模糊逻辑工具箱图形用户界面工具

此示例演示如何为中描述的小费示例构建一个模糊推理系统(FIS)基本小费问题，使用模糊逻辑工具箱™UI工具。这些工具只支持1型模糊系万博1manbetx统。

您可以使用以下工具来构建、编辑和查看模糊推理系统:

这些ui是动态链接的，因为使用其中一个ui对FIS所做的更改会影响您在任何其他开放ui上看到的内容。例如，如果在成员函数编辑器中更改成员函数的名称，则更改将反映在规则编辑器中显示的规则中。您可以使用ui来读取和写入MATLAB变量^®工作区和文件(只读查看器仍然可以与工作区交换绘图并将其保存到文件中)。你可以为任何给定的系统打开任何一个或所有的编辑器，也可以为任意数量的模糊系统打开多个编辑器。

下图显示了FIS的主要组件和三个编辑器是如何组合在一起的。两个查看器检查整个系统的行为。

除了这五个主要ui之外，工具箱还包括图形化ui去噪的设计师，你可以用它来构建和分析sugeno型自适应神经模糊推理系统。

模糊逻辑工具箱ui不支持使用数据构建FIS。万博1manbetx如果您想使用数据构建FIS，请使用以下技术之一:

如果要使用MATLAB工作区变量，请使用命令行界面而不是模糊逻辑设计器．有关示例，请参见在命令行构建模糊系统．

基本小费问题

本例创建了一个Mamdani模糊推理系统，用于基于美国小费实践的双输入一输出小费问题。本例创建了Mamdani FIS，所使用的方法也适用于创建Sugeno系统。

给定一个0到10之间的数字代表一家餐厅的服务质量(其中10是极好的)，以及另一个0到10之间的数字代表这家餐厅的食物质量(同样，10是极好的)，小费应该是多少?

首先，要写下给小费的三条黄金法则:

假设平均小费是15%，慷慨的小费是25%，便宜的小费是5%。

曲线的数字和形状受到当地传统、文化偏见等的影响，但这三条规则通常是通用的。

现在您已经了解了规则，并且知道了输出应该是什么样子，接下来使用UI工具为这个决策过程构建一个模糊推理系统。

模糊逻辑设计器

的模糊逻辑设计器显示模糊推理系统的信息。打开模糊逻辑设计器，在MATLAB提示符下输入以下命令:

fuzzyLogicDesigner

的模糊逻辑设计器打开并显示模糊推理系统的图表，左侧为每个输入变量的名称，右侧为每个输出变量的名称，如下图所示。方框中显示的样本隶属函数只是图标，并没有描述隶属函数的实际形状。

图的下面是系统的名称和使用的推理类型。

在本例中，您使用默认的mamdani类型推断。另一种类型的推理，称为sugeno型推理，也可用。有关更多信息，请参见Mamdani和Sugeno模糊推理系统．

在模糊逻辑设计器：

建立模糊推理系统基本小费问题从头开始，在MATLAB提示符下输入以下命令:

fuzzyLogicDesigner

通用的无题模糊逻辑设计器打开，只有一个输入input1，和一个输出output1．

fuzzyLogicDesigner (“tipper.fis”）

在本例中，您将构造一个双输入一输出系统。这两个输入是服务而且食物．一个输出是提示．

添加第二个输入变量并更改变量名以反映以下指定:

将左下角的推理选项保留在默认位置。您已经输入了这个特定UI所需的所有信息。接下来，定义与每个变量关联的成员函数。为此，打开会员功能编辑器。

您可以通过以下三种方式之一打开成员功能编辑器:

会员功能编辑器

隶属度函数编辑器是一种工具，它允许您显示和编辑与整个模糊推理系统的所有输入和输出变量相关的所有隶属度函数。成员关系函数编辑器与模糊逻辑设计器，如下图所示。事实上，这五种基本UI工具都有类似的菜单选项、状态行和帮助而且关闭按钮。

属性定义的变量关联的隶属度函数编辑器，当您打开隶属度函数编辑器以处理工作空间中尚未存在的模糊推理系统时，没有与这些变量关联的隶属度函数模糊逻辑设计器．

在隶属度函数编辑器图形区域的左上方是一个“变量面板”，允许您为给定变量设置隶属度函数。

若要设置与FIS的输入或输出变量相关联的成员函数，请单击该区域中的FIS变量。

下一步选择编辑下拉菜单，并选择添加mf。．将出现一个新窗口，其中允许您选择与所选变量关联的成员函数类型和成员函数的数量。在窗口的右下角是一些控件，这些控件允许您在选择隶属函数后更改其名称、类型和参数(形状)。

来自当前变量的成员函数显示在主图中。这些成员函数可以通过两种方式进行操作。您可以首先使用鼠标选择与给定变量质量相关联的特定成员函数(例如，对于变量，服务)，然后将成员函数从一边拖到另一边。此操作影响与给定变量的隶属度函数相关的质量的数学描述。还可以通过单击成员函数上的小正方形拖动点来标记所选的成员函数，然后用鼠标将该函数拖向外，用于扩张，或朝向内部，表示收缩。此操作将更改与该成员函数关联的参数。

变量面板下面是关于当前变量的类型和名称的一些信息。在这个区域中有一个文本字段，允许您更改当前变量范围的限制(话语范围)，另一个文本字段允许您设置当前图形的限制(这对系统没有实际影响)。

对于双输入小费例子，指定隶属度函数的过程，给小费的人，如下:

现在已经命名了变量，成员函数也有了适当的形状和名称，您可以输入规则了。要调用规则编辑器，请转到编辑菜单和选择规则，或类型ruleedit在命令行。

规则编辑器

使用图形化的Rule Editor界面构造规则是不言而喻的。类定义的输入和输出变量的描述模糊逻辑设计器，规则编辑器允许您自动构造规则语句。您可以:

类似于模糊逻辑设计器成员功能编辑器，规则编辑器有菜单栏和状态行。菜单项允许您使用五种基本的UI工具打开、关闭、保存和编辑模糊系统。在菜单中，您还可以:

您可以通过单击访问规则编辑器的信息帮助和关闭UI使用关闭．

要在规则编辑器中插入第一条规则，请选择以下选项:

然后,单击添加规则．

得到的规则是

括号中的数字表示权重。

按照类似的过程在规则编辑器中插入第二条和第三条规则

的格式弹出菜单。选项菜单指示您正在查看规则的详细形式。试着把它改成象征性的．你会看到

实际上，在显示上并没有太大的区别，但它更偏向于语言中立，因为它不依赖于诸如如果而且然后．如果将格式更改为索引，则会看到规则的高度压缩版本。

这是机器处理的规则版本。

规则1的字面解释是“如果输入1是MF1(与输入1相关的第一个隶属函数)，或者如果输入2是MF1，那么输出1应该是权重为1的MF1(与输出1相关的第一个隶属函数)。”

符号格式不考虑术语，如果，然后等等。索引格式甚至不涉及变量名。显然，系统的功能并不取决于变量和隶属函数的命名。像往常一样，描述性地命名变量的全部意义在于使系统更易于解释。因此，除非您心中有一些特殊的目的，否则继续使用可能会更容易详细的格式。

至此，模糊推理系统的定义已经完成，计算提示所需的变量、隶属度函数和规则已经就位。现在，看看前一节末尾给出的模糊推理图，并验证一切都按照您认为应该的方式运行。您可以使用规则查看器，这是我们将介绍的下一个UI工具。从视图菜单中,选择规则．

规则查看器

Rule Viewer显示了整个模糊推理过程的路线图。它基于前一节中描述的模糊推理图。您将看到一个包含10个嵌套图的图形窗口。图上方的三个图分别表示第一条规则的前因和结果。每条规则是一行图，每列是一个变量。规则编号显示在每行的左侧。您可以单击规则编号，在状态行中查看该规则。

变量及其当前值显示在列的顶部。在左下角，有一个文本字段输入您可以在其中输入特定的输入值。对于双输入系统，你将输入一个输入向量，8 [9]，例如，然后按输入．您还可以通过单击每个输入的三个图中的任意一个来调整这些输入值。这将水平移动红色索引线，到您所单击的位置。或者，您也可以单击并拖动这条线以更改输入值。当你释放这行，(或在手动指定输入后)，一个新的计算被执行，你可以看到整个模糊推理过程发生:

每个变量的每个特征都是按照这种方式指定的关于输入索引行的。如果您在图的顶部遵循规则1，您可以看到随后的“tip is cheap”被截断到与(复合)先行词完全相同的程度——这就是隐含过程在起作用。聚合发生在第三列下方，生成的聚合图显示在图字段右下角的单个图中。去模糊化后的输出值由穿过聚合模糊集的粗线表示。

你可以使用左，正确的，下来,向上．菜单项允许您使用五种基本UI工具中的任何一种来保存、打开或编辑模糊系统。

规则查看器允许您一次解释整个模糊推理过程。规则查看器还显示某些成员函数的形状如何影响总体结果。因为它绘制每条规则的每个部分，所以对于特别大的系统来说，它可能会变得笨拙，但是，对于相对较少的输入和输出，它在多达30条规则和多达6或7个变量的情况下表现良好(取决于您投入多少屏幕空间)。

规则查看器每次显示一个计算，并且非常详细。从这个意义上说，它提出了一种模糊推理系统的微观观点。如果您想查看系统的整个输出曲面——基于输入集的整个跨度的输出集的整个跨度——您需要打开surface Viewer。这个查看器是五个基本模糊逻辑工具箱UI工具中的最后一个。要打开Surface Viewer，请选择表面从视图菜单。

Surface Viewer

打开Surface Viewer，你会看到一条三维曲线，表示从食物和服务质量到小费金额的映射关系。因为这条曲线表示一个双输入一输出的情况，所以您可以在一个图中看到整个映射。当我们超越三维时，我们开始遇到显示结果的麻烦。

因此，Surface Viewer配备了下拉菜单X(输入)，Y(输入)而且Z(输出)它允许您选择任意两个输入和任意一个输出进行绘图。在这些菜单下面有两个输入字段X网格而且Y网格这允许您指定要包含多少x轴和y轴网格线。这种能力允许您在复杂问题中保持合理的计算时间。

默认情况下，当您更改输入或输出变量选择或网格点数量时，曲面绘图将自动更新。要禁用自动绘图更新，请使用选项菜单，清除总评价选择。当此选项被禁用时，要更新情节，请单击评估．

如果您想创建一个更平滑的情节，请使用情节点字段指定在输入或输出范围内计算成员函数的点数。此字段默认为最小的地块数量，101．如果指定较少的绘图点，则字段值自动重置为101．当您指定绘图点的数量时，表面绘图将自动更新。

通过单击绘图轴并拖动鼠标，您可以操作表面，以便从不同角度查看它。

的Ref。输入当系统需要的输入比映射的曲面多时，Field就会被使用。您可以编辑此字段以显式地设置曲面图中未指定的输入。

假设您有一个四输入一输出系统，并希望看到输出曲面。Surface Viewer可以生成任意两个输入变化的三维输出曲面，但其中两个输入必须保持不变，因为计算机显示器不能显示五维形状。在这种情况下，输入是一个四维向量南S代表变化的输入，而数值代表那些保持不变的值。

菜单项允许您使用五种基本的UI工具打开、关闭、保存和编辑模糊系统。通过单击，可以访问有关Surface Viewer的信息帮助和关闭UI使用关闭．

导入和导出模糊推理系统

当您将一个模糊系统保存到一个文件时，您将保存该系统的带有文件后缀的ASCII文本FIS文件表示形式.fis．不手动编辑的内容.fis文件。这样做会在加载文件时产生意想不到的结果。当您将模糊系统保存到MATLAB工作空间时，您正在创建一个变量，该变量充当模糊系统的MATLAB对象。