模糊控制系列文章
(一)模糊数学——基本概念
(二)模糊数学——模糊关系
(三)模糊数学——模糊决策
(四)模糊数学——语言变量&蕴含关系
(五)模糊数学——模糊推理
文章目录
一、语言变量
人类的语言可分为两种:自然语言和形式语言。自然语言的语意丰富、灵活,有时具有模糊性。例如“一朵美丽的花”这句话就具有模糊性,这朵花究竟有多美丽,也许各人有各人的看法。这种带有模糊性的自然语言称为模糊语言,例如长、短、大、小、年轻、年老等词语。而形式语言则有严格的语法规则和语意,不存在任何的模糊性和二意性。譬如通常的计算机语言就是形式语言。
二、蕴含关系
- 语言变量是自然语言中的词或句,它的取值不是通常的数,而是用模糊语言表示的模糊集合。
例如“年龄”就可以是一个模糊语言变量,其取值为“年幼”、“年轻”、“年老”等模糊集合。 - 如何定义一个语言变量(四要素)
- 定义变量名称。
- 定义变量的论域。
- 定义变量的语言值(每个语言值是定义在变量论域上的一个模糊集合)
- 定义每个模糊集合的隶属函数。
三、模糊蕴含关系
人类在生产实践和生活中的操作经验和控制规则往往可以用自然语言来描述。例如,在汽车驾驶速度的控制过程中,控制规则可以描述为“如果速度快了,那么减小油门;如果速度慢了,那么加大油门。”
下面就来介绍如何利用模糊数学从语言规则中提取其蕴涵的模糊关系。
1.简单条件的蕴含关系
“如果……那么……”或“如果……那么……,否则……”这两种条件语句是语言控制规则中最简单的句型,也是构成复杂语言规则的基础。下面先来提取这两种条件语句中蕴涵的模糊关系。
2.“多重”条件语句的蕴含关系
由多个简单条件语句并列构成的语句叫做多重条件语句,其句型为:
该语句蕴涵的模糊关系为:
其隶属函数为:
3.“多维”条件语句的蕴含关系
在简单条件语句中,语言规则的输入量只有一个。实际上,人们为了做出一个准确的判断,往往会用很多条件。例如,在控制汽车的速度时,驾驶员不仅只根据当前汽车的速度快慢来决定是否加减速,还要根据与前面车辆的距离、路面情况等条件进行综合判断。具有多输人量的简单条件语句称之为多维条件语句。其句型为:
该语句蕴涵的模糊关系为:
其隶属函数的运算法则为:
在模糊控制中,最常用到的是二维模糊语句,下面举例说明二维模糊语句中蕴涵模糊关系的计算方法。
4.“多重多维”条件语句的蕴含关系
具有多输入量的多重条件语句称之为多重多维条件语句。其句型为:
则该语句蕴涵的模糊关系为:
其隶属度函数为:
总结
以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍语言变量&蕴含关系,为模糊推理的学习奠定了基础。