5.1.7. Применение модуля нечеткого управления для решения задачи парковки грузовика

В п. 3.10.2 рассматривалась задача парковки грузовика и способ формирования нечетких правил с помощью алгоритма накопления знаний на основе численных данных. Применим для решения той же задачи модифицированный модуль нечеткого управления (п. 5.1.5) с возможностью обучения. На первой фазе была выбрана структура модуля. Для первого входного сигнала - позиции грузовика на оси  - предложено использовать пять функций принадлежности, а для второго входного сигнала - угла , под которым грузовик находится к оси  - семь функций принадлежности. В результате генерации посылок нечетких правил на основе попарного сопоставления всех функций принадлежности первой и второй переменной получено  правил. Модуль нечеткого управления, созданный на базе этих правил, представлен на рис. 5.12. Функции принадлежности для входных переменных были равномерно распределены так, как это показано на рис. 5.13. Центры функции принадлежности выходной переменной (угла поворота колес грузовика ) размещены в точке 0, что равнозначно отсутствию выводов (заключений) в правилах. Сформированные таким образом исходные функции принадлежности использовались в модуле нечеткого управления путем задания соответствующих начальных значений параметров и весов.

Рис. 5.12. Структура модуля нечеткого управления, применяемого в задаче парковки грузовика.

Рис. 5.13. Исходные функции принадлежности: а) для позиции грузовика , b) для угла грузовика .

В процессе обучения модуля применялись те же обучающие данные, что и в п. 3.10.2. На протяжении первых 38 эпох сеть обучалась с помощью стандартного алгоритма обратного распространения ошибки с коэффициентом обучения . Следующие 70 эпох сеть обучалась по тому же алгоритму, однако значение коэффициента обучения автоматически уменьшалось (до уровня ). Процесс обучения иллюстрируется на рис. 5.14 (функция погрешности представлена в логарифмическом масштабе).

Рис. 5.14. Процесс обучения модуля нечеткого управления.

Откорректированные в процессе обучения функции принадлежности показаны на рис. 5.15. Центры функции принадлежности выходной переменной, полученные в результате обучения, приведены на рис. 5.16.

Рис. 5.15. Функции принадлежности по завершении обучения: а) для позиции грузовика , б) для угла грузовика .

Рис. 5.16. Центры функций принадлежности выходной переменной, выбранные в процессе обучения.

Корректность функционирования сети проверялась моделированием для трех различных исходных позиций грузовика. Траектории движения для каждого случая изображены на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Траектории движения грузовика из трех исходных позиций: ,  и .