We propose a optimal identification of information granulation(IG)-based fuzzy model to carry out the model identification of complex and nonlinear systems. To optimally identity we use genetic algorithm (GAs) sand Hard C-Means (HCM) clustering. An initial structure of fuzzy model is identified by determining the number of input, the selected input variables, the number of membership function, and the conclusion inference type by means of GAs. Granulation of information data with the aid of Hard C-Means(HCM) clustering algorithm help determine the initial parameters of fuzzy model such as the initial apexes of the membership functions and the initial values of polynomial functions being used in the premise and consequence part of the fuzzy rules. And the initial parameters are tuned effectively with the aid of the genetic algorithms(GAs) and the least square method. Numerical example is included to evaluate the performance of the proposed model.
Kutubi, Abdullah Al Rahat;Hong, Min-Gee;Kim, Choen
대한원격탐사학회지
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제34권1호
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pp.151-166
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2018
This paper compares the four selections of performance used in the application of genetic algorithms (GAs) to automatically optimize multispectral pixel cluster for unsupervised classification from KOMPSAT-3 data, since the selection among three main types of operators including crossover and mutation is the driving force to determine the overall operations in the clustering GAs. Experimental results demonstrate that the tournament selection obtains a better performance than the other selections, especially for both the number of generation and the convergence rate. However, it is computationally more expensive than the elitism selection with the slowest convergence rate in the comparison, which has less probability of getting optimum cluster centers than the other selections. Both the ranked-based selection and the proportional roulette wheel selection show similar performance in the average Euclidean distance using the pixel clustering, even the ranked-based is computationally much more expensive than the proportional roulette. With respect to finding global optimum, the tournament selection has higher potential to reach the global optimum prior to the ranked-based selection which spends a lot of computational time in fitness smoothing. The tournament selection-based clustering GA is used to successfully classify the KOMPSAT-3 multispectral data achieving the sufficient the matic accuracy assessment (namely, the achieved Kappa coefficient value of 0.923).
In this paper, an approach to identify fuzzy rules is proposed. The decision of the optimal number of fuzzy rule is made by means of fuzzy c-means clustering. The identification of the parameters of fuzzy implications is carried out by use of genetic algorithms. For the efficinet and fast parameter identification, the reduction thechnique of search areas of genetica algorithms is proposed. The feasibility of the proposed approach is evaluated through the identification of the fuzzy model to describe an input-output relation of Gas Furnace. Despite the simplicity of the propsed apprach the accuracy of the identified fuzzy model of gas furnace is superior as compared with that of other fuzzy modles.
In this paper, we propose a genetically optimized identification of information granulation(IG)-based fuzzy model. To optimally design the IG-based fuzzy model we exploit a hybrid identification through genetic alrogithms(GAs) and Hard C-Means (HCM) clustering. An initial structure of fuzzy model is identified by determining the number of input, the seleced input variables, the number of membership function, and the conclusion inference type by means of GAs. Granulation of information data with the aid of Hard C-Means(HCM) clustering algorithm help determine the initial paramters of fuzzy model such as the initial apexes of the membership functions and the initial values of polyminial functions being used in the premise and consequence part of the fuzzy rules. And the inital parameters are tuned effectively with the aid of the genetic algorithms and the least square method. And also, we exploite consecutive identification of fuzzy model in case of identification of structure and parameters. Numerical example is included to evaluate the performance of the proposed model.
In this paper, the Multi-FNNs(Fuzzy-Neural Networks) architecture is identified and optimized using HCM(Hard C-Means) clustering method and genetic algorithms. The proposed Multi-FNNs architecture uses simplified inference and linear inference as fuzzy inference method and error back propagation algorithm as learning rules. Here, HCM clustering method, which is carried out for the process data preprocessing of system modeling, is utilized to determine the structure of Multi-FNNs according to the divisions of input-output space using I/O process data. Also, the parameters of Multi-FNNs model such as apexes of membership function, learning rates and momentum coefficients are adjusted using genetic algorithms. An aggregate performance index with a weighting factor is used to achieve a sound balance between approximation and generalization abilities of the model. To evaluate the performance of the proposed model we use the time series data for gas furnace and the NOx emission process data of gas turbine power plant.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제5권3호
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pp.253-258
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2005
In this study, we introduce a new category of fuzzy inference systems based on information granulation to carry out the model identification of complex and nonlinear systems. Informal speaking, information granules are viewed as linked collections of objects (data, in particular) drawn together by the criteria of proximity, similarity, or functionality. To identify the structure of fuzzy rules we use genetic algorithms (GAs). Granulation of information with the aid of Hard C-Means (HCM) clustering algorithm help determine the initial parameters of fuzzy model such as the initial apexes of the membership functions and the initial values of polynomial functions being used in the premise and consequence part of the fuzzy rules. And the initial parameters are tuned effectively with the aid of the genetic algorithms and the least square method (LSM). The proposed model is contrasted with the performance of the conventional fuzzy models in the literature.
In this paper, the improved Multi-FNN (Fuzzy-Neural Networks) model is identified and optimized using HCM (Hard C-Means) clustering method and optimization algorithms. The proposed Multi-FNN is based on FNN and use simplified and linear inference as fuzzy inference method and error back propagation algorithm as learning rules. We use a HCM clustering and genetic algorithms (GAs) to identify both the structure and the parameters of a Multi-FNN model. Here, HCM clustering method, which is carried out for the process data preprocessing of system modeling, is utilized to determine the structure of Multi-FNN according to the divisions of input-output space using I/O process data. Also, the parame...
셀룰러 유전알고리즘(CGAs)은 모집단이 특정한 위상 구조를 갖는 유전알고리즘의 일종이다. 보통의 경우, CGAs의 모집단 공간은 네트워크 이론 측면에서 상대적으로 긴 평균경로길이와 큰 클러스터링계수를 갖는 정규 격자형 위상 구조이다. 평균경로길이가 길면 멀리 떨어진 개체들 사이의 유전적 상호작용이 느리게 일어난다. 따라서 클러스터링계수를 유지하면서 평균경로길이를 줄인다면 개체의 다양성이 유지되면서도 모집단이 보다 빠르게 수렴할 것이다. 이 논문에서는 최소좁은세상 셀룰러 유전알고리즘(SSWCGAs)을 제안한다. SSWCGAs에서 각 개체는 클러스터링이 잘되었으면서도 노드를 연결하는 평균경로길이가 짧은 모집단에 거주하여, 클러스터링에 의한 세부탐색 능력을 유지하면서도 전역탐색을 잘하게 된다. 네 가지 실변수 함수와 두 가지 GA-hard 문제에 대한 실험을 통하여 SSWCGAs가 SGAs 및 CGAs보다 효과적임을 보였다.
In this paper, an optimal identification method using Multi-FNN(Fuzzy-Neural Network) is proposed for model ins of nonlinear complex system. In order to control of nonlinear process with complexity and uncertainty of data, proposed model use a HCM clustering algorithm which carry out the input-output data preprocessing function and Genetic Algorithm which carry out optimization of model. The proposed Multi-FNN is based on Yamakawa's FNN and it uses simplified inference as fuzzy inference method and Error Back Propagation Algorithm as learning rules. HCM clustering method which carry out the data preprocessing function for system modeling, is utilized to determine the structure of Multi-FNN by means of the divisions of input-output space. Also, the parameters of Multi-FNN model such as apexes of membership function, learning rates and momentum coefficients are adjusted using genetic algorithms. Also, a performance index with a weighting factor is presented to achieve a sound balance between approximation and generalization abilities of the model, To evaluate the performance of the proposed model, we use the time series data for gas furnace and the numerical data of nonlinear function.
In this paper, we introduce a new category of fuzzy inference systems baled on information granulation to carry out the model identification of complex and nonlinear systems. Informal speaking, information granules are viewed as linked collections of objects(data, in particular) drawn together by the criteria of proximity, similarity, or functionality. Granulation of information with the aid of Hard C-Means(HCM) clustering algorithm help determine the initial parameters of fuzzy model such as the initial apexes of the membership functions and the initial values of polyminial functions being used in the premise and consequence part of the fuzzy rules. And the initial parameters are tuned effectively with the aid of the genetic algorithms(GAs) and the least square method. The proposed model is contrasted with the performance of the conventional fuzzy models in the literature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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