پاورپوینت سیستمهای فازی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بسمه تعالی

سیستمهای فازی

اسلاید 2 :

مفاهیم نادقیق بسیاری در پیرامون ما وجود دارند که آنها را  به صورت روزمره در قالب عبارتهای مختلف بیان می کنیم . به این جمله دقت کنید: " هوا خوب است." هیچ کمیتی برای خوب بودن هوا مطرح نیست تا آن را اندازه بگیریم بلکه این یک حس کیفی است.  در واقع مغز انسان با در نظر گرفتن فاکتور های مختلف و بر اساس تفکر استنتاجی جملات را تعریف و ارزش گذاری می نماید که مدل سازی آنها به زبان  و فرمولهای ریاضی اگر غیر ممکن نباشد کاری بسیار پیچیده خواهد بود.منطق فازی تکنولوژی
جدیدی است که این امکان را برای ما فراهم می سازد.
مقدمه

اسلاید 3 :

تاریخچه منطق فازی
منطق فازی یا Fuzzy Logic برای اولین بار در سال 1960 توسط دکتر لطفی زاده ، استاد علوم کامپیوتری دانشگاه برکلی کالیفرنیا (Berkeley)، ابداع شد.

اسلاید 4 :

منطق فازي يك نوع منطق است كه روش هاي نتيجه گيري در مغز بشر را جايگزين مي كند. در واقع روشي است كه مغز انسان خود بر اساس آن كار مي كند يعني ورودي ها و پردازش در مغز انسان فازي هستند. ما مي توانيم اين روش پردازش را در ماشين ها هم پياده سازي كنيم تا آنها هم بتوانند آن را اجرا كنند و از فوايد آن بيشتر و بهتر استفاده كنيم.
مفهوم منطق فازی :

اسلاید 5 :

سیستمهای منطقی فازی یک فرا مجموعه از منطق بولی است که بر مفهوم درستی نسبی، دلالت می کند. منطق کلاسیک هر چیزی را بر اساس یک سیستم دوتائی نشان می دهد ( درست یا غلط، 0 یا 1، سیاه یا سفید) ولی منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار آن بین صفر و یک است نشان می دهد. مثلاً اگر رنگ سیاه را عدد صفر و رنگ سفید را عدد 1 نشان دهیم، آن گاه رنگ خاکستری عددی نزدیک به صفر خواهد بود.
ریاضیات ومنطق فازی :

اسلاید 6 :

دو نوع توجیه برای تئوری سیستم های فازی وجود دارد:
ـ دنیای واقعی ما بسیار پیچیده تر از ان است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای ان بدست اورد بنابراین باید یک توصیف تقریبی یا همان فازی که قابل قبول تجزیه و تحلیل باشد برای یک مدل معرفی شود.
ـ با حرکت ما بسوی عصر اطلاعات ، دانش و معرفت بشری بسیار اهمیت پیدا می کند. بنابراین ما به فرضیه ای نیاز داریم که بتوان دانش بشری را به شکل سیستماتیک فرموله کرده و انرا به همراه سایر مدلهای
ریاضی در سیستم های مهندسی قرار دهد.
چرا سیستم فازی ؟

اسلاید 7 :

سیستم های فازی سیستم ها مبتنی بردانش یا قواعد میباشد .قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعده اگر-آنگاه فازی یک عبارت اگر –آنگاه بوده که بعضی کلمات آن بوسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شده اند.
سیستمهای فازی چگونه سیستمهایی هستند :

اسلاید 8 :

سيستم فازي روش توسعه يافته منطق بولي براي بكاربردن مفاهيم مبهم است.براي بيان ابهام در قالب يك عدد، سيستم فازي تابعي براي عضويت در يك دسته معرفي ميكند، كه به هر عنصر يك عدد حقيقي بين صفر و يك نسبت ميدهد(صفر و يك هم شامل اين اعداد ميباشند). اين عدد نشان دهنده درجه عضويت عنصر نسبت به مجموعه مورد نظر ميباشد.عضويت صفر بيانگر اين است كه عنصر مورد نظر كاملاً خارج از مجموعه است. درحاليكه عدد يك نشاندهنده اين است كه عنصر مورد نظر كاملاًدر مجموعه قرار دارد

اسلاید 9 :

بدین ترتیب قاعده فازی از یک عبارت توصیفی با مقادیر زبانی ،به یک رابطه ساده تبدیل شده است.
به طور مثال اگر سرعت اتومبیل X باشد، انگاه نیروی وارد بر پدال گاز برابر است با Y=CX

اسلاید 10 :

در قسمتFuzzier یا مبدل فازی ، متغییر های با مقادیر حقیقی به یک مجموعه فازی تبدیل شده از طریق ماشین رابط فازی و قوانین پایه نتایج به قسمت غیر فازی ساز یا Defuzzier  منتقل شده که یک مجموعه فازی را به یک متغیر با مقدار حقیقی تبدیل می کند.به بیان دیگر اطلاعات ورودی  اغلب مقادیری پیچیده اند واین اعدادبه مجموعه های فازی تبدیل می گردند.مدل ها بر اساس منطق فازی شامل قوانین  اگر ،آنگاه تفسیر می گردند.
اجزای ابتدایی و اصول اولیه مجموعه فازی

اسلاید 11 :

حقیقت آن است که بعد از عبارت اگریک منطق مقدم بیان می گردد و بر اساس آن ما حقیقت دیگر را مورد بررسی قرار می دهیم که بعد ا زآنگاه می ایدو در آن نتیجه کار توضیح داده می شود.در واقع منطق فازی  تجربه و دانش انسانی را به صورت ترکیبی از اعداد در مقابل وی قرار می دهد و او را قادر می سازد تا تصمیمی بر اساس ریاضیات و منطق بگیرد.

اسلاید 12 :

بنیاد منطق فازی بر شالوده نظریه مجموعه های فازی استوار است. این نظریه تعمیمی از نظریه کلاسیک مجموعه ها در علم ریاضیات است. در تئوری کلاسیک مجموعه ها، یک عنصر، یا عضو مجموعه است یا نیست. در حقیقت عضویت عناصر از یک الگوی صفر و یک و باینری تبعیت می کند. اما تئوری مجموعه های فازی این مفهوم را بسط می دهد و عضویت درجه بندی شده را مطرح می کند. به این ترتیب که یک عنصر می تواند تا درجاتی - و نه کاملاً - عضو یک مجموعه باشد.
مجموعه های فازی

اسلاید 13 :

مثلاً این جمله که "آقای الف به اندازه هفتاددرصد عضو جامعه بزرگسالان است" از دید تئوری مجموعه های فازی صحیح است. در این تئوری، عضویت اعضای مجموعه از طریق تابع (u (x مشخص می شود که x نمایانگر یک عضو مشخص و u تابعی فازی است که درجه عضویت  x در مجموعه مربوطه را تعیین می کند و مقدار آن بین صفر و یک است :
˜A = { ( x , µA(x) ) | x ε X }

اسلاید 14 :

به بیان دیگر، ( u (x نگاشتی از مقادیر x به مقادیر عددی ممکن بین صفر و یک را می سازد. تابع ( u (x ممکن است مجموعه ای از مقادیر گسسته (discrete) یا پیوسته باشد. وقتی کهu فقط تعدادی از مقادیر گسسته بین صفر و یک را تشکیل می دهد، مثلاً ممکن است شامل اعداد 3/0 و 5/0 و 7/0 و 9/0 و صفر و یک باشد. اما وقتی مجموعه مقادیرu پیوسته باشند، یک منحنی پیوسته از اعداد اعشاری بین صفر و یک تشکیل می شود.

اسلاید 15 :

منطق فازی را از طریق قوانینی که "عملگرهای فازی" نامیده می شوند، می توان به کار گرفت.این قوانین معمولاً بر اساس مدل  IF variable IS set THEN action  تعریف می شوند.به عنوان مثال فرض کنید می خواهیم یک توصیف فازی از دمای یک اتاق ارائه دهیم. در این صورت می توانیم چند مجموعه فازی تعریف کنیم که از الگوی تابع ( u (x تبعیت کند.نموداری از نگاشت متغیر "دمای هوا" به چند مجموعه  فازی با نام های "سرد"، "خنک"، "عادی"، "گرم" و "داغ" است.
منطق فازی چگونه به کار گرفته می شود:

اسلاید 16 :

چنان که ملاحظه می کنید، یک درجه حرارت معین ممکن است متعلق به یک یا دو مجموعه باشد.
به عنوان نمونه، درجه حرارت های بین دمای T1 و T2 هم متعلق به مجموعه "سرد" و هم متعلق به مجموعه "خنک" است. اما درجه عضویت یک دمای معین در این فاصله، در هر یک از دو مجموعه متفاوت است. به طوری که دمای نزدیک  T2 تنها به اندازه چند صدم در مجموعه "سرد" عضویت دارد، اما نزدیک نوددرصد در مجموعه "خنک" عضویت دارد.

اسلاید 17 :

اکنون می توان بر اساس مدل قانون فازی زیر را تعریف کرد:
اگر دمای اتاق "خیلی گرم" است، سرعت پنکه را "خیلی زیاد" کن.
اگر دمای اتاق "گرم" است، سرعت پنکه را "زیاد" کن.
اگر دمای اتاق "معتدل" است، سرعت پنکه را در "همین اندازه" نگه دار
اگر دمای اتاق "خنک" است، سرعت پنکه را "کم" کن.
اگر دمای اتاق "سرد" است، پنکه را "خاموش" کن.
اگر این قانون فازی را روی یک سیستم کنترل دما اعمال کنیم، آن گاه می توانیم دماسنجی بسازیم که دمای اتاق را به صورت خودکار و
طبق قانون ما، کنترل می کند.

اسلاید 18 :

• منطق فازي براي فهميدن ساده است.
• منطق فازي انعطاف پذير است.
• منطق فازي تحمل اطلاعات غير دقيق را دارد.
• منطق فازي ميتواند اعمال پيچيده اختياري غير خطي را مدل كند.
• منطق فازي ميتواند بر روي قله تجربيات خبرگان بنا شود.
• منطق فازي ميتواند با تكنيك هاي كنترلي شرطي مخلوط شود.
• منطق فازي بر اساس زبان ساده محاوره اي است.
دلایل استفاده از منطق فازی:

اسلاید 19 :

شايد آخرين جمله مهم ترين و نيازمند بحث بيشتري باشد . زبان معمولي و محاورهاي كه توسط مردم عادي روزانه مورد استفاده قرار مي گيرد، در طي هزاران سال تاريخ بشري شكل گرفته است و بسيار ساده و كارساز بوده و براي ارتباطات مكفي مي باشد . ما معمولا از اين امر آگاه نمي باشيم ، زيرا اين زبان را هر روزمورد استفاده قرار مي دهيم. از آنجا كه منطق فازي بر اساس تعاريف كيفي كه روزانه مورد استفاده قرار مي دهيم پايه ريزي شده است ، براي استفاده بسيار ساده ميباشد

اسلاید 20 :

دستگاه تهويه مطبوع: دستگاه طوري تنظيم مي شود تا به تدريج دماي اتاق به دماي مورد نظر برسد 
دستگاه تنظيم سرعت: سرعت وسيله نقليه را با كاهش يا افزايش شتاب و همچنين كنترل سوخت و ترمز، بر روي مقدار ثابتي حفظ مي كند.
ديگ بخار كشتي: دما،فشار و محتويات شيميايي را كنترل كرده و در سطح قابل اطميناني قرار مي دهد.
دوربين هاي فيلمبرداري: تشخيص مي دهد كه شيئي كه از آن فيلمبرداري مي شود حركت مي كند يا حركت، ناشي از لرزش دست فيلمبردار است.
مثالهای از کاربرد سیستم فازی