Utp i_ay_se_sistemas difusos i 2013-3

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Utp i_ay_se_sistemas difusos i 2013-3

  1. 1. Ing. José C. Benítez P. Inteligencia Artificial y Sistemas Expertos Sistemas de Control basados en Lógica Borrosa Laboratorio:
  2. 2. Objetivo Fundamento teórico: Los sistemas difusos. Laboratorio: Sistemas Difuso con MatLab. Conclusiones. Tarea. Sistemas de Control basados en Lógica Difusa
  3. 3. Objetivos Revisar los conceptos de los sistemas basados en lógica difusa comúnmente llamados sistemas difusos. Desarrollo de un ejemplo de control difuso mediante MatLab. Fortalecer su competencia redactora del alumno mediante la redacción del informe de laboratorio con el desarrollo y preguntas del laboratorio.
  4. 4. Sistema difuso con Matlab EJEMPLO: Modelar un SCbLB con Matlab: Se desea implementar una lavadora con un sistema difuso. En tal sentido se ha propuesto un sistema de control difuso con las siguientes características: - Entradas: Peso y Nivel de suciedad. - Salida: Cantidad de Detergente. -------------------------------------------------------------------------- Se define las Reglas Difusas para el nivel de detergente:
  5. 5. Sistema difuso con Matlab Se define las Reglas Difusas para el nivel de detergente: Peso Suciedad Cantidad de detergente:
  6. 6. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 1. Ingrese al MatLab 2. Escriba Fuzzy en el Command Window Figure 1: Interfaz Grafica de Lógica Difusa para MatLab
  7. 7. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 3. Si desea Adicionar una entrada o salida en el sistema, seleccionamos Edit, Add variable. Figure 2: Adicionar una entada al sistema difuso
  8. 8. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 4. Para nuestro sistema debemos adicionar una entrada mas. Figure 3: Sistema Difuso con 2 entradas.
  9. 9. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 5. Procedemos a cambiar los nombres de las variables de entrada. En la figura 3 seleccionamos input1 y lo cambiamos por Peso; seleccionamos input2 y lo cambiamos por nivel de suciedad. Finalmente seleccionamos output1 por cantidad de detergente. 6. Para guardar el archivo seleccionamos file export to file Figure 4: Guardar archivo de trabajo
  10. 10. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 7. Guardamos el archivo con el nombre lavadora. A continuación debemos especificar las funciones de pertenecía de los conjuntos . 8. Seleccionamos Edit Membership Funcions Figure 5: Modificar los parámetros de las funciones membership.
  11. 11. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 9. En la figura 6 se muestra las funciones de pertenencia para cada uno de los conjuntos difusos. De manera demostrativa se realizara la implementación de la primera variable Peso. Figure 6: Funciones membership de la variable Peso.
  12. 12. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 10. Según datos del problema la variable peso posee un rango de [0-10], para obtener este rango seleccionamos en el campo range el intervalo de [0-10]. Además seleccionamos Edit Add Custom MF Enter para tener cuatro funciones de pertenecía. Figure 7: Adicionar las funciones membership.
  13. 13. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 11. En el campo MF name escribimos mf4, para evitar confusiones. En el siguiente paso cambiaremos todos los nombres de acuerdo a nuestro problema. Figure 8: Cambio de nombre la función membership adicionada.
  14. 14. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 12. La variable peso posee cuatro funciones de pertencia como se describen a continuación: • Liviano: Función trapecio truncado. Constante de [1-2] y decreciente en forma lineal de [2-3]. • Regular: Función triangular de [2-6] con un cenit en 4. • Pesado: Función triangular de [4-8] con un cenit en 6. • Muy pesado: Función trapecio truncado. Constante de [8-10] y creciente en forma lineal de [7-8].
  15. 15. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 13. Para completar las cuatro funciones de partencia para la variable peso, ingresamos al sistema los valores que se presentan en la siguiente tabla 1. Tabla 1: Valores para las funciones de pertenencia de la variable Peso.
  16. 16. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 14. Luego de completar las cuatro funciones de partencia se podrá visualizar la siguiente pantalla tal como describe la figura 9. Figure 9: Sistema Difuso con 2 entradas.
  17. 17. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 15. De la misma manera la variable de entrada Nivel de suciedad y la variable de salida Cantidad de Detergente debe ser llenado. 16. Para adicionar las reglas difusas seleccionamos Edit- Rules. Figure 10: Sistema Difuso con 2 entradas.
  18. 18. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 17. Aparecerá la siguiente pantalla que se muestra en la siguiente figura 11. Figure 11: Sistema Difuso con 2 entradas.
  19. 19. Sistema difuso con Matlab Usando el Toolbox de MatLab: 18. Una vez en la pantalla de la figura 11, se pueden editar reglas basándose en reglas if then. Para adicionar una regla se debe seleccionar las opciones que presentan las entradas y la salida e ingresar la regla deseada para finalmente presionar Add rule. 19. De esta manera todas las reglas difusas deben se reingresadas al sistema. 20. Para analizar nuestro sistema difuso para diferentes valores de entrada seleccionamos view rules automáticamente se mostrara la salida del sistema para diferentes entradas. Figure 11: Sistema Difuso con 2 entradas.
  20. 20. Laboratorio 1. Implemente un sistema difuso para el control automático de frenado en un automóvil. Considera las variables presión y radio como variables de entrada. a. Diseñe sus reglas difusas. b. Diseñe las funciones de pertenencia (tipos y rango). c. Compruebe su sistema con el toolbox de fuzzy logic. 2. Implemente un sistema difuso para el control automático de un ventilador en una sala de conferencias. Considera las variables temperaturas y número de personas como variables de entrada. a. Diseñe sus reglas difusas. b. Diseñe las funciones de pertenencia (tipos y rango). c. Compruebe su sistema con el toolbox de fuzzy logic. 3. Implemente un sistema difuso para el control automático de encendido de un motor del discovery. Considera las variables de entradas que estime pertinentes. a. Diseñe sus reglas difusas. b. Diseñe las funciones de pertenencia (tipos y rango). c. Compruebe su sistema con el toolbox de fuzzy logic.
  21. 21. Informe de Laboratorio El Informe de Laboratorio es un documento gráfico en lo posible y es redactado en Word con el desarrollo del laboratorio. Niveles de Informe: Primer nivel: Observaciones. Imágenes con comentarios cortos. Redactar al ir desarrollando el laboratorio. (Requiere desarrollar el laboratorio). Segundo nivel: Conclusiones. Redactar al terminar el laboratorio.(Requiere haber desarrollado el laboratorio). Tercer Nivel: Recomendaciones. (Requiere lectura de otras fuentes). Dentro de su Carpeta Personal del Dropbox crear una carpeta para el laboratorio con el siguiente formato: IAySE_PaternoM_Lab Adjuntar fuentes que le han ayudado en esta carpeta creada. Las fuentes deben conservar el nombre original de archivo y se debe agregar _L al final. Presentar el Informe de Laboratorio en esta carpeta creada.
  22. 22. Laboratorio. Sistemas Difusos Blog del curso: utpiayse.blogspot.com

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