Auswählen einer Defuzzifizierungsmethode
- Aktualisiert2023-02-21
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Bei Entscheidungsunterstützungssystemen richtet sich die Wahl der Defuzzifizierungsmethode nach dem Kontext der Entscheidung, die mit Hilfe des Fuzzy-Reglers getroffen werden soll. Verwenden Sie für quantitative Entscheidungen (z. B. für die Projektpriorisierung) die Methode Gewichtetes Mittel (CoM). Für qualitative Entscheidungen (z. B. die Bewertung von Kreditwürdigkeit) ist dagegen die Methode Arithmetisches Mittel (MoM) zu wählen.
Ein wichtiger Aspekt einer Defuzzifizierungsmethode ist die Stetigkeit des Ausgangssignals. Stellen Sie sich ein Fuzzy-System mit einem vollständigen Regelwerk und überlappenden Zugehörigkeitsfunktionen vor. Eine Defuzzifizierungsmethode gilt als stetig, wenn eine beliebige kleine Änderung eines Eingangswerts niemals eine plötzliche Änderung des Ausgangssignals verursacht.
In dieser Hinsicht sind die Defuzzifizierungsmethoden "Gewichtetes Mittel" (CoM) und Flächenmittelpunkt (CoA) stetig, da bei überlappenden Ausgabe-Zugehörigkeitsfunktionen der beste Kompromiss nicht plötzlich auf einen anderen Wert springt, wenn sich die Eingabe ein wenig ändert. Die Defuzzifizierungsmethode "Arithmetisches Mittel" (MoM) ist hingegen unstetig, da eine beliebige kleine Änderung der Eingangswerte des Fuzzy-Systems dazu führen kann, dass der Ausgabewert auf ein anderes plausibleres Ergebnis springt.
Bei den Defuzzifizierungsmethoden "Flächenmittelpunkt" und "Gewichtetes Mittel" ist die Reglerkennlinie stetig, besonders innerhalb der Intervalle von Eingangswerten, in denen mindestens zwei Regeln gleichzeitig aktiv sind. Das rührt daher, dass die Defuzzifizierungsmethoden mit Mittelwerten arbeiten.
In der folgenden Tabelle werden die verschiedenen Defuzzifizierungsmethoden basierend auf verschiedenen Bewertungskriterien verglichen.
| Bewertungskriterium | Methode | |||
|---|---|---|---|---|
| Flächenmittelpunkt (CoA) und Modifizierter Flächenmittelpunkt (mCoA) |
Summenmittelpunkt (CoS) |
Gewichtetes Mittel (CoM) |
Arithmetisches Mittel (MoM) |
|
| Linguistisches Merkmal | Bester Kompromiss | Bester Kompromiss | Bester Kompromiss | Plausibelstes Resultat |
| Anpassung mit Intuition | Unplausibel bei variierenden Zugehörigkeitsfunktions-Formen und stark überlappenden Zugehörigkeitsfunktionen | Unplausibel bei variierenden Zugehörigkeitsfunktions-Formen und stark überlappenden Zugehörigkeitsfunktionen | Gut | Gut |
| Kontinuität | Ja | Ja | Ja | Nein |
| Rechenaufwand | Sehr hoch | Mittel | Gering | Sehr gering |
| Anwendungsgebiet | Regelung, Entscheidungsunterstützung, Datenanalyse | Regelung, Entscheidungsunterstützung, Datenanalyse | Regelung, Entscheidungsunterstützung, Datenanalyse | Mustererkennung, Entscheidungsunterstützung, Datenanalyse |