人工智能ch8-模糊推理---2.ppt

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1、8.3模糊推理系统一、模糊推理的定义二、模糊推理系统的设计方法构建系统的基本步骤、模糊推理模式、模糊推理方法、模糊匹配方法、冲突消解策略三、应用实例四、Matlab模糊逻辑工具箱一、模糊推理的定义8.3模糊推理系统“健康”、“长寿”都是模糊概念，但大前提的前件和小前提中的模糊判断严格相同，而结论与大前提中后件相同。推理过程没有模糊性，仍然是精确推理。大前提：健康则长寿小前提：周先生健康结论：周先生长寿大前提：健康则长寿小前提：周先生很健康结论：周先生近乎会很长寿小前提中的模糊判断和大前提的前件不是严格

2、相同，而是相近，它们有程度上的差别，不能得到与大前提中后件相同的明确结论。其结论应该是与大前提中后件相近的模糊判断。结论不是从前提中严格推出来，而是近似逻辑地推出结论的方法，通常就称为假言推理或似然推理。一、模糊推理的定义是一种以模糊判断为前提，运用模糊语言规则，推出一个新的近似的模糊判断结论的方法。模糊逻辑推理是一种不确定性的推理方法，其基础是模糊逻辑，它是在二值逻辑三段论的基础上发展起来的。前期缺乏现代形式逻辑中的性质，理论上不够完善。但是这种推理方法得到的结论与人的思维一致或相近，在应用实践中证

3、明是有用的。许多学者在模糊逻辑和模糊推理的性质方面展开了卓有成效的研究。8.3模糊推理系统二、模糊推理系统的设计方法例：双输入、单输出小费问题。小费三条规则：1.如果服务差或食品差，那么小费低；2.如果服务好，那么小费中等；3.如果服务极好或食品极好，那么小费高。设服务质量和食品质量都用0～10之间的一个数表示，10表示非常好，试建立一个模糊逻辑推理系统，可根据输入状态计算出应付多少小费。8.3模糊推理系统分析可知：输入变量(语言变量)：服务、食品“服务”有3个语言值：差、好、极好；“食品”有2个语言

4、值：差、极好；输出变量(语言变量)：小费“小费”有3个语言值：低、中等、高；推理规则有三条二、模糊推理系统的设计方法8.3模糊推理系统service=5food=5输入变量值二、模糊推理系统的设计方法8.3模糊推理系统设计模糊逻辑推理系统的基本步骤：Step1.确定输入/输出的模糊子集及其论域Step2.选择控制规则Step3.规则的关系运算（蕴含，合成）Step4.精确化过程二、模糊推理系统的设计方法8.3模糊推理系统模糊子集和论域的确定，与实际问题密切相关。论域可以是连续的也可以是离散的。论域离散

5、化实质上是一个量化过程。量化：将论域离散成确定数目的几小段(量化级)；每一段用某一个特定术语作为标记，形成一个离散域；然后通过对离散域中的特定术语赋予隶属度来定义模糊集。Step1.确定输入/输出的模糊子集及其论域8.3模糊推理系统设连续论域：[-50,50]量化等级：9级根据实际问题的需求，通常采用非线性映射。量化等级-4-3-2-101234线性映射-50-37.5-25-12.5012.52537.550非线性映射-50-30-15-505153050Step1.确定输入/输出的模糊子集及其论域

6、8.3模糊推理系统输入/输出空间的模糊划分模糊规则前提中的每一个语言变量都形成一个对应于确定论域的模糊输入空间，结论中的语言变量则形成模糊输出空间。每个语言变量都有与之相对应的术语（语言值）集合，术语集合中的每个术语被定义在同一论域上。模糊划分就是确定术语集合中有多少个术语，如：（NB，NS，ZE，PS，PB，…），（负大，负小，零，正小，正大，…），即确定基本模糊集的数目。目前，模糊输入输出空间的划分还没有统一的解决方法，通常采用启发式实验划分来找最佳模糊分区。Step1.确定输入/输出的模糊子集及

7、其论域8.3模糊推理系统确定各模糊子集的隶属函数通常有两种模糊集隶属度函数的表示方式：数字表示法：适用于离散论域函数表示法：适用于连续论域具体设计方法已在8.2.2节作了介绍。Step1.确定输入/输出的模糊子集及其论域8.3模糊推理系统e=5量化等级：1PS(e)=0.4,ZE(e)=0.2误差e-50-30-15-505153050量化等级-4-3-2-101234状态等级相关的隶属度函数PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.41

8、0.400000NB10.3500000008.3模糊推理系统Step1.确定输入输出的模糊子集及其论域模糊控制系统中，为消除大的误差，需要在量化级之间进行插值运算。一个简单的插值运算方法是：引入权系数w(·)，对于任意一个连续的测量值，通过相邻两个离散值的加权运算得到模糊隶属度的值。Step1.确定输入输出的模糊子集及其论域8.3模糊推理系统e=20量化等级：误差e-50-30-15-505153050量化等级-4-3-2-101234状态等级相关的