Синтез і настройка баз нечітких знань для моделювання багатовимірних залежностей - Автореферат

Вінницький державний технічний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана у Вінницькому державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Лежнюк Петро Демянович, Вінницький державний технічний університет, завідувач кафедри електричних станцій та систем, доктор технічних наук, професор Лисогор Василь Микитович, Вінницьке територіальне представництво Відкритого міжнародного університету розвитку людини “Україна”, професор кафедри гуманітарних та загальноосвітніх дисциплін. Захист відбудеться 23 лютого 2002 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 05.052.01 у Вінницькому державному технічному університеті за адресою: 21021, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького державного технічного університету за адресою: 21021, м.Таким чином, для моделювання багатьох обєктів є сенс застосовувати логіко-лінгвістичні моделі, тобто моделі, в яких засоби обробки інформації засновані на логіці, а експериментальні дані представляються у лінгвістичній формі. Одним з таких засобів для обробки експертної природномовної інформації є метод моделювання обєктів за допомогою баз нечітких знань, що представляють собою сукупність логічних висловлювань “ЯКЩО-ТОДІ”, які повязують лінгвістичні оцінки вхідних та вихідних параметрів обєкта. А тому актуальною є як задача віднаходження закономірностей, на основі яких можна створити систему лінгвістичних знань про обєкт моделювання із наявних статистичних (експериментальних) даних, часто статистично не стійких, так і задача пошуку ефективних методів тонкої настройки таких моделей. Дослідження, результати яких подано в цій дисертаційній роботі, проводилися здобувачем на протязі 1998-2001 років відповідно до наукових напрямків кафедр електромеханічних систем автоматизації та компютерних систем управління Вінницького державного технічного університету, а також у ролі виконавця наступних науково-дослідних держбюджетних та господарських робіт: 1) 46-Д-176 “Моделирование и оптимизация человеко-машинных систем на базе нечетких множеств и генетических алгоритмов” (№ держреєстрації 0197U013137); Метою досліджень є розробка методів та математичних моделей, необхідних для оптимального синтезу та настройки баз нечітких знань, що представляють собою сукупність експертних висловлювань “ЯКЩО (входи) - ТОДІ (вихід)” і описують поведінку багатовимірних нелінійних залежностей, на основі експериментальних даних “входи-вихід”.Математична формалізація звязку між вхідними й вихідною змінними в базі нечітких знань забезпечується шляхом нечіткого логічного висновку, який передбачає: розрахунок функцій належності вхідних змінних до відповідних їм лінгвістичних термів , , визначення ступенів належності виходу до власних термів (класів): , (2) де wjp - вагові коефіцієнти нечітких правил, та дефазифікацію - визначення чіткого числового значення виходу (виконується для вихідних змінних, що характеризуються областю значень на неперервному числовому інтервалі). Інтерпретацію синтезованої бази нечітких знань пропонується проводити на основі значень параметрів функцій належності типу: , (3) де bi і ci - параметри настройки: bi - координата максимуму функції, ; ci - коефіцієнт концентрації-розтягування функції. Цю задачу в термінах математичного програмування для обєкта з дискретним виходом сформулюємо наступним чином: знайти таку матрицю параметрів (B, C, W), котра б задовольняла обмеженням на діапазони їх зміни: , , , , , а також на кількість рядків, і при цьому б забезпечувала: , (4) де і - відповідно модельна та експериментальна ступінь належності виходу до певного класу dj, причому . Якщо вищевказаний обєкт характеризується неперервним виходом, то задачу оптимізації для такого обєкта сформулюємо наступним чином: знайти таку матрицю параметрів (B, C, W), котра б задовольняла обмеженням на діапазони їх зміни, а також на кількість рядків, і забезпечувала: , (6) де і yp - відповідно модельне та експериментальне значення вихідної змінної. Вектор S єдиним чином визначає деяку базу нечітких знань, і навпаки, будь-яка база нечітких знань однозначно визначає деякий вектор S для обєкта як з дискретним, так і з неперервним виходом.У дисертації наведено нове вирішення наукової задачі оптимального синтезу та тонкої настройки баз нечітких знань, призначених для ідентифікації багатовимірних нелінійних обєктів, частина параметрів яких не мають кількісних оцінок. Проаналізовано традиційні методи розвязання задачі ідентифікації багатовимірних нелінійних обєктів на предмет їх придатності до формалізації нечіткої експертної інформації про обєкт або його нечітко чи лінгвістично заданих параметрів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ