Fuzzy Logic Toolbox

 

Fuzzy Logic Toolbox

Concevoir et simuler des systèmes à logique floue

La vidéo dure 2:23

Fuzzy Logic Designer

Utilisez l'application Fuzzy Logic Designer ou des fonctions en ligne de commande pour concevoir de manière interactive et simuler des systèmes d'inférence floue. Définissez les variables d'entrée et de sortie et les fonctions d'appartenance. Spécifiez des règles if-then floues. Évaluez votre système d'inférence floue sur plusieurs combinaisons d'entrées.

Systèmes d'inférence floue

Implémentez des systèmes d'inférence floue Mamdani et Sugeno. Convertissez un système Mamdani en système Sugeno ou vice versa, pour créer et comparer plusieurs designs. Vous pouvez également implémenter des systèmes d'inférence floue complexes en tant qu'ensemble de systèmes flous interconnectés de plus petite taille à l’aide d'arbres flous.

Capture d'écran de l'application Fuzzy Logic Designer montrant une fonction d'appartenance de type 2.

Logique floue de type 2

Créez et évaluez des systèmes d'inférence floue de type 2 à intervalle avec un degré supplémentaire d'incertitude sur les fonctions d'appartenance. Créez des systèmes d'inférence floue Mamdani et Sugeno de type 2 avec l'application Fuzzy Logic Designer ou des fonctions de la toolbox.

Tracé d'une série temporelle Mackey-Glass (MG) et d'une série temporelle prédite utilisant un système ANFIS (adaptive neuro-fuzzy inference system).

Réglage des systèmes d'inférence floue

Effectuez le réglage des paramètres des fonctions d'appartenance et des règles d'un système d'inférence floue unique ou d'un arbre flou avec des algorithmes génétiques, l'optimisation par essaim particulaire ou d'autres méthodes disponibles dans Global Optimization Toolbox. Entraînez des systèmes d'inférence floue Sugeno avec des techniques d'apprentissage neuro-adaptatif similaires à celles utilisées pour entraîner des réseaux de neurones.

Centres des clusters pour les données Iris identifiés avec un algorithme c-moyennes flou

Clustering flou

Trouvez des clusters dans des données d'entrée/sortie en utilisant un clustering c-moyennes flou ou un clustering soustractif. Utilisez les informations de cluster ainsi obtenues pour générer un système d'inférence floue de type Sugeno modélisant le comportement des données d'entrée/sortie.

Modèle Simulink contenant un bloc Fuzzy Logic Controller pour implémenter un système d'inférence flou.

Logique floue dans Simulink

Évaluez et testez la performance de votre système d'inférence floue dans Simulink avec le bloc Fuzzy Logic Controller. Implémentez votre système d'inférence dans le cadre d'un modèle de système plus large dans Simulink pour la simulation au niveau système et la génération de code.

Script montrant le code généré pour l'évaluation d'un système d'inférence floue.

Déploiement de la logique floue

Implémentez votre système d'inférence floue dans Simulink et générez du code C/C++ ou du texte structuré IEC61131-3, respectivement avec Simulink Coder ou Simulink PLC Coder. Utilisez MATLAB Coder pour générer du code C/C++ à partir de vos systèmes d'inférence floue implémentés dans MATLAB. Vous pouvez également compiler votre système d'inférence floue en tant qu'application autonome avec MATLAB Compiler.

Diagramme montrant le flux de contrôle entre un modèle de type boîte noire et un système flou pour réaliser au run-time des explications sur les prédictions.

La logique floue pour une IA explicable

Utilisez des systèmes d'inférence floue comme systèmes de support pour expliquer les relations entrée-sortie modélisées par un système de type boîte noire basé sur l'IA. Interprétez le processus décisionnel d'un modèle de type boîte noire en utilisant la base de règles explicables de votre système d'inférence floue.

FAQ sur Fuzzy Logic Toolbox

Fuzzy Logic Toolbox fournit des fonctions MATLAB, des applications et un bloc Simulink pour analyser, concevoir et simuler des systèmes de logique floue, y compris des systèmes d'inférence floue de type-1 et de type-2.

Utilisez l'application Fuzzy Logic Designer ou des fonctions en ligne de commande pour définir les variables d'entrée et de sortie, les fonctions d'appartenance et les règles floues si-alors, puis évaluer le système pour différentes combinaisons d'entrées.

Utilisez l'application Fuzzy Logic Designer ou des fonctions en ligne de commande pour définir les variables d'entrée et de sortie, les fonctions d'appartenance et les règles floues si-alors, puis évaluer le système pour différentes combinaisons d'entrées.

Oui. Vous pouvez ajuster les paramètres des fonctions d'appartenance et les règles à partir de données en utilisant des algorithmes génétiques, l'optimisation par essaim particulaire, d'autres méthodes de Global Optimization Toolbox ou des techniques d'apprentissage neuro-adaptatif pour les systèmes Sugeno.

Utilisez le bloc Fuzzy Logic Controller pour évaluer et tester votre système d'inférence floue dans le cadre d'un modèle système plus vaste destiné à la simulation et à la génération de code.

Vous pouvez générer des exécutables autonomes, du code C/C++ à l'aide de MATLAB Coder ou Simulink Coder, ou du Structured Text IEC 61131-3 à l'aide de Simulink PLC Coder afin de déployer vos systèmes de logique floue.

La logique floue de type-2 permet de créer et d'évaluer des systèmes d'inférence floue de type-2 à intervalles intégrant une incertitude supplémentaire sur les fonctions d'appartenance, en utilisant l'application Fuzzy Logic Designer ou les fonctions de la toolbox.

Oui. Vous pouvez utiliser des systèmes d'inférence floue comme systèmes de support pour expliquer des modèles d'IA de type boîte noire, en interprétant leurs mécanismes de décision à l'aide de bases de règles explicables.

Utilisez la logique floue lorsque le comportement de commande repose sur un raisonnement heuristique ou fondé sur l'expérience, lorsque les conditions de fonctionnement varient fortement selon les régimes, lorsque le gain scheduling devient difficile à gérer ou lorsque plusieurs facteurs contextuels doivent influencer simultanément les décisions.
Les contrôleurs flous permettent d'encoder l'expertise métier sous forme de règles interprétables si-alors, sans nécessiter de modèle mathématique explicite du procédé.

Utilisez la logique floue lorsque les jeux de données sont limités, lorsque l'explicabilité et la transparence des décisions sont essentielles, lorsque les ingénieurs doivent conserver un contrôle direct sur le comportement du système ou lorsque les processus de validation et de certification exigent une logique interprétable. Contrairement à de nombreux modèles de Machine Learning, les systèmes d'inférence floue fournissent des bases de règles lisibles par l'humain, qui peuvent être inspectées, vérifiées et modifiées par des experts métier.

Oui. Les systèmes d'inférence floue sont particulièrement adaptés à la commande de supervision, qui coordonne plusieurs modes de fonctionnement, gère des transitions fluides entre conditions d'exploitation et combine plusieurs objectifs de commande, en particulier lorsque la logique de commutation dépend de conditions qualitatives ou incertaines.

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