This paper proposes a genetic fuzzy controller ensemble (FCE) for improving the control performance of of fuzzy controller in the non-linear and complex problems. The design procedure of each fuzzy controller in the FCF consists of the following two stages, each of which is performed by different genetic algorithms. The first stage generates a fuzzy rule base that covers the training examples as many as possible. The second stage builds fine-tuned membership funcitons that make the control error as small as possible. These two stages are repeated independently upon the different partition patterns of input-output variables. The control performance of the proposed method is compared with that of wang and mendel's approach[1] in terms of either the percentage of successful controls reaching to the goal or the average traveling distance.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제2권3호
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pp.298-309
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2004
In this paper, a new evolutionary scheme to design a TSK fuzzy model from relevant data is proposed. The identification of the antecedent rule parameters is performed via the evolutionary algorithm with the unique fitness function and the various evolutionary operators, while the identification of the consequent parameters is done using the least square method. The occurrence of the multiple overlapping membership functions, which is a typical feature of unconstrained optimization, is resolved with the help of the proposed fitness function. The proposed algorithm can generate a fuzzy model with transparent membership functions. Through simulations on various problems, the proposed algorithm found a TSK fuzzy model with better accuracy than those found in previous works with transparent partition of input space.
퍼지이론의 응용은 대부분 퍼지추론을 이용하는 것이다. 그러나 퍼지추론은 입력변수의 수가 많아지거나 각 입력변수에 많은 수의 퍼지라벨을 설정할 경우 그 추론에 필요한 계산시간이 많아지게 되며 이러한 것은 컴퓨터 연산의 대수곱(arithmetic product)의 수에 의해 결정된다. 더구나 퍼지추론의 응용이 가장 활발한 퍼지제어분야에서는 이러한 추론시간은 실제 시스템에 적용 시 가장 큰 제약조건이 된다. 특히, 마이크로프로세서를 이용하거나 PC-based 제어기를 설계할 때 이러한 추론시간은 매우 중요한 문제가 된다. 본 논문에서는 이러한 추론시간을 효율적으로 줄이기 위해, 즉 추론 시 필요로 하는 곱 연산의 수를 줄이기 위하여 삼각형 소속함수를 이용하는 퍼지시스템에 적용 가능하며 정보의 손실이 발생되지 않는 간단한 고속 퍼지추론 알고리즘을 제안한다. 이것은 퍼지추론 시 입력상태공간의 분할과 간단한 기하학적 해석을 통해 얻어지는 것이며 결과적으로 퍼지규칙의 수를 줄이는 것과 같다.
본 논문에서는 비선형 공정을 퍼지 모델링하기 위해 FCM 클러스터링 알고리즘을 기반으로 하는 퍼지 추론 시스템을 소개한다. 비선형 공정에 대한 퍼지 규칙의 생성은 일반적으로 차원이 증가할수록 규칙의 수가 지수적으로 증가하는 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해, FCM 클러스터링 알고리즘을 이용하여 입력 공간을 분산 형태로 분할함으로써 퍼지 모델의 규칙을 생성한다. 퍼지 규칙의 전반부 파라미터는 FCM 클러스터링 알고리즘에 의한 소속행렬로 결정된다. 퍼지 규칙의 후반부는 다항식 함수의 형태로 표현되며, 각 규칙의 후반부 파라미터들은 표준 최소자승법에 의해 동정된다. 마지막으로, 비선형 공정의 특성 및 성능을 평가하기 위하여 비선형 공정으로는 널리 이용되는 데이터를 이용한다.
이 논문에서는 시계열 예측을 위하여 퍼지 엔트로피에 의한 입력공간의 분할과 퍼지 제어규칙을 자동으로 생성하는 방법을 제안하고, Mackey-Glass 데이터 Set을 이용한 시계열 예측 문제에 적용하여 그 성능을 검증한다. 이 방법은 샤논 함수와 퍼지 엔트로피 함수를 이용하여 입력공간을 분할하고, 분할된 부 공간에 대해 이력 데이터와 부합할 수 있는 각각의 규칙에 등급을 정하여 불필요한 제어규칙을 제거하여 최적의 규칙베이스를 구성하도록 한다. 적용되는 퍼지 신경망의 기본적인 구조는 퍼지 제어기의 규칙베이스와 추론의 과정을 신경회로망을 이용하여 구현하며 퍼지 제어규칙의 매개변수들은 최대 급경사 강하법에 의해 적응되어진다. 제안되는 알고리즘을 매개변수의 수를 줄이기 위하여 제어 규칙의 결론부의 출력값은 신경망의 가중치로 구성하여 퍼지 신경망의 복잡도를 줄임으로서 추론형과 기술형 접근법을 혼합한 형태의 학습 알고리즘이다.
한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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pp.1262-1265
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1993
The paper discusses the problem of controlling systems with a very high number of input variables effectively by fuzzy If . . . then rules. The basic idea is the partition of the state space into domains, which step can be done even iteratively several times, and every domain has its own sub rule base referring to a considerably lower number of variables than the original space. In this manner the number of necessary rules is drastically reduced and time complexity of the control algorithm remains acceptable.
본 논문에서는 Mackey-Glass시계열의 예측에서 유전자알고리즘을 이용하는 구조적인 동정과 뉴로퍼지에 의한 파라미터 동정의 학습방법과 하이브리드 시스템을 제안하였다. 본 방법은 두 가지로 구성되었다. 하나는 입력공간에 대한 분할을 통하여 유전 알고리즘을 이용하여 퍼지 규칙베이스를 구축하고 다른 하나는 이 규칙베이스를 토대로 기울기 최하강법을 이용하여 제어규칙의 변수에 대한 파라미터 동정이다. 제안된 방법을 성능을 검증하기 위하여 입력의 패턴을 시간간격에 따라서 x(t-3), x(t-6)과 x(t-9)의 세 가지로 구성하였다. 많은 시뮬레이션을 통하여 유전알고리즘에 의한 구조적인 동정으로 인하여 학습초기에 오차가 작은 것을 알 수 있었다. 표2에서와 같이 성능을 확인 할 수 있었다.
Object-based segmentation is the first essential step for image processing applications. Recently, SAR (Synthetic Aperture Radar) segmentation techniques have been developed, however not enough to preserve the significant information contained in the small regions of the images. The proposed method is to partition an SAR image into homogeneous regions by using a fuzzy hit-or-miss operator with an inherent spatial transformation, which endows to preserve the small regions. In our algorithm, an iterative segmentation technique is formulated as a consequential process. Then, each time in iterating, hypothesis testing is used to evaluate the quality of the segmented regions with a homogeneity index. The segmentation algorithm is unsupervised and employed few parameters, most of which can be calculated from the input data. This comparative study indicates that the new iterative segmentation algorithm provides acceptable results as seen in the tested examples of satellite images.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제3권2호
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pp.183-194
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2005
In this study, we introduce an advanced architecture of genetically optimized Hybrid Fuzzy Neural Networks (gHFNN) and develop a comprehensive design methodology supporting their construction. A series of numeric experiments is included to illustrate the performance of the networks. The construction of gHFNN exploits fundamental technologies of Computational Intelligence (CI), namely fuzzy sets, neural networks, and genetic algorithms (GAs). The architecture of the gHFNNs results from a synergistic usage of the genetic optimization-driven hybrid system generated by combining Fuzzy Neural Networks (FNN) with Polynomial Neural Networks (PNN). In this tandem, a FNN supports the formation of the premise part of the rule-based structure of the gHFNN. The consequence part of the gHFNN is designed using PNNs. We distinguish between two types of the linear fuzzy inference rule-based FNN structures showing how this taxonomy depends upon the type of a fuzzy partition of input variables. As to the consequence part of the gHFNN, the development of the PNN dwells on two general optimization mechanisms: the structural optimization is realized via GAs whereas in case of the parametric optimization we proceed with a standard least square method-based learning. To evaluate the performance of the gHFNN, the models are experimented with a representative numerical example. A comparative analysis demonstrates that the proposed gHFNN come with higher accuracy as well as superb predictive capabilities when comparing with other neurofuzzy models.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제3권2호
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pp.194-199
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2003
Data are an expression of the language or numerical values that show some features. And the information is extracted from data for the specific purposes. The knowledge is utilized as information to construct rules that recognize patterns or make a decision. Today, knowledge extraction and application of that are broadly accomplished for the easy comprehension and the performance improvement of systems in the several industrial fields. The knowledge extraction can be achieved by some steps that include the knowledge acquisition, expression, and implementation. Such extracted knowledge is drawn by rules with data mining techniques. Clustering (CL), input space partition (ISP), neuro-fuzzy (NF), neural network (NN), extension matrix (EM), etc. are employed for the knowledge expression based upon rules. In this paper, the various approaches of the knowledge extraction are surveyed and categorized by methodologies and applied industrial fields. Also, the trend and examples of each approaches are shown in the tables and graphes using the categories such as CL, ISP, NF, NN, EM, and so on.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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