:

And method (Метод логической конъюнкции) – позволяет задать один из следующих методов для выполнения логической конъюнкции в условиях нечетких правил:

• min – метод минимального значения;

• prod – метод алгебраического произведения;

• Custom – метод, определенный пользователем.

Or method (Метод логической дизъюнкции) – позволяет задать один из следующих методов для выполнения логической дизъюнкции в условиях нечетких правил:

• max – метод максимального значения;

• probor – метод алгебраической суммы;

• Custom – метод, определенный пользователем.

Implication method (Метод вывода заключения) – позволяет задать один из следующих методов для выполнения (активизации) логического заключения в каждом из нечетких правил:

• min – метод минимального значения;

• prod – метод алгебраического произведения;

• Custom – метод, определенный пользователем. Это меню не используется для систем нечеткого вывода типа Сугено.

Aggregation method (Метод агрегирования) – позволяет задать один из сле­дующих методов для агрегирования значений функции принадлежности каж­дой из выходных переменных в заключениях нечетких правил:

• max – метод максимального значения;

• sum – метод граничной суммы;

• probor – метод алгебраической суммы.

• Custom – метод, определенный пользователем. Это меню не используется для систем нечеткого вывода типа Сугено.

Defuzzification method (Метод дефаззификации) – позволяет задать один из следующих методов для выполнения дефаззификации выходных переменных в системе нечеткого вывода типа Мамдани:

• centroid – метод центра тяжести для дискретного множества значений функции принадлежности;

• bisector – метод центра площади;

• mom (middle of maximum) – метод среднего максимума, определяемый как

среднее арифметическое левого и правого модальных значений;

• som (smallest of maximum) – метод наименьшего (левого) модального значения;

• lorn (largest of maximum) – метод наибольшего (правого) модального значения;

• Custom – метод, определенный самим пользователем. Для систем нечеткого вывода типа Сугено можно выбрать один из следующих методов дефаззификации:

• wtaver (weighted average) – метод взвешенного среднего;

• wtsum (weighted sum) – метод взвешенной суммы.

В правом нижнем углу находятся кнопка вызова встроенной справочной системы MATLAB (Help) и кнопка закрытия редактора FIS (Close).