Глава 8

ПРИКЛАДНЫЕ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Эта глава содержит описание программной оболочки, реализующей модели и алгоритмы, рассмотренные в предыдущих главах, а также результаты ее применения к решению прикладных задач. Глава базируется на авторских работах [33,39,41,45,67]. С другими приложениями можно познакомиться по работам [70,74].

8.1. Система fuzzy expert

Программная оболочка  FUZZY EXPERT  предназначено для проектирования и настройки экспертных систем на базе нечеткой логики. Авторы системы: Ротштейн А.П. (постановки задач и руководство разработкой) и  Кательников Д.И. (про-граммирование).

Задача оболочки состоит в сборе, хранении и использовании знаний, полученных от экспертов, с целью решения прикладных задач идентификации и принятия решений. Оболочка состоит из двух основных частей: программной среды, позволяющей создавать экспертные системы в выбранной предметной области, и собственно экспертной системы, которая является конечным продуктом.

Система FUZZY EXPERT разработано с использованием языка программирования С++ (компилятор Microsoft Visual C++) для операционных систем Windows версии 3.1 и выше и Windows 95.

8.1.1. Структура системы

Структура системы FUZZY EXPERT изображена на рис. 8.1. Она содержит 16 программных блоков, 8 из которых составляют собственно экспертную систему, а остальные, - среду разработки нечетких экспертных систем. Поясним назначение тех блоков системы, которые не упоминались ранее.

Блок модификации нечеткой базы знаний и дерева вывода содержит все экранные формы, необходимые для внесения изменений в блоки экспертной системы: дерево логического вывода, базу знаний и функции принадлежности. Это основной блок среды разработки нечетких баз знаний. Он выполняет следующие функции:

a) формирование дерева логического вывода;

б) задание функций принадлежности лингвистических термов:

· модифицированным методом Саати,

·  методом статистической обработки экспертной информации,

в) заполнение нечетких баз знаний;

г)сохранение (извлечение) вариантов экспертных систем из библиотеки.

Блок моделирования  используется для получения графиков и поверхностей, отражающих зависимость выходной переменной от одной или двух входных переменных при фиксированных значениях остальных переменных. Цель подобного моделирования состоит в исследовании поведения объекта в различных областях факторного пространства.

Блок настройки предназначен для решения задач оптимизации нечеткой базы знаний с целью повышения качества идентификации нелинейных объектов. Этот блок выполняет следующие функции:

а) запрос обучающей выборки;

б) решение задач оптимизации нечетких баз знаний градиентным методом;

в) решение задач оптимизации нечетких баз знаний с параметрическими функциями принадлежности при помощи генетического алгоритма;

г) решение задач оптимизации нечетких баз знаний с  -уровневыми функциями принадлежности при помощи генетического алгоритма.

Блок тестирования  экспертной системы предназначен для выполнения следующих действий:

а) запрос тестирующей выборки ;

б) оценка качества идентификации в точках тестирующей выборки.

Блок документирования осуществляет выдачу информации о построенной экспертной системе в виде, удобном для инженера по знаниям.

Библиотека экспертных систем используется для хранения созданных экспертных систем на различных этапах их разработки (до настройки и после настройки).

Библиотека функций принадлежности содержит набор стандартных моделей функций принадлежности:

а) трапециевидные ;

б) треугольные ;

в) колоколообразные (с параметрами   и  );

г) экспоненциальные.

Архив расчетов позволяет хранить результаты выполняемых расчетов на различных этапах создания и функционирования системы.