Fuzzy Logic Toolbox

 

Fuzzy Logic Toolbox

Diseñe y simule sistemas de lógica difusa

Duración del vídeo 2:23

Fuzzy Logic Designer

Utilice la app Fuzzy Logic Designer o funciones de línea de comandos para diseñar y probar interactivamente sistemas de inferencia difusa. Defina variables de entrada y salida, y funciones de pertenencia. Especifique reglas if-then difusas. Evalúe un sistema de inferencia difusa con múltiples combinaciones de entradas.

Sistemas de inferencia difusa (FIS)

Implemente sistemas de inferencia difusa Mamdani y Sugeno. Convierta de un sistema Mamdani a un sistema Sugeno, o viceversa, para crear y comparar varios diseños. También puede implementar sistemas de inferencia difusa complejos en forma de una colección de sistemas difusos interconectados más pequeños utilizando árboles difusos.

App Fuzzy Logic Designer que muestra una función de pertenencia de tipo 2.

Lógica difusa de tipo 2

Cree y evalúe sistemas de inferencia difusa de tipo 2 de intervalo con incertidumbre de función de pertenencia adicional. Cree sistemas de inferencia difusa Mamdani y Sugeno de tipo 2 con la app Fuzzy Logic Designer o con funciones de la toolbox.

Gráfica de una serie temporal de Mackey-Glass (MG) y una serie temporal prevista con un sistema adaptativo de inferencia neurodifusa (ANFIS).

Ajuste de sistemas de inferencia difusa

Ajuste los parámetros de funciones de pertenencia y las reglas de un único sistema de inferencia difusa o de un árbol difuso utilizando algoritmos genéticos, optimización por nube de partículas y otros métodos de ajuste de Global Optimization Toolbox. Entrene sistemas de inferencia difusa Sugeno mediante técnicas de aprendizaje neuroadaptativo similares a las utilizadas para el entrenamiento de redes neuronales.

Centros de conjunto de datos iris identificados con un algoritmo de C-means difuso

Agrupación difusa

Identifique agrupaciones en datos de entrada/salida utilizando C-means difuso o agrupación sustractiva. Utilice la información de agrupación resultante para generar un sistema de inferencia difusa de tipo Sugeno que modele el comportamiento de los datos de entrada/salida.

Modelo de Simulink con un bloque Fuzzy Logic Controller para implementar un sistema de inferencia difusa.

Lógica difusa en Simulink

Evalúe y pruebe el rendimiento de un sistema de inferencia difusa en Simulink con el bloque Fuzzy Logic Controller. Implemente el sistema de inferencia difusa como parte del modelo de un sistema más amplio en Simulink para realizar simulación en el nivel de sistema y generar código.

Script que muestra código generado para evaluar un sistema de inferencia difusa.

Despliegue de lógica difusa

Implemente un sistema de inferencia difusa en Simulink y genere código C/C++ o texto estructurado de IEC61131-3 con Simulink Coder o Simulink PLC Coder, respectivamente. Utilice MATLAB Coder para generar código C/C++ a partir de sistemas de inferencia difusa implementados en MATLAB. Si prefiere, compile el sistema de inferencia difusa en forma de aplicación independiente con MATLAB Compiler.

Diagrama del flujo de control entre un modelo con opacidad y un sistema difuso para explicar predicciones con opacidad en tiempo de ejecución.

Lógica difusa para IA explicable

Utilice sistemas de inferencia difusa como sistemas de soporte para explicar la relación de E/S modelada por un sistema con opacidad basado en IA. Interprete el proceso de toma de decisiones de un modelo con opacidad utilizando el conjunto de reglas explicables del sistema de inferencia difusa.

Preguntas frecuentes sobre Fuzzy Logic Toolbox

Fuzzy Logic Toolbox proporciona funciones de MATLAB, aplicaciones y un bloque de Simulink para analizar, diseñar y simular sistemas de lógica difusa, incluidos sistemas de inferencia difusa de tipo 1 y tipo 2.

Puede implementar sistemas de inferencia difusa Mamdani y Sugeno de tipo 1 y tipo 2 (de intervalo), convertir entre ellos y construir sistemas complejos mediante árboles difusos que interconectan sistemas difusos más pequeños.

Utilice la aplicación Fuzzy Logic Designer o las funciones de línea de comandos para definir variables de entrada y salida, funciones de pertenencia y reglas difusas si-entonces, y posteriormente evaluar el sistema utilizando múltiples combinaciones de entradas.

Sí. Puede ajustar los parámetros de las funciones de pertenencia y las reglas a partir de datos utilizando algoritmos genéticos, optimización por enjambre de partículas (particle swarm optimization), otros métodos de Global Optimization Toolbox o técnicas de aprendizaje neuroadaptativo para sistemas Sugeno.

Utilice el bloque Fuzzy Logic Controller para evaluar y probar el sistema de inferencia difusa como parte de un modelo de sistema más amplio destinado a simulación y generación de código.

Puede generar ejecutables independientes, código C/C++ mediante MATLAB Coder o Simulink Coder, o código IEC 61131-3 Structured Text utilizando Simulink PLC Coder para desplegar sistemas de lógica difusa.

La lógica difusa tipo 2 permite crear y evaluar sistemas de inferencia difusa de intervalo tipo 2, incorporando incertidumbre adicional en las funciones de pertenencia, mediante la aplicación Fuzzy Logic Designer o las funciones de la toolbox.

Sí. Puede utilizar sistemas de inferencia difusa como sistemas de apoyo para explicar modelos de IA de caja negra (black-box), interpretando los procesos de toma de decisiones mediante bases de reglas explicables.

Utilice la lógica difusa cuando el comportamiento de control dependa de razonamiento heurístico o basado en la experiencia, cuando las condiciones de operación varíen significativamente entre distintos regímenes, cuando el gain scheduling resulte difícil de gestionar o cuando múltiples factores contextuales deban influir simultáneamente en las decisiones.

Los controladores difusos permiten codificar el conocimiento experto mediante reglas interpretables si-entonces, sin necesidad de disponer de un modelo matemático explícito de la planta.

Utilice la lógica difusa cuando los conjuntos de datos sean limitados, cuando se requiera explicabilidad y transparencia en la toma de decisiones, cuando los ingenieros necesiten control directo sobre el comportamiento del sistema o cuando los procesos de validación y certificación exijan una lógica interpretable.

A diferencia de muchos modelos de Machine Learning, los sistemas de inferencia difusa proporcionan bases de reglas legibles por humanos, que pueden ser inspeccionadas, verificadas y modificadas por expertos del dominio.

Sí. Los sistemas de inferencia difusa son especialmente adecuados para la lógica de control de supervisión, que coordina múltiples modos de funcionamiento, gestiona transiciones suaves entre condiciones operativas y combina múltiples objetivos de control, especialmente cuando la lógica de conmutación depende de condiciones cualitativas o inciertas.

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