智慧型控制 Intelligent Control

範例:MCK 系統模糊控制 III(Sugeno 零階)

把 MCK 模糊控制 II 的雙輸入控制器改成零階 Sugeno 型:規則的結論不再是模糊集合,而是常數。下方是老師錄製的示範,附檔為 MCKFuzzy2Sugeno.zip(FuzzyMCK2su.mdl、MCKFZ2sugeno.fis)。規則表與 Mamdani 版相同:

原圖
▶ 在 Colab 開啟原課程的 MATLAB 程式已改寫成 Python 筆記本(第 1 節:MCKFZ2sugeno.fis),可以直接在瀏覽器執行、修改參數。⬇ 下載 Fuzzy_control.ipynb

MCKFZ2sugeno.fis What Changed

(以下依附檔整理並模擬,為補充)

項目Mamdani 版(MCKFZ2.fis)Sugeno 零階版(MCKFZ2sugeno.fis)
結論7 個模糊集合(三角形、梯形)7 個常數:PL 10、PM 6、PS 3、ZR 0、NS −3、NM −6、NL −10
解模糊化聚合後取重心加權平均 wtaver:F = Σ wᵢ zᵢ / Σ wᵢ
ANDminprod(相乘)
e 的負/零/正[−1.45 −1.05 −0.8 0]、[−0.5 0 0.5]、[0 0.8 1.05 1.45][−1.72 −1.08 −0.8 0]、[−0.8 0 0.8]、[0 0.8 1.08 1.72]
ė 的「正」[−0.199 0.95 1.05 1.45][−0.177 0.8 1.01 1.7]
規則同樣 6 條(沒有「e 零 且 ė 零」)

常數 ±3、±6、0 正好是 Mamdani 版三角形歸屬函數的頂點,±10 是輸出範圍的端點。Sugeno 型不必對輸出範圍取樣求重心,計算量小得多,適合即時控制。檔案中輸出範圍寫成 [0 1],但 Sugeno 的結論是常數,範圍不影響計算。

模擬結果 Simulation

與其他版本的比較見 MCK 模糊控制 II 的比較圖(橘線):

下一頁再把常數結論改成 e 與 ė 的線性函數:MCK 模糊控制 IV(一階 Sugeno)。