Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH

Опубликовал: pvi777 в категорию Материалы по нейронным сетям и нечёткой логике - Дата добавления: 17.12.2018, 12:52


В книге рассматриваются основы нечеткого моделирования – нового направления применения наукоемких технологий для решения практических задач. Подробно описываются базовые понятия теории нечетких множеств и нечеткой логики, необходимые для построения нечетких моделей систем в технике и экономике (в т.ч. бизнесе). Исследуются особенности нечеткого моделирования в средах MATLAB и fuzzyTECH. Изложение сопровождается примерами разработки отдельных нечетких моделей и иллюстрациями выполнения всех необходимых операций с нечеткими множествами.

Для системных аналитиков, программистов и студентов вузов

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие
Структура книги
Рекомендации по изучению материала книги
Благодарности

ЧАСТЬ I. Основы ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ И НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ

Глава 1. Введение
1.1. История развития теории и приложений нечетких множеств и нечеткой логики
Первые промышленные приложения в Европе
Япония — лидер в области промышленных приложений
Европа и США преследуют Японию
1.2. Методология системного моделирования
Анализ проблемной ситуации
Структуризация предметной области и построение модели
Выполнение вычислительных экспериментов с моделью
Применение результатов вычислительных экспериментов
Коррекция или доработка модели
1.3. Методология нечеткого моделирования
1.4. Анализ нечеткого и вероятностного подходов к моделированию неопределенности
Стохастическая неопределенность
Лингвистическая неопределенность
Моделирование лингвистической неопределенности
Нечеткая логика в сравнении с теорией вероятностей

Глава 2. Основные понятия теории нечетких множеств
2.1. Определение нечеткого множества
2.2. Основные характеристики нечетких множеств
2.3. Основные типы функций принадлежности
Кусочно-линейные функции принадлежности
Z-образные и S-образные функции принадлежности
Z-образные функции принадлежности
2.4. Некоторые рекомендации по построению функций принадлежности нечетких множеств
Прямые методы построения функций принадлежности
Косвенные методы построения функций принадлежности

Глава 3. Операции над нечеткими множествами
3.1. Равенство и доминирование нечетких множеств
3.2. Операции пересечения, объединения и разности нечетких множеств
3.3. Альтернативные операции пересечения и объединения нечетких множеств
Нечеткие операторы
3.4. Некоторые дополнительные операции над нечеткими множествами

Глава 4. Нечеткие отношения
4.1. Нечеткое отношение и способы его задания
Способы задания нечетких отношений
4.2. Основные характеристики нечетких отношений
4.3. Операции нал нечеткими отношениями
Композиция бинарных нечетких отношений
4.4. Нечеткое отображение
Принцип обобщения в теории нечетких множеств
4.5. Свойства бинарных нечетких отношений, заданных на одном универсуме
Операция транзитивного замыкания бинарного нечеткого отношения
4.6. Некоторые специальные виды нечетких бинарных отношений, заданных на одном базисном множестве

Глава 5. Нечеткая и лингвистическая переменные
Нечеткие величины, числа и интервалы
5.1. Определения нечеткой и лингвистической переменных
5.2. Нечеткие величины, числа и интервалы
Операции над нечеткими числами и интервалами
5.3. Нечеткие числа и интервалы в форме (/.-/?)-функций
Операции над нечеткими числами и интервалами (L-R)-типа
5.4. Треугольные нечеткие числа и трапециевидные нечеткие интервалы
Операции над треугольными нечеткими числами и трапециевидными нечеткими интервалами

Глава 6. Основы нечеткой логики
6.1. Понятие нечеткого высказывания и нечеткого предиката
Нечеткие предикаты
6.2. Основные логические операции с нечеткими высказываниями
Логическое отрицание нечетких высказываний
Логическая конъюнкция нечетких высказываний
Логическая дизъюнкция нечетких высказываний
Нечеткая импликация
Нечеткая эквивалентность
6.3. Правила нечетких продукций
Прямой и обратный методы вывода заключений в системах нечетких продукций

Глава 7. Системы нечеткого вывода
7.1. Базовая архитектура систем нечеткого вывода
Нечеткие лингвистические высказывания
Правила нечетких продукций в системах нечеткого вывода
Механизм или алгоритм вывода в системах нечеткого вывода
7.2. Основные этапы нечеткого вывода
Формирование базы правил систем нечеткого вывода
Фаззификация (Fuzzification)
Агрегирование (Aggregation)
Активизация (Activation)
Аккумуляция (Accumulation)
Дефаззификация (Defuzzification)
Метод центра тяжести
Метод центра тяжести для одноточечных множеств
Метод центра площади
Метод левого модального значения
Метод правого модального значения
7.3. Основные алгоритмы нечеткого вывода
Алгоритм Мамдани (Mamdani)
Алгоритм Цукамото (Tsukamoto)
Алгоритм Ларсена (Larsen)
Алгоритм Сугено (Sugeno)
Упрощенный алгоритм нечеткого вывода
7.4. Примеры использования систем нечеткого вывода в задачах управления
Нечеткая модель управления смесителем воды при принятии душа
Содержательная постановка задачи
Построение базы нечетких лингвистических правил
Фаззификация входных переменных
Нечеткая модель управления кондиционером воздуха в помещении
Содержательная постановка задачи
Построение базы нечетких лингвистических правил
Фаззификация входных переменных
Нечеткая модель управления контейнерным краном
Содержательная постановка задачи
Формирование базы правил систем нечеткого вывода
Фаззификация входных переменных

Глава 8. Язык нечеткого управления – FCL
8.1. Концептуальные основы нечеткого управления
Интеграция программируемых контроллеров
Перенос программ нечеткого управления
История разработки и стандартизации языка FCL
8.2. Базовая нотация языка нечеткого управления FCL
Основные элементы языка FCL
Нотация правил продукций
Ключевые слова языка FCL
Интерфейс функционального блока (Function Block interface)
Фаззификация (Fuzzification)
Дефаззификация (Defuzzification)
Блок правил (Rule block)
Простой пример записи модели нечеткого управления с использованием нотации языка FCL
Необязательные параметры (Optional parameters)
Согласованность классов языка FCL
Список проверки данных
8.3. Пример разработки и записи нечетких моделей на языке FCL
Нечеткая модель управления смесителем воды при принятии душа
Нечеткая модель управления кондиционером воздуха в помещении
Нечеткая модель управления контейнерным краном

Глава 9. Основы общей теории нечеткой меры
9.1. Нечеткие меры и их основные свойства
Общее определение нечеткой меры
Меры доверия и правдоподобия
Меры возможности, необходимости и вероятности
А.-нечеткие меры
Классификация пространств с нечеткими мерами
9.2. Нечеткий интеграл и примеры его вычисления

Глава 10. Нечеткие сети Петри
10.1. Базовый формализм классических сетей Петри
Свойства сетей Петри и задачи их анализа
10.2. Основные подклассы нечетких сетей Петри
Нечеткие сети Петри типа Vf
Нечеткие сети Петри типа Cf
Обобщенные нечеткие временные сети Петри типа СРТГ
Свойства нечетких сетей Петри
Классификация нечетких сетей Петри
10.3. Использование нечетких сетей Петри для представления правил нечетких продукций

ЧАСТЬ II. НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ MATLAB

Глава 11. Общая характеристика программы MATLAB
11.1. Основные элементы системы MATLAB
Особенности инсталляции системы MATLAB на компьютер пользователя
Запуск системы MATLAB и элементы ее графического интерфейса
Встроенная справочная система и документация, поставляемая с системой MATLAB
11.2. Основные приемы работы в системе MATLAB
Назначение операций главного меню
Назначение операций панели инструментов
Основные приемы работы в окне команд
11.3. Графические возможности системы MATLAB

Глава 12. Процесс нечеткого моделирования в среде MATLAB
12.1. Процесс разработки системы нечеткого вывода в интерактивном режиме
Редактор систем нечеткого вывода FIS
Редактор функций принадлежности
Редактор правил системы нечеткого вывода
Программа просмотра правил системы нечеткого вывода
Программа просмотра поверхности системы нечеткого вывода
12.2. Пример разработки системы нечеткого вывода в интерактивном режиме
12.3. Процесс разработки системы нечеткого вывода в режиме командной строки

Глава 13. Нечеткая кластеризация в Fuzzy Logic Toolbox
13.1. Общая характеристика задач кластерного анализа
13.2. Задача нечеткой кластеризации и алгоритм ее решения
Общая формальная постановка задачи нечеткого кластерного анализа
Уточненная постановка задачи нечеткой кластеризации
Алгоритм решения задачи нечеткой кластеризации методом нечетких с-средних
13.3. Средства решения задачи нечеткой кластеризации в пакете Fuzzy Logic Toolbox
Решение задачи нечеткой кластеризации в командном режиме
Решение задачи нечеткой кластеризации с использованием средств графического интерфейса
Решение задачи определения числа кластеров для нечеткой кластеризации в системе MATLAB

Глава 14. Основы программирования в среде MATLAB
14.1. Основы языка программирования системы MATLAB
Операторы управления последовательностью выполнения команд
Условный оператор if...elseif...else...end
Оператор выбора switch...case...otherwise...end
Оператор цикла for...end
Оператор цикла while...end
Оператор continue
Оператор break
Оператор return
Защищенный блок try...catch...end
Текстовые комментарии
14.2. Основные приемы работы с редактором/отладчиком т-файлов
Назначение операций главного меню
Назначение операций панели инструментов
14.3. Пример программы, расширяющей возможности пакета нечеткой логики Fuzzy Logic Toolbox

Глава 15. Основы нечетких нейронных сетей
15.1. Общая характеристика ANF1S – адаптивных систем нейро-нечеткого вывода
Понятие нейронной сети и основные способы ее задания
Гибридная сеть как адаптивная система нейро-нечеткого вывода
15.2. Реализация ANFIS в среде MATLAB
15.3. Пример решения задачи нейро-нечеткого вывода

Глава 16. Примеры разработки нечетких моделей управления в среде MATLAB
16.1. Нечеткая модель управления кондиционером воздуха в помещении
16.2. Нечеткая модель управления контейнерным краном

Глава 17. Примеры разработки нечетких моделей принятия решений в среде MATLAB
17.1. Оценивание финансовой состоятельности клиентов при предоставлении банковских кредитов
Содержательная постановка задачи оценивания финансовой состоятельности клиентов
Описание входных и выходных переменных рассматриваемой задачи
Нечеткая модель оценивания финансовой состоятельности клиентов
Фаззификация входных и выходных переменных
Формирование базы правил систем нечеткого вывода
Построение нечеткой модели средствами Fuzzy Logic Toolbox и анализ полученных результатов
17.2. Анализ и прогнозирование валютных цен на финансовом рынке

ЧАСТЬ III. НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ fuzzYTECH

Глава 18. Общая характеристика программы fuzzyTECH
18.1. Общая характеристика нечеткого проекта в среде fuzzyTECH
18.2. Основные элементы рабочего интерфейса программы fuzzyTECH
Встроенная справочная система программы fuzzyTECH
18.3. Назначение операций главного меню и панели инструментов программы fuzzyTECH
Назначение операций главного меню
Назначение операций панели инструментов
18.4. Графические средства визуализации результатов нечеткого вывода в программе fuzzyTECH
Графическое окно просмотра поверхности нечеткого вывода на плоскости
Графическое окно просмотра трехмерной поверхности нечеткого вывода
Графическое окно просмотра временных графиков значений лингвистических переменных

Глава 19. Процесс нечеткого моделирования в среде fuzzy TECH
19.1. Основные средства редактирования и анализа систем нечеткого вывода в fuzzyTECH
Графический редактор лингвистической переменной и функций принадлежности их термов
Графические редакторы правил системы нечеткого вывода
Графические средства анализа результатов нечеткого вывода
19.2. Основные средства разработки проектов и компонентов систем нечеткого вывода в fuzzyTECH
Мастер нечеткого проекта
Мастер лингвистической переменной
Мастер блока правил

Глава 20. Примеры разработки и анализа нечетких моделей в среде fuzzyTECH
20.1. Пример разработки системы нечеткого вывода для задачи «Чаевые в ресторане»
20.2. Нечеткая модель управления контейнерным краном
20.3. Нечеткая модель оценивания финансовой состоятельности клиентов при предоставлении банковских кредитов

ЧАСТЬ IV. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Основы классической теории множеств и отношений
Множество и способы его задания
Основные теоретико-множественные операции
Булеан или множество всех подмножеств
Мультимножество или комплект
Отношения и способы их задания
Операции над бинарными отношениями
Отображение
Свойства бинарных отношений, заданных на одном базисном множестве
Некоторые специальные виды бинарных отношений, заданных на одном базисном множестве
Отношение строгого частичного порядка
Отношение толерантности
Отношение эквивалентности
Мультиотношение

Приложение 2. Основы математической логики
Классическая логика высказываний
Основные понятия логики высказываний
Основные логические операции над высказываниями
Формальные теории
Исчисление высказываний как формальная теория
Логика предикатов
Основные понятия логики предикатов первого порядка
Логические операции над предикатами
Кванторы логики предикатов
Исчисление предикатов первого порядка как формальная теория
Продукционные системы
Прямой и обратный методы вывода заключений в продукционных системах

Приложение 3. Справочник функций пакета Fuzzy Logic Toolbox системы MATLAB

Приложение 4. Пример файла проекта для программы fuzzyTECH

Глоссарий
Литература


Скачать:


  • Теги:

Комментарии:


Оставить комментарий

Вход на сайт

Информация о проекте

Настоящий сайт представляет собой информационный портал, содержащий материалы по проблеме бизнес-аналитики, раскрывающие особенности использования современных подходов и методов анализа и обработки данных, что в условиях современной информатизации общества представляется весьма актуальным при исследовании различных проблем социально-экономического характера.
Настоящий портал содержит материалы познавательного, учебно-методического и научно-исследовательского характера, демонстрирующие современное состояние развития проблемы бизнес-аналитики, проблемы анализа и обработки данных. Особое внимание на страницах сайта уделено методическому и аналитическому инструментарию рассматриваемых проблем. Наряду с теоретическими и аналитическими материалами сайт содержит пакеты программных продуктов, представляющих собой прикладной инструментарий, способный автоматизировать научно-практические исследования в области бизнес-аналитики и бизнес-статистики.

Контакты