In this paper, we propose the fuzzy inference algorithm with multi-layer structure. MFIS(Multi-layer Fuzzy Inference System) uses PNN(Polynomial Neural networks) structure and the fuzzy inference method. The PNN is the extended structure of the GMDH(Group Method of Data Hendling), and uses several types of polynomials such as linear, quadratic and cubic, as well as the biquadratic polynomial used in the GMDH. In the fuzzy inference method, the simplified and regression polynomial inference methods are used. Here, the regression polynomial inference is based on consequence of fuzzy rules with the polynomial equations such as linear, quadratic and cubic equation. Each node of the MFIS is defined as fuzzy rules and its structure is a kind of neuro-fuzzy structure. We use the training and testing data set to obtain a balance between the approximation and the generalization of process model. Several numerical examples are used to evaluate the performance of the our proposed model.
The estimated probabilistic model of wind data based on the conventional approach may have high discrepancy compared with the true distribution because of the uncertainty caused by the instrument error and limited monitoring data. A sequential quadratic programming (SQP) algorithm-based finite mixture modeling method has been developed in the companion paper and is conducted to formulate the joint probability density function (PDF) of wind speed and direction using the wind monitoring data of the investigated bridge. The established bivariate model of wind speed and direction only represents the features of available wind monitoring data. To characterize the stochastic properties of the wind parameters with the subsequent wind monitoring data, in this study, Bayesian inference approach considering the uncertainty is proposed to update the wind parameters in the bivariate probabilistic model. The slice sampling algorithm of Markov chain Monte Carlo (MCMC) method is applied to establish the multi-dimensional and complex posterior distribution which is analytically intractable. The numerical simulation examples for univariate and bivariate models are carried out to verify the effectiveness of the proposed method. In addition, the proposed Bayesian inference approach is used to update and optimize the parameters in the bivariate model using the wind monitoring data from the investigated bridge. The results indicate that the proposed Bayesian inference approach is feasible and can be employed to predict the bivariate distribution of wind speed and direction with limited monitoring data.
준지도 학습은 기계 학습의 한 분야로서, 레이블된 데이터와 레이블되지 않은 데이터 모두를 사용하여 모델을 학습함으로써 지도 학습에 비해 예측 정확도를 높일 수 있다. 최근 각광받고 있는 그래프 기반 준지도 학습은 입력 데이터를 그래프의 형태로 변환하는 그래프 구축 단계와 이를 사용하여 레이블되지 않은 데이터의 레이블을 예측하는 레이블 추론 단계로 나뉜다. 이 추론은 준지도 학습에서의 평활도 가정을 기본으로 한다. 본 연구에서는 추가로 각 꼭지점 중요도를 결합함으로써 개선된 레이블 추론 알고리즘을 제안한다. 이와 함께 알고리즘의 수렴성을 증명하고, 또한 실험을 통해 알고리즘의 우수성을 검증하였다.
In this study, we introduce the adaptive Polynomial Neuro-Fuzzy Networks(PNFN) architecture generated from the fusion of fuzzy inference system and PNN algorithm. The PNFN dwells on the ideas of fuzzy rule-based computing and neural networks. Fuzzy inference system is applied in the 1st layer of PNFN and PNN algorithm is employed in the 2nd layer or higher. From these the multilayer structure of the PNFN is constructed. In order words, in the Fuzzy Inference System(FIS) used in the nodes of the 1st layer of PNFN, either the simplified or regression polynomial inference method is utilized. And as the premise part of the rules, both triangular and Gaussian like membership function are studied. In the 2nd layer or higher, PNN based on GMDH and regression polynomial is generated in a dynamic way, unlike in the case of the popular multilayer perceptron structure. That is, the PNN is an analytic technique for identifying nonlinear relationships between system's inputs and outputs and is a flexible network structure constructed through the successive generation of layers from nodes represented in partial descriptions of I/O relatio of data. The experiment part of the study involves representative time series such as Box-Jenkins gas furnace data used across various neurofuzzy systems and a comparative analysis is included as well.
We propose an efficient algorithm for the purpose of satisfying a wide range of design constraints represented with equality and inequality equations as well as production rules. The algorithm employs simulated-annealing and a production rule inference engine and works on design constraints represented with networks. The algorithm fulfills equality constraints through constraint satisfaction processes like variable elimination while taking into account inequality constraints and inferring production rules. It can also reduce the load of the optimization procedure if necessary. We demonstrate the implementation of the algorithm with the result on machine tool design.
The underground transmission lines is continuously expanded in power systems. Therefore the fault of underground transmission lines are increased every year because of the complication of systems. However the studies dealing with fault location in the case of the underground transmission lines are rarely reported except for few papers using traveling wave method and calculating underground cable impedance. This paper describes the algorithm using fuzzy system and travelling wave method in the underground transmission line. Fuzzy inference is used for fault discrimination. To organize fuzzy algorithm, it is important to select target data reflecting various underground transmission line transient states. These data are made of voltage and average of RMS value on zero sequence current within one cycle after fault occurrence. Travelling wave based on wavelet transform is used for fault location. In this paper, a variety of underground transmission line transient states are simulated by EMTP/ATPDraw and Matlab. The input which is used to fault location algorithm are Detail 1(D1) coefficients of differential current. D1 coefficients are obtained by wavelet transform. As a result of applying the fuzzy inference and travelling wave based on wavelet transform, fault discrimination is correctly distinguished within 1/2 cycle after fault occurrence and fault location is comparatively correct.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.704-709
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1993
In this paper, a method of using a look-up table for a fuzzy logic controller is proposed. A look-up table is designed for a fast inference. An algorithm for an inference is developed with a view to decrease execution time. The performance of the developed fuzzy controller is compared with that of the traditional one.
We propose a multi-objective space search algorithm (MSSA) and introduce the identification of fuzzy inference systems based on the MSSA and information granulation (IG). The MSSA is a multi-objective optimization algorithm whose search method is associated with the analysis of the solution space. The multi-objective mechanism of MSSA is realized using a non-dominated sorting-based multi-objective strategy. In the identification of the fuzzy inference system, the MSSA is exploited to carry out parametric optimization of the fuzzy model and to achieve its structural optimization. The granulation of information is attained using the C-Means clustering algorithm. The overall optimization of fuzzy inference systems comes in the form of two identification mechanisms: structure identification (such as the number of input variables to be used, a specific subset of input variables, the number of membership functions, and the polynomial type) and parameter identification (viz. the apexes of membership function). The structure identification is developed by the MSSA and C-Means, whereas the parameter identification is realized via the MSSA and least squares method. The evaluation of the performance of the proposed model was conducted using three representative numerical examples such as gas furnace, NOx emission process data, and Mackey-Glass time series. The proposed model was also compared with the quality of some "conventional" fuzzy models encountered in the literature.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제11권1호
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pp.161-168
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2004
A single-index model is useful in fields which employ multidimensional regression models. Many methods have been developed in parametric and nonparametric approaches. In this paper, posterior inference is considered and a wavelet series is thought of as a function approximated to a true function in the single-index model. The posterior inference needs a prior distribution for each parameter estimated. A prior distribution of each coefficient of the wavelet series is proposed as a hierarchical distribution. A direction $\beta$ is assumed with a unit vector and affects estimate of the true function. Because of the constraint of the direction, a transformation, a spherical polar coordinate $\theta$, of the direction is required. Since the posterior distribution of the direction is unknown, we apply a Metropolis-Hastings algorithm to generate random samples of the direction. Through a Monte Carlo simulation we investigate estimates of the true function and the direction.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권2호
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pp.200-209
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2004
The fuzzy control based on $\alpha$-level fuzzy set decomposition. It is known to produce quick response and calculating time of fuzzy inference. This paper derived the embodiment computational algorithm for defuzzification by min-max fuzzy inference and the center of gravity method based on $\alpha$-level fuzzy set decomposition. It is easy to realize the fuzzy controller hardware. based on the calculation formula. In addition. this study proposed a circuit that generates PWM actual signals ranging from fuzzy inference to defuzzification. The fuzzy controller was implemented with mixed analog-digital logic circuit using the computational fuzzy inference algorithm by min-min-max and defuzzification by the center of gravity method. This study confirmed that the fuzzy controller worked satisfactorily when it was applied to the position control of a dc servo system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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