‫درس ﺷﺒﻜﻪﻫﺎي ﻋﺼﺒﻲ و ﺳﺎﻣﺎﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎزي ‪ ‬‬
‫‪ ‬ﺑﻪ ﻧﺎم ﺧﺪا ‪ ‬‬
‫‪ ‬ﺗﻤﺮﻳﻦ ﺳﺮي ﺳﻮم‬
‫‪ ‬‬
‫ﻣﻮﻋﺪ ﺗﺤﻮﻳﻞ‪:‬‬
‫‪ 12‬ﺷﺐ ﺳﻪﺷﻨﺒﻪ ‪ 92/7/30‬‬
‫ﺗﻜﺎﻟﻴﻒ را ﺑﻪ ﺻﻮرت ذﻛﺮ ﺷﺪه در ﺻﻮرت ﺗﻤﺮﻳﻦ ) دﺳﺘﻲ و ﻳﺎ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ( اﻧﺠﺎم دﻫﻴﺪ و ﻫﺮ دو را ﻗﺒﻞ از ﻣﻮﻋﺪ ﺗﺤﻮﻳﻞ دﻫﻴﺪ ﺗﺎ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺗﺎﺧﻴﺮ از‬
‫ﻧﻤﺮهﺗﺎن ﻛﺎﺳﺘﻪ ﻧﺸﻮد‪ .‬ﺗﻤﺮﻳﻨﺎت اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ ﺣﺘﻤﺎً اﺣﺘﻴﺎج ﺑﻪ ﮔﺰارش و ﻧﺘﻴﺠﻪﮔﻴﺮي دارد و ﮔﺰارش ﺑﺎﻳﺪ ﺑﺎ ﻓﺮﻣﺖ ‪ PDF‬ارﺳﺎل ﺷﻮد‪ .‬ﺑﺮاي ﻫﺮ ﺳﻮال از‬
‫ﻗﺴﻤﺖ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ ﺑﺎﻳﺪ ﻳﻚ اﺳﻜﺮﻳﭙﺖ اﻳﺠﺎد ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ ﺗﺎ ﺧﻮاﺳﺘﻪﻫﺎي ﺳﺌﻮال را ﻧﻤﺎﻳﺶ دﻫﺪ‪ .‬ﻛﺪﻫﺎ و ﮔﺰارش ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ را داﺧﻞ ﭘﻮﺷﻪ ﻗﺮار داده و ﺑﺎ‬
‫ﻋﻨﻮان ‪ HW3_STID_FirstName_LastNam‬ﺑﻪ آدرس ‪ [email protected]‬ارﺳﺎل ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺳﻮاﻻت ﺧﻮد را ﺑﻪ اﻳﻤﻴﻞ ‪ [email protected]‬و ‪ [email protected]‬ارﺳﺎل ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻨﺎت دﺳﺘﻲ‪:‬‬
‫‪ .1‬ﺗﻮاﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺖ زﻳﺮ را در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﺪ‪ :‬‬
‫اﮔﺮ دو ﻗﺎﻧﻮن زﻳﺮ را داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﻢ‪:‬‬
‫‪If x is low then y is fast.‬‬
‫‪If x is not medium and x is high then y slow.‬‬
‫ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﻴﺴﺘﻢ اﺳﺘﻨﺘﺎج ﻓﺎزي ﻧﻮع ‪ Mamdani‬و در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ورودي ‪ ، x=0.4‬ﺧﺮوﺟﻲ را ﺑﻪ روشﻫﺎي زﻳﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ‪:‬‬
‫‪ (a‬از ‪ Max‬ﺑﺮاي ﻋﻤﻠﮕﺮ ‪ S-norm‬و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻋﻤﻠﮕﺮ ‪ Aggregate‬اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ‪ Defuzzification .‬را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ‪ Centroid‬و ‪Mean‬‬
‫‪ of Max‬ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ )ﺑﺮاي ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ‪ Centroid‬ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻴﺪ از اﻧﺘﮕﺮال ﮔﻴﺮي اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ ﻳﺎ از روش ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ(‪.‬‬
‫‪ (b‬از ‪ Product‬ﺑﺮاي ﻋﻤﻠﮕﺮ ‪ S-norm‬و از ﺟﻤﻊ ﺑﺮاي ﻋﻤﻠﮕﺮ ‪ Aggregate‬اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ‪ Defuzzification .‬را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ‪Centroid‬‬
‫ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﻴﺪ‪.‬‬
‫‪ .2‬ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺗﻮاﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺘﻲ ﻛﻪ در ﺳﻮال ﻗﺒﻞ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪهاﻧﺪ‪ ،‬ﺳﻴﺴﺘﻢ اﺳﺘﻨﺘﺎج ﻓﺎزي ‪ Sugeno‬ﺑﺎ ﻗﻮاﻧﻴﻦ زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه اﻧﺪ‪:‬‬
‫‪If x is low and y is fast then friction = x * y.‬‬
‫‪If x is high or y is slow then friction = 2x * y.‬‬
‫ﺑﻪ ازاي )‪ (x, y)=(0.3,0.4‬و )‪ (x, y)=(0.3,0.8‬ﺧﺮوﺟﻲ ‪ friction‬را ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ )از ‪ Max‬ﺑﺮاي ‪ S-norm‬و از ‪ Min‬ﺑﺮاي ‪T-norm‬‬
‫اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ(‪.‬‬
‫‪ .3‬اﮔﺮ دو ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻓﺎزي ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﻢ‪:‬‬
‫‪X  0.1 / x 1  0.9 / x 2  0.9 / x 3  0.1 / x 4‬‬
‫‪Y  0.3 / y 1  0.8 / y 2  0.3 / y 3‬‬
‫‪Z  0.1 / z 1  0.9 / z 2‬‬
‫و ﻗﺎﻧﻮن ‪ if x is not X then y is Y‬و ‪ if y is Y then z is not Z‬را داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﻢ راﺑﻄﻪي ﻓﺎزي ‪ X  Z‬را ﺑﺪﺳﺖ آورﻳﺪ )ﺑﺮاي ﻫﺮ‬
‫ﻗﺎﻧﻮن از روش ﻣﻤﺪاﻧﻲ )‪ (coupled‬و ﺑﺮاي ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻗﻮاﻧﻴﻦ از ‪ max-min composition‬اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ( و ﺧﺮوﺟﻲ را ﺑﻪ ازاي ورودي ﻫﺎي زﻳﺮ‬
‫ﻣﺸﺨﺺ ﻛﻨﻴﺪ )از ‪ Max‬ﺑﺮاي ‪ S-norm‬و از ‪ Min‬ﺑﺮاي ‪ T-norm‬اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ(‪.‬‬
‫‪) X 1  0.9 / x 1  0.5 / x 2  0.2 / x 3  0 / x 4‬اﻟﻒ‬
‫‪) X 2  0.1 / x 1  0.9 / x 2  0.9 / x 3  0.1 / x 4‬ب‬
‫‪) X 3  0 / x 1  0.2 / x 2  0.5 / x 3  0.9 / x 4‬ج‬
‫‪ .4‬ﺳﻮاﻻت ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪﻫﺎي ﻋﺼﺒﻲ واﻗﻌﻲ‪:‬‬
‫اﻟﻒ( در ﭘﻴﻮﻧﺪ ﺑﻴﻦ دو ﻧﻮرون ‪ post‐synaptic‬و ‪ pre‐synaptic‬ﺑﻪ ﭼﻪ ﭼﻴﺰ اﺗﻼق ﻣﻲﺷﻮد؟‬
‫ب( درﺑﺎرهي ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﻳﺎدﮔﻴﺮي ‪ (Spike‐Timing Dependent Plasticity) STDP‬ﺗﻮﺿﻴﺢ دﻫﻴﺪ‪ .‬در اﻳﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﭼﮕﻮﻧﻪ ﻗﺪرت‬
‫)‪ (strength‬اﺗﺼﺎﻻت ﺑﻴﻦ ﻧﻮرونﻫﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ؟‬
‫‪ ‬‬
‫‪ .5‬ﺗﻤﺮﻳﻦﻫﺎي ‪ 1‬و ‪ 3‬از ﻓﺼﻞ ﭼﻬﺎرم ﻛﺘﺎب ‪ .Neuro‐Fuzzy and Soft Computing‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫ﺗﻤﺮﻳﻨﺎت اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ‪:‬‬
‫ﺗﻮﺟﻪ‪ :‬از ﺗﻮاﺑﻊ ﻣﻮﺟﻮد در ‪ Fuzzy Logic Toolbox‬اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ‪.‬‬
‫‪ .1‬ﻳﻚ ﭘﺮدازش ﻣﺘﺎﻟﻮژﻳﻜﻲ ﺷﺎﻣﻞ ﺣﺮارت ﺣﺠﻤﻲ از ﻣﻮاد در ﻳﻚ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮاي ﻳﻚ ﻣﺪت زﻣﺎن ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ‪ .‬ﺣﺮارت دﻫﻨﺪه ﺗﻮﺳﻂ‬
‫ﻧﺮخ ﻣﺼﺮف ﺳﻮﺧﺖ ﺧﻮد ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬دﻳﺎﮔﺮام اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ در ﺷﻜﻞ ‪ 1‬ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬‬
‫ﻛﻤﻴﺖﻫﺎي ﻓﺎزي ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪهاﻧﺪ‪:‬‬
‫)‪T : Temperature of the material (LW=low; HG=high‬‬
‫)‪M : Mass of material (SM=small; LG=large‬‬
‫)‪P : Process termination time (FR=far; NR=near‬‬
‫)‪F : Fuel supply rate (RD=reduce; MN=maintain; IN=increase‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫ﺗﻮاﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺖ اﻳﻦ ﻛﻤﻴﺖﻫﺎ در ﺷﻜﻞ ‪ 2‬آورده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻗﻮاﻧﻴﻦ ﭘﺎﻳﻪاي ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﻛﻨﺘﺮلﻛﻨﻨﺪه ﻓﺎزي ﺑﺮاي ﻣﺼﺮف ﺳﻮﺧﺖ ﺑﺼﻮرت زﻳﺮ اﺳﺖ‪:‬‬
‫‪If T is LW and P is FR then F is IN‬‬
‫‪If T is HG then F is RD‬‬
‫‪If M is SM and P is NR then F is MN‬‬
‫‪If M is LG and P is FR then F is IN‬‬
‫‪If P is NR then F is RD‬‬
‫در ﻳﻚ ﻟﺤﻈﻪ‪ ،‬ﭘﺮدازش دادهﻫﺎي ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺼﻮرت زﻳﺮ اﺳﺖ‪:‬‬
‫‪Temperature‬‬
‫‪= 400 C‬‬
‫‪Material Mass‬‬
‫‪= 600 kg‬‬
‫‪Process operation time = 0.7 hr‬‬
‫اﺑﺘﺪا ﺗﺎﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺖ اﺳﺘﻨﺘﺎﺟﻲ ﺑﺮاي ﻣﺼﺮف ﺳﻮﺧﺖ را ﺑﺪﺳﺖ آورده و ﺳﭙﺲ ﻣﻘﺪار ‪ crisp‬آن را ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﻨﻴﺪ‪ .‬ﺗﺎﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺖ اﺳﺘﻨﺘﺎج ﺷﺪه ﺧﻮد را‬
‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ‪) .‬ﺑﺮاي ‪ defuzzification‬از ‪ centroid‬و ‪ mean of maximum‬اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ و از ‪ GUI‬اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻜﻨﻴﺪ(‪ .‬از ﻣﺸﺨﺼﺎت زﻳﺮ در‬
‫ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻓﺎزي ﺧﻮد اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ‪:‬‬
‫‪And = product, OR = maximum, Implication = scaling, Aggregation = max, Type = mamdani ‬‬
‫‪ .2‬ﻓﺮض ﻛﻨﻴﺪ ﻛﻪ ﻗﻮاﻧﻴﻦ زﻳﺮ وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ‪:‬‬
‫‪If X is small and Y is small then z = ‐x + y + 1. ‬‬
‫‪If X is small and Y is large then z = ‐y + 3. ‬‬
‫‪If X is large and Y is small then z = ‐x + 3. ‬‬
‫‪If X is large and Y is large then z = x + y + 2. ‬‬
‫ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ‪ ،‬ﺗﻮاﺑﻊ ﻋﻀﻮﻳﺖ ‪ X‬و ‪ Y‬ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ )ﻫﺮ دو ﻣﺘﻐﻴﺮ در ﺑﺎزهي ‪ -5‬ﺗﺎ ‪ 5‬ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه‪ ‬اﻧﺪ(‪:‬‬
‫‪ X: Large = sigmf(2,0), Small = 1 – Large‬‬
‫‪ Y: Large = sigmf(1,0), Small = 1 – Large‬‬
‫در اﻳﻨﺼﻮرت ﺳﻄﺢ ﺧﺮوﺟﻲ ﺣﺎﺻﻞ را ﺑﺮ اﺳﺎس ورودي‪ ‬ﻫﺎ ﺗﺮﺳﻴﻢ ﻧﻤﺎﻳﻴﺪ )ﺷﻜﻞ ﺣﺎﺻﻞ ﻳﻚ ﻧﻤﻮدار ﺳﻪ ﺑﻌﺪي اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺤﻮر اول و دوم آن ‪ X‬و ‪Y‬‬
‫اﺳﺖ و ﻣﺤﻮر ﺳﻮم آن ﻣﻘﺪار ‪ Z‬ﺑﺮ اﺳﺎس رواﺑﻂ ﺑﺎﻻ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و از ‪ GUI‬اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻜﻨﻴﺪ(‪ .‬از ﻣﺸﺨﺼﺎت زﻳﺮ در ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻓﺎزي ﺧﻮد اﺳﺘﻔﺎده ﻛﻨﻴﺪ‪:‬‬
‫‪And = min, OR = maximum, Implication = min, Aggregation = max, Type = sugeno, defuzzify = weighted ‬‬
‫‪average‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬