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模糊控制数学基础2—模糊逻辑与推理(2)


y为B
B ( y)

B ( y) sup[ A ( x) AB ( x, y)]
*
xA

关于 B ( y)的计算
1 假定 对x x, A* ( x) 1; 对 x x, A* ( x) 0, ) x U ;
(单点模糊化)
*
2) A B ( x, y )用极小(min) 三角范式计算。
模糊推理
1. 单个前提单个规则:
前提(事实) 1 前提 2 (规则) 结果(结论) x是A if x 是A, then y是B y是B
B ( y ) [ A ( x) A ( x) B ( y )]
x
[ ( A ( x) A ( x))] B ( y )
B 那么结果 B的隶属度函数 (y)是多少?
模糊推理公式
AB ( x, y) min[ A ( x), B ( y)] 验证举例 ˆ
令A、A’和B分别为论域X、 X’和Y上的模糊集 合,假定模糊隐含A→B表达为X×Y空间上的 模糊关系: • A:苹果红 {0.25,0.5,0.9} • 论域X 有点红,红,很红 • B:苹果熟 {0.2,0.6,0.8} • 论域Y 有点熟,熟,很熟
0
取上界:
B ( y ) 1 min[ 0, A B ( x x, y )] 1

说明二点: 1)对 x x 一个特定的规则(其结果是具有有限支集的特定
模糊集合),激发的结果是一个具有无限支集的模糊集合。 2)对 x x 所有各点,规则将以最大可能的输出隶属函数值1, 来激发规则。 从工程观点看,以上二点,违反了工程中的因果关系,即 有因才有果。无因不能有果。
pq ( x, y) pq ( x, y) max[ p ( x), q ( y)]
max[( p ( x)), q ( y)] 1
pq ( x, y) 1 p ( x)(1 q ( y))
( p q) ~ [ p (~ q)] (乘积)
X Y
A ( x) B ( y ) /( x, y )
A B ( x , y ) A ( x ) B ( y )
参照精确隐含:(用真值表表示)
A (x) B ( y)
1 1 0 0 1
B ( y)
min[ A ( x), B ( y)] A ( x) B ( y)
pq ( x, y) min[(1, (1 p ( x) q ( y))]
(~ p) q(有界和)
1 min[ p ( x), 1 q ( y)]
1 p (x) q ( y) 1- p (x) 1- q (y) max[ p ( x), q ( y)]
结果正确!
x为A
*
y为B
*
If-then规则 AB ( x, y)
B ( y)
*
则求B A R A (A B)
x
B ( y ) maxmin[ A ( x), B ( x, y )]
前提1 (事实) 前提(规则) 2 结果(结论) x是A if x 是A, then y是B y是B
1 1 0 0
1 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 1
1 0 1 1
1 0 1 1
传统命题逻辑的推理
1 假言推理 (Modus P onens) ) 前提(事实) 1 前提 2 (规则) 结论 x是A if x 是 A, then y 是B y是B [( p ( p q)) q ]
2) 否定前提的假言推理 前提(事实) 1 前提 2 (规则) 结论
p q ,“交” p q , “并”
p q,
“if then”
4) 逆操作 Inversion
5) q”。
~p 等效关系 Equivalence p q ,“p即
一个隐含是“真”,必须满足三个条件之一: 1) 前提是真,结论是真; 在教书,是教师;成立
2) 前提是假,结论是假;不教书,不是教师;成立
模糊逻辑与模糊推理
• 对模糊现象的机理进行分析、抽象,进 而用用模糊数学表达
模糊逻辑与模糊推理
1)精确逻辑(传统逻辑)的一些概念
命题逻辑、布尔代数、和集合论。 ****隐含是重要的概念。 传统的命题逻辑中,命题的“真”和“假”必须具有 意义。逻辑推理是给定一个命题,组合成另一个命题的过 程。组合的基本操作: 1)合取 Conjunction, 2)析取 Disjunction 3)隐含 Implication
(Modus T ollens)
y不是 B if x 是 A, then y 是B x不 是 A [(q ( p q)) p ]
2)模糊逻辑与模糊推理 ☆关于“工程隐含”的概念。模糊隐含原则上可 以引用传统隐含的表达式。
A B ( x, y ) [0,1] 是衡量 x和y隐含关系的真实程度。 表示为: A B ( x, y ) 1 min[ A ( x), (1 B ( y ))] A B ( x, y ) max[( A ( x)), B ( y )] 1
模糊推理:
前提1 (事实) 前提(规则) 2 结果(结论) x是A if x 是A, then y是B y是B
前提2中A与B的模糊关系为:
AB ( x, y) min[ A ( x), B ( y)] ˆ

AB ( x, y) [ A ( x) B ( y)] ˆ
1 0 1 0 1 y
x x
1 0 0 0 模糊隐含 1
B ( y)

1 0 0 0 1
A (x)
B ( y)

A (x)
x’ x
y x’ x
x x
AB ( x, y) min[ A ( x), B ( y)] ˆ
AB ( x, y) [ A ( x) B ( y)] ˆ
B ( y ) sup[ A ( x) ☆ A B ( x, y )]

x A
*
情况1
A* ( x)☆ A B ( x, y )
(对x x)
1☆ A B ( x, y ) min[ , A B ( x, y )] 1 A B ( x, y ) 1 min[ A ( x), (1 B ( y )) ]
q p q ~ q p (~ q) ~ [ p (~ q)] ~ p (~ p) q
T F T T F T T F T F T F T F F T F T T F F T T T F T T
F F
隐含隶属函数表达式 pq ( x, y) 1 pq ( x, y) 1 min[ p ( x), (1 q ( y))] 或
隶属函数的计算
B ( y) [ A ( x) B ( y)] [ A ( x ) B ( y) C ( z )]
x,y x, y
[( A ( x ) B ( y) A ( x ) B ( y)] C ( z ) {[( A ( x ) A ( x ))]} {[ B ( y) B ( y)]} C ( z )
x y
(1 2 ) c ( z )
3) 多前提多规则
前提(事实) 1 前提 2 (规则1 ) 前提 (规则2 3 ) 结果(结论) x是A, y是B if x 是A1和 y是B1 , then Z是C1 if x 是A2和 y是B2 , then Z是C2 z是C
模糊推理:
苹果熟了的模糊推理合理吗?
x为A
*
y为B
*
当A' 0.1,.3,.7 0 0
'
If-then规则 AB ( x, y)
'
B ( y)
*
B ( y ) maxmin[ A ( x), A B ( x, y )]
x
=0.1,.6,.7 0 0
0.2,0.25,0.25 0.1,.3,.7 0.2,0.50,0.8 0 0 0.2,0.60,0.8 最大最小复合
3) 前提是假,结论是真。
不教书,是教师;成立
隐含是“假”时,则:
逻 辑 关 系 用 真 值 表 示
4) 前提是真,结论是假。
在教书,不是教师。
p T
q
T
pq pq
T F F F T T T F
pqpq ~ p
T F F T F F
T F T T
T F F TBiblioteka F F T T传统命题逻辑的基本公理:
A:苹果红 {0.25,0.5,0.9} B:苹果熟 {0.2,0.6,0.8}
• 如果A→B:用min方法
A B ( x, y ) min[ A ( x), B ( y )] ˆ
有点熟,熟,很熟 0.25, 0.25 有点红 0.2, 0.2, 0.50, 0.5 红 0.60, 0.8 很红 0.2,

A B ( x, y ) 1 [ A ( x) (1 B ( y ))] A B ( x, y ) min[( , (1 A ( x) B ( y ))] 1
在连续域情况下,应用于推理会发生问题!
x为A
If-then规则 AB ( x, y)
Mamdani 和 Larsen 分别提出极小和乘积的隐含运算。 AB ( x, y) min[ A ( x), B ( y)] ˆ AB ( x, y) [ A ( x) B ( y)] ˆ
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