模糊邏輯方法課件

6模糊邏輯方法6.1引言6.2模糊理論簡介6.3基于模糊邏輯數(shù)據(jù)融合的一般過程6.4模糊融合應用6-模糊邏輯方法6.1

引言—模糊概念的引出

數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)是一個龐大的信息處理系統(tǒng)，它匯集了各種信息，以取得對觀察對象更加精確的估計和更加確定的推理。其中的各類信息除具有較強的實時性、多源性和分布性外，另一個顯著的特性就是不確定性或稱為模糊性。在很多問題中，如人的經(jīng)驗和知識的表述，人的思維和控制作用具有不同于隨機性的不確定性，即模糊性。為了尋找一種處理模糊信息的工具，一種描述和加工模糊信息的數(shù)學方法－模糊數(shù)學應運而生。26-模糊邏輯方法引入模糊概念的作用1965年，控制論專家L.A.Zadeh提出了模糊子集概念，給出了其定量表示法，用來描述模糊性的現(xiàn)象和事物。它量化一個概念或?qū)傩詢?nèi)在不精確性的程度。而概率論是量化一個精確的概念或?qū)傩圆恢赖某潭取?/p>

隨著模糊邏輯和可能性理論的提出和深入研究，它們在不確定性推理和多傳感器信息融合中顯示出越來越強大的優(yōu)勢。

36-模糊邏輯方法6.2模糊理論簡介—模糊理論

利用“隸屬函數(shù)”(MembershipFunction)值來描述一個概念的特質(zhì)，亦即使用0與1之間的數(shù)值來表示一個元素屬于某一概念的程度，這個值稱為該元素對集合的隸屬度(Membershipgrade)。當隸屬度為1或0時便如同傳統(tǒng)的數(shù)學中的“對”與“錯”，當介于兩者之問便屬于對與錯之間的灰色地帶。46-模糊邏輯方法傳統(tǒng)集合、模糊集合

傳統(tǒng)集合是以二值邏輯(BinaryLogic)為基礎的方式來描述事物，元素x和集合A的關系只能是

A或

A，是一種『非此即彼』的概念。以特征函數(shù)表示為：

模糊集合則是指在界限或邊界不分明且具有特定事物的集合，以建立隸屬函數(shù)(MembershipFunction)來表示模糊集合，也就是一種“亦此亦彼”的概念。56-模糊邏輯方法隸屬函數(shù)

假設論域

U

=

{x1,x2,…,xn}，論域

U

的模糊集合用

表示。為模糊集合的隸屬函數(shù)(MembershipFunction)。

表示模糊集合

中xi

的隸屬程度(DegreeofMembership)。66-模糊邏輯方法模糊集合表示法論域U為有限集合：論域U為無限集合或有限連續(xù)：一般的表示方法：76-模糊邏輯方法模糊集合運算并集交集補集86-模糊邏輯方法典型的隸屬函數(shù)(三角形)96-模糊邏輯方法典型的隸屬函數(shù)(梯形)106-模糊邏輯方法典型的隸屬函數(shù)(鐘形)116-模糊邏輯方法典型的隸屬函數(shù)(不規(guī)則)126-模糊邏輯方法模糊理論系統(tǒng)化模型模糊集合或模糊數(shù)運算模糊關系模糊推論模糊集合(FuzzySets)模糊化模糊理論數(shù)據(jù)處理解模糊化輸入處理輸出明確數(shù)值模糊數(shù)值或語義值136-模糊邏輯方法解模糊化—重心法重心解模糊化方法(CenterofGravityDefuzzification)是最常用，也是較為合理的方法，它是在求推論結果陰影面積的重心。連續(xù)型：離散型：146-模糊邏輯方法解模糊化—重心法實例若有一離散型模數(shù)Ａ如下所示：Ａ={０/10,0.33/20,0.67/30,1/40,1/50,0.75/60,0.25/80,0/90}試求該模糊數(shù)之解模糊化后重心值y*。156-模糊邏輯方法6.3基于模糊邏輯數(shù)據(jù)融合的一般過程166-模糊邏輯方法6.4模糊融合應用－智能洗衣機傳統(tǒng)洗衣機的使用依賴于人們對被洗滌衣物的重量、質(zhì)地、臟污程度和臟污性質(zhì)的判斷，并據(jù)此來確定洗滌時間和洗滌方式。如果經(jīng)驗不足不能掌握其正確的操作方法，就可能造成浪費?；谀：刂萍夹g的智能洗衣機能夠完成除開啟電源、放取衣物之外的全部功能，并保證高質(zhì)量的洗滌效果。智能洗衣機的核心是單片機控制板，它具有檢測和控制功能。檢測功能是指通過一系列傳感器來檢測衣量、衣質(zhì)、臟污程度、臟污性質(zhì)等指標；控制功能是指根據(jù)所檢測到的信息來決定洗滌水位、水流方式、洗滌劑投放量和洗滌時間等。176-模糊邏輯方法智能洗衣機中的檢測技術

衣質(zhì)、衣量、臟污程度、臟污性質(zhì)是模糊推理的主要對象，是設計模糊控制規(guī)則的直接依據(jù)。衣質(zhì)、衣量檢測：186-模糊邏輯方法智能洗衣機中的檢測技術(續(xù))臟污程度、臟污性質(zhì)檢測：196-模糊邏輯方法模糊推理和控制206-模糊邏輯方法隸屬函數(shù)確定216-模糊邏輯方法6.4模糊融合應用－智能電飯鍋1、概述模糊控制電飯鍋能自動地判定飯量、水米比等信息,，從而做出合適的控制決策，達到省時、省電的目的。2、加熱過程分析對于煮米飯來講,要想煮出松軟可口的米飯,必須掌握加熱對象電飯鍋的性質(zhì)以及詳細的加熱過程,這樣才能夠把大米從不易溶于水的且難以消化的日淀粉轉變?yōu)橐兹苡谒忠子谙摹５矸?。?jīng)過大量的實驗發(fā)現(xiàn),要想達到理想的米飯效果,應實現(xiàn)如下的幾個烹飪過程,如圖1所示。226-模糊邏輯方法吸水過程的模糊推理鍋頂溫度傳感器鍋底溫度傳感器模糊推論室溫溫升吸水時間圖2吸水時間的模糊推論236-模糊邏輯方法吸水過程的模糊推理(續(xù))鍋頂溫度傳感器鍋底溫度傳感器模糊推論室溫溫度下降飯量圖3飯量的模糊推論246-模糊邏輯方法快速升