Анық емес алгоритмдердің орындалуының аспаптық құралдары

Анық емес алгоритмдердің орындалуының аспаптық құралдары

(№5 дәріс - 1 сағат)

Автоматтандырылған басқару жүйелерінде айқын емес алгоритмдерді енгізу үшін қазіргі уақытта келесі құралдар бар: MATLAB жүйесі және FCL басқару тілі анық емес.Сонымен бірге, MATLAB анық емес басқару модельдерін зерттеу үшін тиімді пайдаланылуы мүмкін және FCL тілі микроконтроллерлерді бағдарламалау кезінде айқын емес алгоритмдерді енгізу үшін қолданылады.

1. MATLAB ортасында анық емес модельдеу

MATLAB жүйесі (ағылшын тілінен қысқарт. Matrix Laboratory — матрицалық тәжірибе) сандық есептеулерді, компьютерлік модельдеу және есептеу тәжірибелерін жүргізуге арналған, классикалық және қазіргі заманғы математиканың, сондай-ақ инженерлік қосымшалардың түрлі аймақтарын қамтитын интеграцияланған бағдарламалық орта түрінде болады.

Сәулеті жағынан MATLAB жүйесі қор бағдарламаларынан және бірнеше ондаған кеңейту дестелерінен тұрады, олар біріккен кезде шешілетін тапсырмалардың кең диапазонын қамтамасыз етеді. Осы барлық құралдардың интеграциясы бір ортақ жұмыс ортасында түрлі математикалық процедуралар мен есептеу алгоритмдерін жүзеге асыратын, жүздеген орнықты функцияларды қолданудың қажетті икемділігін қамтамасыз етеді.

MatLab жүйесінде айқын емес модельдеу процесін іске асыру үшін арнайы Fuzzy Logic Toolbox кеңейтуіндегі пакет қолданылады. C:\MATLAB6pl\toolbox\fuzzy папкасының ішінде орналасқан (егер MatLab С дискісінде қондырылған болса) пакет көмегімен қолданушы айқын емес модельдеуді құру және пайдалану үшін қажетті іс-әрекетті келесі режимдердің біреуін қолдануы мүмкін:

• айқын емес жүйесін шығаруда графиктік өңдеу құралдары мен барлық компоненттерді визуализациялау арқылы интерактивті режимде;
• MatLab жүйесіндегі командалар терезесіне қажетті функциялармен бірге аргументтерді енгізу арқылы командалар режимінде.

Бұл жұмыста айқын емес жүйені шығару ерекшеліктерін интерактивті режимде қарастырамыз, себебі тәжірибеде жиі қолданылатын графикалық редактілеу құралдары қазіргі таңда оңай және ыңғайлы, және де айқын емес жүйенің барлық компоненттерін визуалды бақылау мүмкіндік береді.

Интерактивті режимде айқын емес жүйені шығаруды өңдеу және оны одан ары қолдану үшін Fuzzy Logic Toolbox пакетінің құрамына кіретін келесі графикалық құралдар қолдануы мүмкін:

• айқын емес жүйені шығару редакторы FIS (FIS Editor) немесе қысқаша- FIS редакторы;
• айқын емес жүйені шығарудың меншіктеу функциясы редакторы (Membership Function Editor);
• айқын емес жүйені шығарудың ережелер редакторы (Rule Editor) - ережелер редакторы;
• айқын емес жүйені шығарудың ережелерін қарау бағдарламасы (Rule Viewer) - шығару ережелерін көрсетуші;
• айқын емес жүйені шығарудың үстінен қарау бағдарламасы (Surface Viewer) – шығарудың үстінен қараушы:

Бұдан басқа Fuzzy Logic Toolbox пакетінің құрамына келесі арнайы бағдарламалар кіреді:

• нейро-айқын емес жүйені шығарудың адаптивті редакторы (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System Editor) – гибридті жүйенің редакторы немесе ANFIS редакторы;
• айқын емес с-орташа (fuzzy c-means clustering) тәсілімен айқын емес кластеризация бағдарламасы;

MATLAB-тің айқын емес ортасында жұмыс істеудің егжей-тегжейлі ережелері [25] және 5 бөлімнің мысалдарында сипатталған.

1. FCL анық емес басқарудың тілі

Fuzzy Control Language FCL (Fuzzy Control Language) анықтамасы IEC 1131-7 стандартында сипатталады, ол осы тілді дамытудың мақсатын, оның негізгі белгілерін және FCL нотациасын қолдана отырып, анық емес басқару үлгілерін жазу мысалдарын анықтайды.

FCL тілі басқару жүйелерінің айқын емес модельдерін, атап айтқанда бағдарламаланатын контроллерлер (Programmable Controllers) немесе бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК) деп аталатын модельдерді жоғары деңгейлі тілдегі бағдарлама ретінде түсіндіруге болатын құрылымдық мәтін түрінде көрсету үшін жасалған.IEC 1131-7 стандарты FCL тіліндегі бағдарламаларды аударуды, жинақтауды және орындауды жүзеге асыратын ортаны және құрылғыларды есептеуге қойылатын талаптарды анықтамаса да, онда сипатталған айқын емес шығару жүйелерінің негізгі компоненттерінің белгіленуі тиісті құралдарды кейіннен әзірлеу үшін қажетті ресми деңгейге жетуге мүмкіндік береді .