Построение экспертной системы с нечётким выводом в

Военно-космическая академия им.А.Ф.Можайского

Отчёт по работе:

Построение экспертной системы с нечётким выводом в

Turbo Prolog 2.0, с использованием алгоритма Такаги-Сугено”

Выполнили:

сержант Хорошилов А.С.

ефрейтор Кудленок А.П.

курсант Еремеев Д.Ю.

курсант Мальцев А.С.

Проверил:

профессор 25 кафедры

Хомоненко А.Д.

Санкт-Петербург

2010 г.

Содержание работы:

На данной практической работе нам было предложено разработь экспертную систему в программной среде Turbo Prolog 2.0 с нечётким выводом. Мы выбрали алгоритм с нечетким выводом Такаги- Сугено.

Суть нашей программы заключается в определении среднего срока службы автомобильного аккумулятора в зависимости от среднего напряжения на вольтметре и средней ресурсоемкости.

Входными параметрами для нашей программы служат аргументы N и E, что означает напряжение в Вольтах и ресурсоемкости измеряемое в процентном соотношении соответственно.

Изначально задавались два правила:

Рr1—Если напряжение высокое и средняя ресурсоемкость высокая, то срок службы аккумулятора высокий.

Pr2— Если напряжение низкое и средняя ресурсоемкость низкая, то срок службы аккумулятора низкий.

Pr3— Если напряжение низкое и средняя ресурсоемкость высокая, то срок службы аккумулятора средний.

Pr4— Если напряжение высокое и средняя ресурсоемкость низкая, то срок службы аккумулятора средний.

Для каждой лингвистической переменной были заданы нечеткие множества. Их графики приведены ниже:

Напряжение низкое ресурсоемкость низкая

Напряжение высокое ресурсоемкость высокая

Напряжение высокое ресурсоемкость низкая

Напряжение низкое ресурсоемкость высокая

Вывод осуществляется по алгоритму Такаги-Сугено:

Для исследования работы срока службы аккумулятора были составлены четыре тривиальных правила:

Пр1: ЕСЛИ напряжение И средняя ресурсоемкость высокая, ТО срок службы аккумулятора высок.

Пр2: ЕСЛИ напряжение И средняя ресурсоемкость низкая, ТО срок службы аккумулятора мал.

Пр3: ЕСЛИ напряжение низкое И средняя ресурсоемкость высокая, ТО срок службы аккумулятора средний.

Пр4: ЕСЛИ напряжение высокое И средняя ресурсоемкость низкая, ТО срок службы аккумулятора средний.

В этих правилах присутствуют 4 лингвистических переменных :

-напряжение высокое

-напряжение низкое

-средняя ресурсоемкость высокая

-средняя ресурсоемкость низкая,

каждой из которых соответствует нечеткое множество.

В нашей программе вводятся конкретные значения напряжения в аккумуляторе – N (V) , и средней ресурсоемкости – Е (%). Предикаты F1,F2,F3,F4 вычисляют функции принадлежностей этих значений к нечетким множествам для соответствующих лингвистических переменных (N1,N2,E1,E2). Обязательно проверяется условие

(1 +2)<>0 , где <>-неравенство.Вычисление срока службы аккумулятора производится по формуле:

SR=((N*0.1+E*0.01)*E1+(N*0.05+E*0.005)*E2)/(E1+E2)

Текст программы:

PREDICATES

MAIN(REAL,REAL,REAL)

PROC(REAL,REAL,REAL)

F1(REAL,REAL)

F2(REAL,REAL)

F3(REAL,REAL)

F4(REAL,REAL)

CLAUSES

MAIN(N,E,SR):-PROC(N,E,SR),WRITE("\n\n\n\n >>>> Srok slyzhby raboty akkum-ra -- ",SR," let").

PROC(N,E,SR):-F1(N,N1),F2(E,E1),F3(E,E2),F4(N,N2),N1>=E1,N2>=E2,(E1+E2)<>0,SR=((N*0.1+E*0.01)*E1+(N*0.05+E*0.005)*E2)/(E1+E2),SR>0;

F1(N,N1),F2(E,E1),F3(E,E2),F4(N,N2),N1>E1,N2<E2,(E1+E2)<>0,SR=((N*0.1+E*0.01)*E1+(N*0.05+E*0.005)*N2)/(E1+N2),SR>0;

F1(N,N1),F2(E,E1),F3(E,E2),F4(N,N2),N1<=E1,N2<=E2,(N1+N2)<>0,SR=((N*0.1+E*0.01)*N1+(N*0.05+E*0.005)*N2)/(N1+N2),SR>0;

F1(N,N1),F2(E,E1),F3(E,E2),F4(N,N2),N1<E1,N2>E2,(N1+E2)<>0,SR=((N*0.1+E*0.01)*N1+(N*0.05+E*0.005)*E2)/(N1+E2),SR>0.

F1(N,N1):-N<11,N1=0;

N>=11,N<12.5,N1=(N-11)/1.5;

N>=12.5,N1=1.

F2(E,E1):-E<50,E1=1;

E>=50,E<=100,E1=(E-50)/50;

E>=100,E1=0.

F3(E,E2):-E<50,E2=1;

E>=50,E<=100,E2=(100-E)/50;

E2=0.

F4(N,N2):-N<8.5,N2=0;

N>=8.5,N<11.5,N2=(N-8.5)/3;

N2=0.

GOAL

WRITE("\n\n Expert system opredelenie sroka slyzhby raboty akkum-ra !!"),

WRITE("\n\n Vvedite srednee napryazenia v akkum-re (0-12.5 V) -->>"),

READREAL(N),

WRITE("\n\n Vvedite srednuju resyrsoemkost v akkum-re (0-100 %) -->> "),

READREAL(E),

MAIN(N,E,SR),

READREAL(C).

Выводы по работе:

В ходе выполнения работы мы убедились в корректности алгоритма

Такаги-Сугэно.Результаты работы программы не противоречат здравому смыслу , но с помощью вариации свободных коэффициентов эти результаты можно улучшить. При помощи данной программы, мы подсчитали результат срока службы аккумулятора, который равен 2,1 года, в зависимости от введенных значений напряжения U=12 V, и ресурсоемкости - 90 %.