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第 5 章

用滑桿實際體驗

確認目前為止以手計算追蹤過的數字,在實際的模擬器中會呈現什麼樣貌。

從這裡開始使用下方的模擬器。初始值設定為 26°C、68%,第 2 至 4 章所追蹤的範例會直接顯示出來。首先,請確認你自己的手計算結果與畫面上的數字是否一致。

模擬器組成(純文字版)

模擬器內含下列區塊。在 JavaScript 無法執行的環境下圖表雖無法呈現,但仍可從以下說明掌握整體架構。

  1. 輸入滑桿:室溫(16–34°C,間距 0.1)與濕度(20–90%,間距 1)共兩條。
  2. 預設按鈕:「舒適午後(24°C・55%)」「梅雨季(25°C・80%)」「盛夏(32°C・60%)」「乾燥的寒冷日(18°C・30%)」「觀察邊界(26.8°C・69%)」共 5 個。
  3. 輸出讀數:上方以大字顯示模糊控制輸出(%)與標籤(弱/中/強),下方並列顯示與門檻控制輸出的差值。
  4. 聚合輸出圖:在輸出軸 0–100% 上繪製削平後的峰與重心位置(縱線),是解模糊化的主角圖表。
  5. 隸屬度圖 2 張:分別把溫度與濕度的隸屬函數與目前值疊加呈現。
  6. 觸發規則一覽:在 9 條規則中列出觸發強度 > 0 的規則並附上強度值。
  7. 計算筆記表:把隸屬度・觸發強度・聚合高度・最終輸出彙整為單張表的純文字摘要,便於與手算對照。
  8. 溫度掃描圖:在固定濕度的條件下,把「溫度 vs 模糊輸出」與「溫度 vs 門檻輸出」疊加繪製。

四張主要圖表的意義

1. 聚合輸出(aggregated)
在輸出軸(風扇強度 0–100%)上,將每條規則的主張 μ_agg(x) 削平後以 max 疊加而成的形狀。重心法即從此形狀讀取重心的 x 座標。
2. 重心(centroid)
在聚合輸出圖中以縱線呈現,代表計算所得的重心位置。它直接成為模糊輸出值。
3. 模糊輸出(fuzzy output)
把重心的 x 座標讀為單一數值的最終結果。也就是讀數區大字顯示的百分比。
4. 門檻輸出(threshold output)
用來比較的參考值。將第 1 章的門檻表套用於相同輸入時,會得到 20 / 50 / 85% 其中之一。

移動輸入

變動溫度與溼度時,隸屬度、觸發中的規則、聚合輸出會即時更新。

模糊控制輸出
62.1 %
中風
門檻控制 50 % / 中風
差值 模糊輸出會在每個門檻階梯之前就開始稍微變動。
聚合輸出 重心 模糊輸出 門檻輸出

輸出側正在發生什麼

把弱風 / 中風 / 強風的山頭裁切、以 max 疊合,並將重心讀取為單一點。

溫度隸屬度

溼度隸屬度

目前觸發中的規則

靠近邊界時,多條規則會同時點亮。這正是平滑化的來源。

計算備忘

可與自己的手計算相互對照的摘要:隸屬度、聚合峰值高度、輸出值全部一覽。

改變溫度時的比較

固定目前的溼度,針對 16 至 34°C 的室溫範圍繪製輸出變化。灰色虛線是門檻控制,藍色實線是模糊控制。

觀察重點

  1. 在初始值 26°C、68% 下,確認數字與第 4 章結果 中風 0.50 / 強風 0.25 / 輸出約 62.05% 相符。
  2. 按下 觀察邊界 預設組合,觀察門檻輸出仍停在 50,而模糊輸出已經先一步爬升到約 70% 的情形。
  3. 按下 舒適午後 預設組合,觀察當只有 1 條規則觸發時,聚合圖形會收斂成單一乾淨峰值的樣子。
  4. 按下 盛夏 預設組合,觀察「強風」標籤幾乎佔滿整個輸出範圍的狀態。

理解檢核 5 — 從模擬器讀取數值

操作下方的模擬器來回答。小數點依畫面顯示,取 1 至 2 位即可。

Q1. 在初始值 26°C、68% 時,顯示的模糊輸出大約是多少?

%

Q2. 將預設組合切到『觀察邊界』(26.8°C、69%) 時,觸發中的規則有幾條?

Q3. 預設組合『觀察邊界』顯示的模糊輸出大約是多少?

%

Q4. 將預設組合切到『舒適午後』(24°C、55%) 時,觸發中的規則有幾條?