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1、8.3模糊推理系統(tǒng)一、模糊推理的定義二、模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法構(gòu)建系統(tǒng)的基本步驟、模糊推理模式、模糊推理方法、模糊匹配方法、沖突消解策略三、應(yīng)用實(shí)例四、Matlab模糊邏輯工具箱一、模糊推理的定義8.3模糊推理系統(tǒng)“健康”、“長(zhǎng)壽”都是模糊概念，但大前提的前件和小前提中的模糊判斷嚴(yán)格相同，而結(jié)論與大前提中后件相同。推理過(guò)程沒(méi)有模糊性，仍然是精確推理。大前提：健康則長(zhǎng)壽小前提：周先生健康結(jié)論：周先生長(zhǎng)壽大前提：健康則長(zhǎng)壽小前提：周先生很健康結(jié)論：周先生近乎會(huì)很長(zhǎng)壽小前提中的模糊判斷和大前提的前件不是嚴(yán)格
2、相同，而是相近，它們有程度上的差別，不能得到與大前提中后件相同的明確結(jié)論。其結(jié)論應(yīng)該是與大前提中后件相近的模糊判斷。結(jié)論不是從前提中嚴(yán)格推出來(lái)，而是近似邏輯地推出結(jié)論的方法，通常就稱(chēng)為假言推理或似然推理。一、模糊推理的定義是一種以模糊判斷為前提，運(yùn)用模糊語(yǔ)言規(guī)則，推出一個(gè)新的近似的模糊判斷結(jié)論的方法。模糊邏輯推理是一種不確定性的推理方法，其基礎(chǔ)是模糊邏輯，它是在二值邏輯三段論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。前期缺乏現(xiàn)代形式邏輯中的性質(zhì)，理論上不夠完善。但是這種推理方法得到的結(jié)論與人的思維一致或相近，在應(yīng)用實(shí)踐中證
3、明是有用的。許多學(xué)者在模糊邏輯和模糊推理的性質(zhì)方面展開(kāi)了卓有成效的研究。8.3模糊推理系統(tǒng)二、模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法例：雙輸入、單輸出小費(fèi)問(wèn)題。小費(fèi)三條規(guī)則：1.如果服務(wù)差或食品差，那么小費(fèi)低；2.如果服務(wù)好，那么小費(fèi)中等；3.如果服務(wù)極好或食品極好，那么小費(fèi)高。設(shè)服務(wù)質(zhì)量和食品質(zhì)量都用0～10之間的一個(gè)數(shù)表示，10表示非常好，試建立一個(gè)模糊邏輯推理系統(tǒng)，可根據(jù)輸入狀態(tài)計(jì)算出應(yīng)付多少小費(fèi)。8.3模糊推理系統(tǒng)分析可知：輸入變量(語(yǔ)言變量)：服務(wù)、食品“服務(wù)”有3個(gè)語(yǔ)言值：差、好、極好；“食品”有2個(gè)語(yǔ)言
4、值：差、極好；輸出變量(語(yǔ)言變量)：小費(fèi)“小費(fèi)”有3個(gè)語(yǔ)言值：低、中等、高；推理規(guī)則有三條二、模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法8.3模糊推理系統(tǒng)service=5food=5輸入變量值二、模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法8.3模糊推理系統(tǒng)設(shè)計(jì)模糊邏輯推理系統(tǒng)的基本步驟：Step1.確定輸入/輸出的模糊子集及其論域Step2.選擇控制規(guī)則Step3.規(guī)則的關(guān)系運(yùn)算（蘊(yùn)含，合成）Step4.精確化過(guò)程二、模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法8.3模糊推理系統(tǒng)模糊子集和論域的確定，與實(shí)際問(wèn)題密切相關(guān)。論域可以是連續(xù)的也可以是離散的。論域離散
5、化實(shí)質(zhì)上是一個(gè)量化過(guò)程。量化：將論域離散成確定數(shù)目的幾小段(量化級(jí))；每一段用某一個(gè)特定術(shù)語(yǔ)作為標(biāo)記，形成一個(gè)離散域；然后通過(guò)對(duì)離散域中的特定術(shù)語(yǔ)賦予隸屬度來(lái)定義模糊集。Step1.確定輸入/輸出的模糊子集及其論域8.3模糊推理系統(tǒng)設(shè)連續(xù)論域：[-50,50]量化等級(jí)：9級(jí)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需求，通常采用非線(xiàn)性映射。量化等級(jí)-4-3-2-101234線(xiàn)性映射-50-37.5-25-12.5012.52537.550非線(xiàn)性映射-50-30-15-505153050Step1.確定輸入/輸出的模糊子集及其論域
6、8.3模糊推理系統(tǒng)輸入/輸出空間的模糊劃分模糊規(guī)則前提中的每一個(gè)語(yǔ)言變量都形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于確定論域的模糊輸入空間，結(jié)論中的語(yǔ)言變量則形成模糊輸出空間。每個(gè)語(yǔ)言變量都有與之相對(duì)應(yīng)的術(shù)語(yǔ)（語(yǔ)言值）集合，術(shù)語(yǔ)集合中的每個(gè)術(shù)語(yǔ)被定義在同一論域上。模糊劃分就是確定術(shù)語(yǔ)集合中有多少個(gè)術(shù)語(yǔ)，如：（NB，NS，ZE，PS，PB，…），（負(fù)大，負(fù)小，零，正小，正大，…），即確定基本模糊集的數(shù)目。目前，模糊輸入輸出空間的劃分還沒(méi)有統(tǒng)一的解決方法，通常采用啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)劃分來(lái)找最佳模糊分區(qū)。Step1.確定輸入/輸出的模糊子集及
7、其論域8.3模糊推理系統(tǒng)確定各模糊子集的隸屬函數(shù)通常有兩種模糊集隸屬度函數(shù)的表示方式：數(shù)字表示法：適用于離散論域函數(shù)表示法：適用于連續(xù)論域具體設(shè)計(jì)方法已在8.2.2節(jié)作了介紹。Step1.確定輸入/輸出的模糊子集及其論域8.3模糊推理系統(tǒng)e=5?量化等級(jí)：1??PS(e)=0.4,?ZE(e)=0.2誤差e-50-30-15-505153050量化等級(jí)-4-3-2-101234狀態(tài)等級(jí)相關(guān)的隸屬度函數(shù)PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.41
8、0.400000NB10.3500000008.3模糊推理系統(tǒng)Step1.確定輸入輸出的模糊子集及其論域模糊控制系統(tǒng)中，為消除大的誤差，需要在量化級(jí)之間進(jìn)行插值運(yùn)算。一個(gè)簡(jiǎn)單的插值運(yùn)算方法是：引入權(quán)系數(shù)w(·)，對(duì)于任意一個(gè)連續(xù)的測(cè)量值，通過(guò)相鄰兩個(gè)離散值的加權(quán)運(yùn)算得到模糊隸屬度的值。Step1.確定輸入輸出的模糊子集及其論域8.3模糊推理系統(tǒng)e=20?量化等級(jí)：誤差e-50-30-15-505153050量化等級(jí)-4-3-2-101234狀態(tài)等級(jí)相關(guān)的
