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FuzzyLite

Die FuzzyLite-Bibliotheken für Fuzzy Logic Control beziehen sich auf fuzzylite (C++), pyfuzzylite (Python) und jfuzzylite (Java).

Das Ziel der FuzzyLite-Bibliotheken besteht darin, Fuzzy-Logic-Controller nach einem objektorientierten Programmiermodell mit minimaler Abhängigkeit von externen Bibliotheken einfach zu entwerfen und effizient zu betreiben.

Lizenz

fuzzylite ist unter der GNU GPL 3.0 und unter einer proprietären Lizenz für kommerzielle Zwecke doppelt lizenziert.

Wir empfehlen Ihnen dringend , die Entwicklung der FuzzyLite-Bibliotheken durch den Kauf einer Lizenz von QtFuzzyLite zu unterstützen.

QtFuzzyLite ist die beste verfügbare grafische Benutzeroberfläche zum einfachen Entwerfen und direkten Bedienen von Fuzzy-Logic-Controllern in Echtzeit. Verfügbar für Windows, Mac und Linux. Ziel ist es, die Entwicklung Ihrer Fuzzy-Logic-Controller erheblich zu beschleunigen und gleichzeitig eine sehr nützliche , funktionale und schöne Benutzeroberfläche bereitzustellen. Bitte laden Sie es herunter und testen Sie es kostenlos unter fuzzylite.com/downloads.

Dokumentation

Besuchen Sie fuzzylite.com/documentation

Merkmale

(6) Controller : Mamdani, Takagi-Sugeno, Larsen, Tsukamoto, Inverse Tsukamoto, Hybrid

(25) Sprachliche Begriffe : (5) Grundbegriffe : Dreieck, Trapez, Rechteck, Diskret, Halbellipse. (8) Erweitert : Bell, Cosinus, Gaußian, GaussianProduct, PiShape, SigmoidDifference, SigmoidProduct, Spike. (7) Kanten : Bogen, Binär, Konkav, Rampe, Sigmoid, SShape, ZShape. (3) Funktionen : Konstante, Linear, Funktion. (2) Speziell : Aggregiert, aktiviert.

(7) Aktivierungsmethoden : Allgemein, Proportional, Schwellenwert, Erster, Letzter, Niedrigster, Höchster.

(9) Konjunktion und Implikation (T-Normen) : Minimum, AlgebraicProduct, BoundedDifference, DrasticProduct, EinsteinProduct, HamacherProduct, NilpotentMinimum, LambdaNorm, FunctionNorm.

(11) Disjunktion und Aggregation (S-Normen) : Maximum, AlgebraicSum, BoundedSum, DrasticSum, EinsteinSum, HamacherSum, NilpotentMaximum, NormalizedSum, UnboundedSum, LambdaNorm, FunctionNorm.

(7) Defuzzifikatoren : (5) Integral : Schwerpunkt, Winkelhalbierende, SmallestOfMaximum, LargestOfMaximum, MeanOfMaximum. (2) Gewichtet : WeightedAverage, WeightedSum.

(7) Hecken : Beliebig, Nicht, Extrem, Selten, Etwas, Sehr, Funktion.

(3) Importeure : FuzzyLite Language fll , Fuzzy Inference System fis , Fuzzy Control Language fcl .

(7) Exporteure : C++ , Java , FuzzyLite Language fll , FuzzyLite Dataset fld , R Skript, Fuzzy Inference System fis , Fuzzy Control Language fcl .

(30+) Beispiele für Mamdani-, Takagi-Sugeno-, Tsukamoto- und Hybrid-Controller von fuzzylite , Octave und Matlab, jeweils in den folgenden Formaten enthalten: C++ , Java , fll , fld , R , fis und fcl .

Beispiel

FuzzyLite-Sprache 

 # File: ObstacleAvoidance.fll
Engine : ObstacleAvoidance
InputVariable : obstacle
  enabled : true
  range : 0.000 1.000
  lock-range : false
  term : left Ramp 1.000 0.000
  term : right Ramp 0.000 1.000
OutputVariable : mSteer
  enabled : true
  range : 0.000 1.000
  lock-range : false
  aggregation : Maximum
  defuzzifier : Centroid 100
  default : nan
  lock-previous : false
  term : left Ramp 1.000 0.000
  term : right Ramp 0.000 1.000
RuleBlock : mamdani
  enabled : true
  conjunction : none
  disjunction : none
  implication : AlgebraicProduct
  activation : General
  rule : if obstacle is left then mSteer is right
  rule : if obstacle is right then mSteer is left 
 // File: ObstacleAvoidance.cpp
# include < fl/Headers.h >

fl::Engine* engine = fl::FllImporter().fromFile( " ObstacleAvoidance.fll " );

C++ 

 // File: ObstacleAvoidance.cpp
# include < fl/Headers.h >

using namespace fuzzylite ;

Engine* engine = new Engine;
engine-> setName ( " ObstacleAvoidance " );
engine-> setDescription ( " " );

InputVariable* obstacle = new InputVariable;
obstacle-> setName ( " obstacle " );
obstacle-> setDescription ( " " );
obstacle-> setEnabled ( true );
obstacle-> setRange ( 0.000 , 1.000 );
obstacle-> setLockValueInRange ( false );
obstacle-> addTerm ( new Ramp( " left " , 1.000 , 0.000 ));
obstacle-> addTerm ( new Ramp( " right " , 0.000 , 1.000 ));
engine-> addInputVariable (obstacle);

OutputVariable* mSteer = new OutputVariable;
mSteer -> setName ( " mSteer " );
mSteer -> setDescription ( " " );
mSteer -> setEnabled ( true );
mSteer -> setRange ( 0.000 , 1.000 );
mSteer -> setLockValueInRange ( false );
mSteer -> setAggregation ( new Maximum);
mSteer -> setDefuzzifier ( new Centroid( 100 ));
mSteer -> setDefaultValue (fl::nan);
mSteer -> setLockPreviousValue ( false );
mSteer -> addTerm ( new Ramp( " left " , 1.000 , 0.000 ));
mSteer -> addTerm ( new Ramp( " right " , 0.000 , 1.000 ));
engine-> addOutputVariable ( mSteer );

RuleBlock* mamdani = new RuleBlock;
mamdani-> setName ( " mamdani " );
mamdani-> setDescription ( " " );
mamdani-> setEnabled ( true );
mamdani-> setConjunction (fl::null);
mamdani-> setDisjunction (fl::null);
mamdani-> setImplication ( new AlgebraicProduct);
mamdani-> setActivation ( new General);
mamdani-> addRule (Rule::parse( " if obstacle is left then mSteer is right " , engine));
mamdani-> addRule (Rule::parse( " if obstacle is right then mSteer is left " , engine));
engine-> addRuleBlock (mamdani);

Betrieb 

 using namespace fuzzylite ;

std::string status;
if ( not engine-> isReady (&status))
    throw Exception( " [engine error] engine is not ready: n " + status, FL_AT);

InputVariable* obstacle = engine-> getInputVariable ( " obstacle " );
OutputVariable* steer = engine-> getOutputVariable ( " steer " );

for ( int i = 0 ; i <= 50 ; ++i){
    scalar location = obstacle-> getMinimum () + i * (obstacle-> range () / 50 );
    obstacle-> setValue (location);
    engine-> process ();
    FL_LOG ( " obstacle.input = " << Op::str (location) << 
        " => " << " steer.output = " << Op::str (steer-> getValue ()));
}

Kompilieren, verknüpfen und ausführen

Sobald Sie eine Engine in C++ geschrieben haben, können Sie sie kompilieren, um eine ausführbare Datei zu erstellen, die mit der fuzzylite -Bibliothek verknüpft ist. Die Verknüpfung kann entweder statisch oder dynamisch sein. Grundsätzlich gibt es folgende Unterschiede zwischen statischer und dynamischer Verknüpfung.

Durch die statische Verknüpfung wird die fuzzylite -Bibliothek in Ihre ausführbare Datei eingebunden, wodurch deren Größe zunimmt, die ausführbare Datei muss jedoch keinen Zugriff mehr auf die fuzzylite -Bibliotheksdateien haben.

Bei der dynamischen Verknüpfung wird die fuzzylite -Bibliothek nicht in Ihre ausführbare Datei eingebunden, wodurch deren Größe reduziert wird. Die ausführbare Datei muss jedoch Zugriff auf die gemeinsam genutzte fuzzylite -Bibliotheksdatei haben. Stellen Sie bei Verwendung der dynamischen Verknüpfung sicher, dass sich die gemeinsam genutzten Bibliotheksdateien entweder im selben Verzeichnis wie die ausführbare Datei befinden oder über Umgebungsvariablen erreichbar sind: 

rem Windows:
set PATH = " pathtofuzzylitereleasebin;%PATH% " 
 # Unix:
export LD_LIBRARY_PATH= " /path/to/fuzzylite/release/bin/: $LD_LIBRARY_PATH "

Windows

Die Befehle zum Kompilieren Ihrer Engine in Windows sind die folgenden:

C++11 (Standard) 

rem static linking:
cl.exe ObstacleAvoidance.cpp fuzzylite - static .lib / Ipath / to / fuzzylite / EHsc / MD
rem dynamic linking:
cl.exe ObstacleAvoidance.cpp fuzzylite.lib / Ipath / to / fuzzylite / DFL_IMPORT_LIBRARY / EHsc / MD

C++98 

rem static linking:
cl.exe ObstacleAvoidance.cpp fuzzylite - static .lib / Ipath / to / fuzzylite / DFL_CPP98 = ON / EHsc / MD
rem dynamic linking:
cl.exe ObstacleAvoidance.cpp fuzzylite.lib / Ipath / to / fuzzylite / DFL_IMPORT_LIBRARY / DFL_CPP98 = ON / EHsc / MD

Unix

Die Befehle zum Kompilieren Ihrer Engine unter Unix sind die folgenden:

C++11 (Standard) 

 # static linking
g++ ObstacleAvoidance.cpp -o ObstacleAvoidance -I/path/to/fuzzylite -L/path/to/fuzzylite/release/bin -lfuzzylite-static --std=c++11
 # dynamic linking
g++ ObstacleAvoidance.cpp -o ObstacleAvoidance -I/path/to/fuzzylite -L/path/to/fuzzylite/release/bin -lfuzzylite

C++98 

 # static linking
g++ ObstacleAvoidance.cpp -o ObstacleAvoidance -I/path/to/fuzzylite -L/path/to/fuzzylite/release/bin -lfuzzylite-static -DFL_CPP98=ON
 # dynamic linking
g++ ObstacleAvoidance.cpp -o ObstacleAvoidance -I/path/to/fuzzylite -L/path/to/fuzzylite/release/bin -lfuzzylite -DFL_CPP98=ON

CMake

Alternativ können Sie CMake verwenden, um Ihr Projekt zu erstellen und es mit fuzzylite zu verknüpfen. Bitte beachten Sie die Beispielanwendung unter Beispiele/Anwendung.

Bauen aus der Quelle

Sie können die fuzzylite -Bibliothek mit CMake (cmake.org) aus dem Quellcode erstellen.

Weitere Informationen finden Sie unter .github/workflows .

Unix 

cmake -B build/ -G " Unix Makefiles "  .
cmake --build build/ --parallel
ctest --test-dir build/

Windows 

cmake -B build/ -G " NMake Makefiles " .
cmake --build build/
ctest --test-dir build/

Bauoptionen

Folgende Baumöglichkeiten stehen zur Verfügung:

-DFL_USE_FLOAT=ON erstellt die Binärdateien unter Verwendung des Datentyps fl::scalar als float anstelle von double . Standardmäßig werden die Binärdateien mit -DFL_USE_FLOAT=OFF erstellt. Wenn fuzzylite mit -DFL_USE_FLOAT=ON erstellt wird, müssen die mit fuzzylite verknüpften Anwendungen auch dieses Kompilierungsflag angeben.

-DFL_CPP98=ON erstellt Binärdateien mit C++98 -Funktionen anstelle von C++11 . Standardmäßig werden die Binärdateien mit -DFL_CPP98=OFF erstellt. Wenn Sie C++98 verwenden, können Sie die Leistung Ihrer Engine nicht mithilfe der Benchmark -Klasse messen und keinen der Tests ausführen.

-DFL_BACKTRACE=OFF deaktiviert die Backtrace-Informationen im Fehlerfall. Standardmäßig werden die Binärdateien mit -DFL_BACKTRACE=ON erstellt. Unter Windows ist für die Backtrace-Informationen die externe Bibliothek dbghelp erforderlich, die in Ihrem System allgemein verfügbar ist.

Dokumentation

Der Quellcode von fuzzylite ist mithilfe doxygen -Formatierung sehr gut dokumentiert und die Dokumentation ist unter fuzzylite.com/documentation verfügbar. Wenn Sie die Dokumentation lokal generieren möchten, können Sie die html Dokumentation aus der Datei Doxyfile über die Befehlszeile erstellen: doxygen Doxyfile . Die Dokumentation wird im Ordner docs erstellt.

Binärdateien

Nach dem Erstellen aus dem Quellcode sind die folgenden relevanten Binärdateien aufgeführt, die im Release -Modus erstellt werden. Im Debug Modus enden die Dateinamen mit -debug (z. B. fuzzylite-debug.exe ).

Windows

  • Konsolenanwendung: fuzzylite.exe
  • Gemeinsame Bibliothek: fuzzylite.dll , fuzzylite.lib
  • Statische Bibliothek: fuzzylite-static.lib

Linux

  • Konsolenanwendung: fuzzylite
  • Gemeinsame Bibliothek: libfuzzylite.so
  • Statische Bibliothek: libfuzzylite-static.a

Mac

  • Konsolenanwendung: fuzzylite
  • Gemeinsame Bibliothek: libfuzzylite.dylib
  • Statische Bibliothek: libfuzzylite-static.a

Konsole

Mit der Konsolenanwendung von fuzzylite können Sie Ihre Engines importieren und exportieren. Seine Verwendung kann durch Ausführen der Konsolenbinärdatei ermittelt werden. Darüber hinaus kann die Konsole in den interaktiven Modus versetzt werden. Mit der FuzzyLite Interactive Console können Sie einen bestimmten Controller bewerten, indem Sie die Eingabewerte manuell bereitstellen. Die interaktive Konsole wird durch die Angabe einer Eingabedatei und eines Ausgabeformats ausgelöst. Um beispielsweise mit dem ObstacleAvoidance -Controller zu interagieren, wird die interaktive Konsole wie folgt gestartet: 

fuzzylite -i ObstacleAvoidance.fll -of fld

Mitwirken

Alle Beiträge sind willkommen, sofern sie den folgenden Richtlinien folgen:

  • Der Quellcode stimmt mit den Standards in der Bibliothek überein
  • Der Beitrag wird ordnungsgemäß dokumentiert und getestet und wirft gegebenenfalls Probleme auf
  • Der Beitrag ist unter der FuzzyLite-Lizenz lizenziert

Referenz

Wenn Sie die FuzzyLite-Bibliotheken verwenden, geben Sie bitte in Ihrem Artikel die folgende Referenz an:

Juan Rada-Vilela. Die FuzzyLite-Bibliotheken für Fuzzy Logic Control, 2018. URL https://fuzzylite.com.

Oder mit bibtex : 

 @misc { fl::fuzzylite ,
    author = { Juan Rada-Vilela } ,
    title = { The FuzzyLite Libraries for Fuzzy Logic Control } ,
    url = { https://fuzzylite.com } ,
    year = { 2018 }
}

fuzzylite® ist eine eingetragene Marke von FuzzyLite Limited
jfuzzylite™ ist eine Marke von FuzzyLite Limited
pyfuzzylite™ ist eine Marke von FuzzyLite Limited
QtFuzzyLite™ ist eine Marke von FuzzyLite Limited

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