五、模糊逻辑推理
1、模糊逻辑推理概述
(1)目前,主要不确定性推理方法有MYCIN法、主观贝叶斯方法、证据理论法和模糊逻辑推理法。模糊逻辑推理是不确定性推理方法的一种,其基础是模糊逻辑。
(2)模糊逻辑推理是以模糊判断为前提的,运用模糊语言规则,可推出一个新的模糊判断结论的方法。
①前提:用模糊语言写的规则,比如"if x is A then y is B"。
②输入:新的模糊事实,比如"x is A'"。
③输出:推导出新的模糊结论,比如"y is B'"。
(3)模糊逻辑推理可理解为模糊版的三段论,比如:
大前提:腿长则跑得快(模糊规则)
小前提:小王腿很长(模糊事实)
结论:小王跑步很快(模糊结论)
2、近似推理
(1)推理的结论也不是从前提中严格地推出来的,而是近似逻辑地推出的结论,通称为假言推理或是近似推理。
(2)近似推理的通用形式:


(3)模糊向量的笛卡尔乘积定义:

(4)Zadeh推理法:
①构造R矩阵的方式一------算术规则:


②构造R矩阵的方式二------极大极小规则:


(5)Mamdani推理法(工程中最常用):

(6)Baldwin模糊推理方法(反向推理):


(7)常见的近似推理模型:
①不区分:

②根据模糊集区分:

(8)近似推理的完整举例:


3、模糊条件推理
(1)模糊条件推理在控制中更加常用,基于if-else规则,描述为"如果X是A,则Y是B,否则Y是C",具体如下:

(2)模糊条件推理过程举例:


(3)模糊条件推理实际工程应用举例:
有一晶闸管调压装置,用来控制碳棒加热的卧式焙烧炉的炉温,根据熟练操作工人的经验,如果炉子某段炉温低,则晶闸管调压装置的指令电压应该调高,否则不要很高,那么需要解决两个问题:
①当炉温"偏低"和"高"时,指令电压该如何控制


4、多输入模糊推理
(1)如果各语言变量的论域是有限集时,即模糊子集的隶属度函数是离散的,则模糊逻辑推理过程可以用模糊关系矩阵的运算来描述:
已知"如果A且B,那么C",那么有"如果A'且B',那么C'",其中这6个都是模糊矩阵
(2)多输入模糊推理的核心公式:


(3)离散论域的标准计算步骤:

(4)离散论域的标准计算示例:


(5)多输入模糊推理的几何表示:


5、多输入多规则推理
(1)对于一个控制系统,通常都有一系列控制规则来构成一个完整的模糊控制系统。以二输入多规则为例:

(2)多输入多规则推理的几何表示:


(3)多输入多规则推理过程举例:





六、模糊关系方程的解
1、模糊关系方程的形式和应用情境
(1)模糊关系方程的标准形式:


(2)以上方程对应两种工程问题:
①建模辨识:已知输入A和输出B,求系统的关系矩阵R(也就是给系统建模)。
②控制逆问题:已知目标输出B和系统模型R,反推需要的输入A(比如控制里求控制量)。
2、复杂方程的拆解

3、一元模糊方程的解


4、多元模糊方程的解
(1)多元模糊方程的全部解求解:

(2)多元模糊方程的求解过程示例:


