Структура блока нечеткой логики
Особенности контроллеров нечеткой логики как важного применения теории нечетких множеств. Общая структура нечеткого микроконтроллера. Описание лингвистической переменной и функции принадлежности. Принципы работы мобильного робота с нечеткой логикой.
| Рубрика | Математика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.07.2013 |
| Размер файла | 50,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Структура блока нечеткой логики
Наиболее важным применением теории нечетких множеств являются контроллеры нечеткой логики. Их функционирование несколько отличается от работы обычных контроллеров; для описания системы вместо дифференционных уравнений используются знания экспертов. Эти знания могут быть выражены с помощью лингвистических переменных, которые описаны нечеткими множествами.
Общая структура нечеткого микроконтроллера
Общая структура микроконтроллера, использующего нечеткую логику, показана на рис.1. Она содержит:
· блок фаззификации;
· базу знаний;
· блок решений;
· блок дефаззификации.
Блок фаззификации преобразует четкие величины, измеренные на выходе объекта управления, в нечеткие величины, которые описаны лингвистическими переменными в базе знаний.
Блок решений использует нечеткие условные ( if - then ) правила, заложенные в базу знаний, для преобразования нечетких входных данных в необходимые управляющие влияния, которые также носят нечеткий характер.
Блок дефаззификации превращает нечеткие данные с выхода блока решений в четкую величину, которая используется для управления объектом.
Рис. 1. Общая структура нечеткого микроконтроллера
В качестве примера известных микроконтроллеров, использующих нечеткую логику можно назвать 68HC11, 68HC12 фирмы Motorola, MCS-96 фирмы Intel, а также некоторые другие.
Все системы с нечеткой логикой функционируют по одному принципу: показания измерительных приборов: фаззифицируются (превращаются в нечеткий формат), обрабатываются, дефаззифицируются и в виде обычных сигналов подаются на исполнительные устройства.
Рассмотрим случай управления мобильным роботом, задачей которого является объезд препятствий. Введем две лингвистические переменные: ДИСТАНЦИЯ (расстояние от робота до препятствия) и НАПРАВЛЕНИЕ (угол между продольной осью робота и направлением к препятствию).
Рассмотрим лингвистическую переменную ДИСТАНЦИЯ. Ее значения можно определить термами ДАЛЕКО, СРЕДНЕ, БЛИЗКО и ОЧЕНЬ БЛИЗКО. Для физической реализации лингвистической переменной необходимо определить точные физические значения термов этой переменной. Пусть переменная ДИСТАНЦИЯ может принимать любые значения из диапазона от нуля до бесконечности. Согласно теории нечетких множеств, в таком случае каждому значению расстояния из указанного диапазона может быть поставлено в соответствие некоторое число от нуля до единицы, которая определяет степень принадлежности данного физического расстояния (допустим 40 см) до того или другого терма лингвистической переменной ДИСТАНЦИЯ. Степень принадлежности определяем функцией принадлежности М(d), где d - расстояние до препятствия. В нашем случае расстояние 40 см. Можно задать степень принадлежности до терма ОЧЕНЬ БЛИЗКО равное 0,7 , а до терма БЛИЗКО - 0,3 (рис. 2.). Конкретное определение степени принадлежности проходит только при работе с экспертами.
контроллер нечеткий логика
Рис. 2. Лингвистическая переменная и функция принадлежности
Переменной НАПРАВЛЕНИЕ, которая принимает значения в диапазоне от 0 до 360 градусов, зададим термы ЛЕВЫЙ, ПРЯМОЙ и ПРАВЫЙ.
Теперь необходимо задать исходные переменные. В данном примере достаточно одной, которую назовем РУЛЕВОЙ УГОЛ. Она может содержать термы: РЕЗКО ВЛЕВО, ВЛЕВО, ПРЯМО, ВПРАВО, РЕЗКО ВПРАВО. Связь между входом и выходом запоминается в таблице нечетких правил.
Каждая запись в данной таблице соответствует своему нечеткому правилу, например "Если дистанция близко и направление правое, тогда рулевой угол резко влево".
Таким образом, мобильный робот с нечеткой логикой будет работать по следующему принципу: данные от сенсоров про расстояние до препятствия и направление к нему будут фаззифицированы, обработаны согласно табличным правилам, дефаззифицированы, и полученные данные, в виде управляющих сигналов поступают на приводы робота.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Математическая теория нечетких множеств и нечеткая логика как обобщения классической теории множеств и классической формальной логики. Сферы и особенности применения нечетких экспертных систем. Анализ математического аппарата, способы задания функций.
презентация [1,0 M], добавлен 17.04.2013Нечеткая логика как раздел математики, являющийся обобщением классической логики и теории множеств, базирующийся на понятии нечеткого множества. Основные правила и законы данной логики, алгоритм Мамдани. Содержание и принципы решения задачи о парковке.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.04.2014Математическая теория нечетких множеств, история развития. Функции принадлежности нечетких бинарных отношений. Формирование и оценка перспективного роста предприятия оптовой торговли. Порог разделения ассортимента, главные особенности его определения.
контрольная работа [22,3 K], добавлен 08.11.2011Понятие нечеткого множества и свойства его элементов. Определение логических операций: отрицания, конъюнкции, дизъюнкции. Основные этапы нечеткого вывода, метод центра тяжести. Оценка состояния повреждения объекта на основе теории нечетких множеств.
курсовая работа [316,8 K], добавлен 22.07.2011Функция принадлежности в форме трапеции, ее представление. Составление проекта бюджета. Сумма и разность нечетких переменных. Операция нечеткого выбора. Порядок вычисления бюджета. Решение задачи с использованием трапециевидной функции принадлежности.
презентация [32,5 K], добавлен 15.10.2013Основные аксиомы и тождества алгебры логики. Аналитическая форма представления булевых функций. Элементарные функции алгебры логики. Функции алгебры логики одного аргумента и формы ее реализации. Свойства, особенности и виды логических операций.
реферат [63,3 K], добавлен 06.12.2010Понятия множеств и их элементов, подмножеств и принадлежности. Способы задания множеств, парадокс Рассела. Количество элементов или мощность. Сравнение множеств, их объединение, пересечение, разность и дополнение. Аксиоматическая теория множеств.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.02.2011Краткое историческое описание становления теории множеств. Теоремы теории множеств и их применение к выявлению структуры различных числовых множеств. Определение основных понятий, таких как мощность, счетные, замкнутые множества, континуальное множество.
дипломная работа [440,3 K], добавлен 30.03.2011Понятие множества и его элементов. Обозначение принадлежности элемента множеству. Конечные и бесконечные множества. Строгое и нестрогое включение. Способы задания множеств. Равенство множеств и двухсторонее включение. Диаграммы Венна для трех множеств.
презентация [564,8 K], добавлен 23.12.2013История возникновения и развития математической логики как раздела математики, изучающего математические обозначения и формальные системы. Применение математической логики в технике и криптографии. Взаимосвязь программирования и математической логики.
контрольная работа [50,4 K], добавлен 10.10.2014Этапы развития логики. Имена ученых, внесших существенный вклад в развитие логики. Ключевые понятия монадической логики второго порядка. Язык логики предикатов. Автоматы Бучи: подход с точки зрения автоматов и полугрупп. Автоматы и бесконечные слова.
курсовая работа [207,1 K], добавлен 26.03.2012Операции над логическими высказываниями: булевы функции и выражение одних таких зависимостей через другие. Пропозициональные формулы и некоторые законы логики высказываний. Перевод выражений естественного языка на символическую речь алгебры логики.
контрольная работа [83,3 K], добавлен 26.04.2011Множество как ключевой объект математики, теории множеств и логики. Операции над множествами, числовые последовательности. Множества действительных чисел. Бесконечно малые и большие функции. Непрерывность функции в точке. Свойства непрерывных функций.
лекция [540,0 K], добавлен 25.03.2012Разработка методики оценки состояния гидротехнического объекта, подверженного воздействию наводнений различной природы, с использованием теории нечетких множеств. Моделирование возможного риска с целью решения задачи зонирования прибрежной территории.
курсовая работа [734,2 K], добавлен 23.07.2011Понятие формальной системы. Основные понятия логики первого порядка. Доказательство неразрешимости проблемы остановки. Машина Тьюринга, ее структура. Вывод неразрешимости логики первого порядка из неразрешимости проблемы остановки и методом Геделя.
курсовая работа [243,0 K], добавлен 16.02.2011Логическая переменная в алгебре логики. Логические операции: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация, эквивалентность. Основные законы алгебры логики. Правила минимизации логической функции (избавление от операций импликации и эквивалентности).
курсовая работа [857,2 K], добавлен 16.01.2012Основы формальной логики Аристотеля. Понятия инверсии, конъюнкции и дизъюнкции. Основные законы алгебры логики. Основные законы, позволяющие производить тождественные преобразования логических выражений. Равносильные преобразования логических формул.
презентация [67,8 K], добавлен 23.12.2012Булевы алгебры – решетки особого типа, применяемые при исследовании логики (как логики человеческого мышления, так и цифровой компьютерной логики), а также переключательных схем. Минимальные формы булевых многочленов. Теоремы абстрактной булевой алгебры.
курсовая работа [64,7 K], добавлен 12.05.2009Порядок доказательства истинности заключения методом резолюции (с построением графа вывода пустой резольвенты) и методом дедуктивного вывода (с построением графа дедуктивного вывода). Выполнение бинарных операций и составление результирующих таблиц.
курсовая работа [185,3 K], добавлен 24.05.2015Логические константа и переменная. Последовательность выполнения логических операций в логических формулах. Логическая информация и основы логики. Общие, частные и единичные высказывания. Старшинство логических операций. Импликация и эквивалентность.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.04.2013
