模糊控制-3截集两个原理隶属函数的确定
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第4章隶属函数的确定方法在模糊理论的应用中,我们面临的首要问题就是建立模糊集的隶属函数。
对于一个特定的模糊集来说,隶属函数不仅基本体现了它所反映的模糊概念的特性,而且通过量化还可以实现相应的数学运算和处理。
因此,“正确地”确定隶属函数是应用模糊理论恰如其分地定量刻划模糊概念的基础,也是利用模糊方法解决各种实际问题的关键。
然而,建立一个能够恰如其分地描述模糊概念的隶属函数,并不是一件容易的事情。
其原因就在于一个模糊概念所表现出来的模糊性通常是人对客观模糊现象的主观反映,隶属函数的形成过程基本上是人的心理过程,人的主观因素和心理因素的影响使得隶属函数的确定呈现出复杂性、多样性,也导致到目前为止如何确定隶属函数尚无定法,没有通用的定理或公式可以遵循。
但即便如此,鉴于隶属函数在模糊理论中的重要地位,确定隶属函数的方法还是受到了特别的重视,至今已经提出了十几种确定隶属函数的方法,而且其中一些方法基本上摆脱了人的主观因素的影响。
本章将选择4种经常使用的、具有代表性的方法予以介绍,它们是:直觉方法,二元对比排序法,模糊统计试验法,最小模糊度法。
4.1 直觉方法直觉的方法就是人们用自己对模糊概念的认识和理解,或者人们对模糊概念的普遍认同来建立隶属函例1、“正好”、“热”和“很热”图1 空气温度的隶属函数例2根据人们对汽车行驶速度中“慢速”、“中速”和“快速”这三个概念的普遍认同,可以给出描图2 汽车行驶速度的隶属函数虽然直觉的方法非常简单,也很直观,但它却包含着对象的背景、环境以及语义上的有关知识,也包含了对这些知识的语言学描述。
因此,对于同一个模糊概念,不同的背景、不同的人可能会建立出不完全相同的隶属函数。
例如,模糊集A = “高个子”的隶属函数。
如果论域是“成年男性”,其隶属函数的曲线如图3(a )所示;而如果论域是“初中一年级男生”,其隶属函数的曲线则为图3(b )所示的情形。
(a) (b)图3 不同论域下“高个子”的隶属函数4.2 二元对比排序法建立一个模糊集的隶属函数,实际上可以看成是对论域中每个元素隶属于某个模糊概念的程度进行比较、排序。
模糊数学1、模糊集、⾪属度函数、如何确定⾪属度函数------------------------2021.3.14更新------------------------------⼀个关于模糊和概率的趣味⼩问题------------------------2021.3.14更新------------------------------------------------------2020.8.17更新------------------------------总算学完了,这懒病改改改了,放⼀下所有的笔记链接集合的概念:⼀些具有相同特征的不同对象构成的全体,也称集或者经典集合。
经典集合的特征函数(和模糊集的⾪属度函数⼀样):f(x) = \left\{ \begin{array}{l} 1\quad x \in A \\ 0\quad x \notin A \\ \end{array} \right.⼀个经典集合A,它的特征函数为f(),那么怎么判断⼀个新的对象x是不是属于这个集合呢,计算f(x)是0还是1,是1代表属于A,是0代表不属于。
与之对应的是模糊集合,假设A是⼀个模糊集合,它的⾪属度函数是\mu _A ( \cdot ),那么⼀个新的对象x属于A的程度就是\mu _A (x)(是⼀个0到1之间的数)。
⾪属度函数的构造极为重要,⼀般根据这个模糊集的性质相关。
⼀般也把A的⾪属度函数写成A( \cdot )接下来是模糊集的表⽰⽅法,共三种:扎德表⽰法,序偶表⽰法,向量表⽰法。
假设论域U = \left\{ {x_1 ,x_2 , \cdot \cdot \cdot ,x_n }\right\},模糊集为A,A(x)是x的⾪属度,A( \cdot )是⾪属度函数。
扎德表⽰法容易与加法混淆。
序偶表⽰法与向量表⽰法的含义都⼀样,向量表⽰法更简洁,所以我们⼀般就只⽤向量表⽰法。
⽐如上⾯公式的意思就是每个对象x_i属于模糊集合A的程度(⾪属度)接下来讲⼀讲⾪属度函数的确定。
美国加利福尼亚大学控制论教授扎得(L、A、Zadeh)经过多年的琢磨,终于在1965年首先发表了题为《模糊集》的论文。
指出:若对论域(研究的范围)U中的任一元素x,都有一个数A(x)∈[0,1]与之对应,则称A为U上的模糊集,A(x )称为x对A的隶属度。
当x在U中变动时,A(x)就是一个函数,称为A的隶属函数。
隶属度A(x)越接近于1,表示x属于A的程度越高,A(x)越接近于0表示x属于A的程度越低。
用取值于区间[0,1]的隶属函数A(x)表征x 属于A的程度高低,这样描述模糊性问题比起经典集合论更为合理。
隶属度属于模糊评价函数里的概念:模糊综合评价是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法,其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定,而是以一个模糊集合来表示。
隶属度函数及其确定方法分类隶属度函数是模糊控制的应用基础,正确构造隶属度函数是能否用好模糊控制的关键之一。
隶属度函数的确定过程,本质上说应该是客观的,但每个人对于同一个模糊概念的认识理解又有差异,因此,隶属度函数的确定又带有主观性。
隶属度函数的确立目前还没有一套成熟有效的方法,大多数系统的确立方法还停留在经验和实验的基础上。
对于同一个模糊概念,不同的人会建立不完全相同的隶属度函数,尽管形式不完全相同,只要能反映同一模糊概念,在解决和处理实际模糊信息的问题中仍然殊途同归。
下面介绍几种常用的方法。
(1)模糊统计法:模糊统计法的基本思想是对论域U上的一个确定元素vo是否属于论域上的一个可变动的清晰集合A3作出清晰的判断。
对于不同的试验者,清晰集合A3可以有不同的边界,但它们都对应于同一个模糊集A。
模糊统计法的计算步骤是:在每次统计中, v o是固定的,A3的值是可变的,作n次试验,其模糊统计可按下式进行计算v0对 A 的隶属频率= v0∈A 的次数/ 试验总次数n随着n的增大,隶属频率也会趋向稳定,这个稳定值就是vo对A 的隶属度值。
隶属函数正确地确定隶属函数,是运用模糊集合理论解决实际问题的基础。
隶属函数是对模糊概念的定量描述。
我们遇到的模糊概念不胜枚举,然而准确地反映模糊概念的模糊集合的隶属函数,却无法找到统一的模式。
隶属函数的确定过程,本质上说应该是客观的,但每个人对于同一个模糊概念的认识理解又有差异,因此,隶属函数的确定又带有主观性。
一般是根据经验或统计进行确定,也可由专家、权威给出。
例如体操裁判的评分,尽管带有一定的主观性,但却是反映裁判员们大量丰富实际经验的综合结果。
对于同一个模糊概念,不同的人会建立不完全相同的隶属函数,尽管形式不完全相同,只要能反映同一模糊概念,在解决和处理实际模糊信息的问题中仍然殊途同归。
事实上,也不可能存在对任何问题对任何人都适用的确定隶属函数的统一方法,因为模糊集合实质上是依赖于主观来描述客观事物的概念外延的模糊性。
可以设想,如果有对每个人都适用的确定隶属函数的方法,那么所谓的“模糊性”也就根本不存在了。
2.5.1 隶属函数的几种确定方法这里仅介绍几种常用的方法,不同的方法结果会不同,但检验隶属函数建立是否合适的标准,看其是否符合实际及在实际应用中检验其效果。
1.模糊统计法在有些情况下,隶属函数可以通过模糊统计试验的方法来确定。
这里以张南组等人进行的模糊统计工作为例,简单地介绍这种方法。
图2-5-1 27岁对“青年”隶属频率的稳定性张南纶等人在武汉建材学院,选择129人作抽样试验,让他们独立认真思考了“青年人”的含义后,报出了他们认为最适宜的“青年人”的年龄界限。
由于每个被试者对于“青年人”这一模糊概念理解上的差异,因此区间不完全相同,其结果如表2-5-1所示。
现选取0u =27岁,对“青年人”的隶属频率为)调查人数()岁的区间数(隶属次数包含n 27=μ (2-5-1)用μ作为27岁对“青年人”的隶属度的近似值,计算结果见表2-5-2。
78.027)=(青年人μ按这种方法计算出15~36岁对“青年人”的隶属频率,从中确定隶属度。
模糊控制隶属函数的选择模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,它可以处理模糊的输入和输出,使得系统能够更好地适应复杂的环境和变化。
而模糊控制的核心就是隶属函数,它决定了输入变量和输出变量之间的映射关系。
因此,选择合适的隶属函数对于模糊控制的性能和稳定性至关重要。
隶属函数是模糊控制中的一个重要概念,它描述了输入变量和输出变量之间的关系。
在模糊控制中,通常使用三角形、梯形、高斯等形状的隶属函数来描述输入变量和输出变量的模糊程度。
不同的隶属函数对于不同的问题具有不同的适用性,因此在选择隶属函数时需要考虑以下几个因素:1. 变量的物理意义:隶属函数的形状应该与变量的物理意义相符合,例如温度变量的隶属函数可以选择三角形或高斯函数,而速度变量的隶属函数可以选择梯形函数。
2. 变量的取值范围:隶属函数的形状应该与变量的取值范围相适应,例如当变量的取值范围较大时,可以选择高斯函数来描述隶属度,而当变量的取值范围较小时,可以选择三角形函数来描述隶属度。
3. 控制系统的性能要求:隶属函数的形状应该与控制系统的性能要求相匹配,例如当控制系统需要快速响应时,可以选择三角形函数来描述隶属度,而当控制系统需要平滑响应时,可以选择高斯函数来描述隶属度。
4. 经验和实验数据:隶属函数的选择还需要考虑经验和实验数据,例如当已有的实验数据表明某种隶属函数可以更好地描述变量之间的关系时,可以选择该隶属函数。
在实际应用中,选择合适的隶属函数是模糊控制的关键之一。
通过合理的选择隶属函数,可以提高模糊控制系统的性能和稳定性,使其更好地适应复杂的环境和变化。
因此,在设计模糊控制系统时,需要认真考虑隶属函数的选择,并根据实际情况进行调整和优化,以达到最佳的控制效果。
模糊控制系统的工作原理模糊控制系统是一种常用于处理复杂控制问题的方法,其原理是通过模糊化输入变量和输出变量,建立模糊规则库,从而实现对非精确系统的控制。
本文将详细介绍模糊控制系统的工作原理。
一、模糊化输入变量模糊化输入变量是模糊控制系统的第一步,其目的是将非精确的输入变量转化为可处理的模糊语言变量。
这一步骤一般包括两个主要的过程:隶属函数的选择和输入变量的模糊化。
对于每一个输入变量,需要选择合适的隶属函数来表示其模糊化程度。
常用的隶属函数包括三角形隶属函数、梯形隶属函数、高斯隶属函数等。
通过调整隶属函数的参数,可以控制输入变量的隶属度,进而确定输入变量的模糊程度。
在选择隶属函数之后,需要对输入变量进行模糊化处理。
这是通过将输入变量与相应的隶属函数进行匹配,确定输入变量在每个隶属函数上的隶属度。
通常采用的方法是使用模糊集合表示输入变量的模糊程度,例如“高度模糊”、“中度模糊”等。
二、建立模糊规则库建立模糊规则库是模糊控制系统的核心部分,其目的是将模糊化后的输入变量与模糊化后的输出变量之间的关系进行建模。
模糊规则库一般由若干个模糊规则组成,每个模糊规则由一个或多个模糊条件和一个模糊结论组成。
模糊条件是对输入变量进行约束的条件,而模糊结论则是对输出变量进行控制的结果。
在建立模糊规则库时,需要根据具体控制问题的特点和实际需求,确定合适的模糊规则。
一般情况下,通过专家经验或者实验数据来确定模糊规则,以得到最佳的控制效果。
三、推理机制推理机制是模糊控制系统的关键环节,其目的是通过将输入变量的模糊程度与模糊规则库进行匹配,得到对输出变量的模糊控制。
推理机制一般包括模糊匹配和模糊推理两个步骤。
在模糊匹配的过程中,根据输入变量的模糊程度和模糊规则的条件,计算每个模糊规则的激活度。
激活度是输入变量满足模糊规则条件的程度,可以通过模糊逻辑运算进行计算。
在模糊推理的过程中,根据模糊匹配的结果和模糊规则库中的模糊结论,使用模糊逻辑运算得到对输出变量的模糊控制。
请说明模糊概念,模糊集及隶属函数三者之间的关系.
模糊集合、隶属函数是模糊数学的基本概念。
经典集合论开宗明义地规定:对于给定集A,论域U中的任一元素X那么属于A,要么不属于A,二者必居其一。
这就使数学对事物类属、性态关系的描述,建立在“是”或“非”(用0表示非,用1表示是,记为{0,1})上。
模糊集合论则把这种类属、性态非此即彼的断定转换为对类属、性态程度的量化分析,并用“隶属度”的概念来刻划某元素属于某类的程度。
设U是一个给定的论域,若对于其中任何一个元素X,都有一个函数μA(X)与之对应,且满足0≤μA(X)≤1,则称μA(X)为隶属函数,集合A称为由μA(X)所确定的U 上的模糊集合。
μA(X)的大小反映X对于模糊集合A的隶属程度,μA(X)的值接近1,表示X隶属于A的程度很高;
μA(X)的值接近0,表示X隶属于A的程度很低。
就隶属度、隶属函数来说,用1和0来说明元素对集合“属于”和“不属于”的隶属关系,这是明晰的一面;同时又用介于1和0之间的实数值来刻划元素对集合隶属关系的程度,这又是模糊的一面。
这种方法上的两重性使模糊集合论在处理模糊现象时具有灵活辨证的特点,对于那些类属、性态缺乏明确判据的对象,人们就可通过模糊集合论的隶属函数、隶属度的分析,尽可能地逼近它,用以量见质的数学分析来实现由模糊向精确的转化。
请说明模糊概念、模糊集及隶属函数三者之间的关系。
隶属函数,也称为归属函数或模糊元函数,是模糊集合中会用到的函数,是一般集合中指示函数的一般化。
指示函数可以说明一个集合中的元素是否属于特定子集合。
一元素的指示函数的值可能是0或是1,而一元素的隶属函数会是0到1之间的数值,表示元素属于某模糊集合的“真实程度”(degree of truth)。
比如质数为一子集,整数3属质数,其命令函数为1,整数4不属于质数,其命令函数为0。
但针对模糊不清子集,可能将不能存有如此明晰的定义,假设胖子就是模糊不清子集,可能将体重80公斤的人其隶属于函数为0.9,体重70公斤的人其隶属于函数为0.8。
隶属函数数值是在0到1之间,看似类似机率,但两者是不同的概念。
隶属于函数最早就是由卢菲特·泽德在年第一篇有关模糊不清子集的论文中提到,他在模糊不清子集的论文中,明确提出用值域在0至1之间的隶属于函数,针对定义域中所有的数值定义。
隶属函数正确地确定隶属函数,是运用模糊集合理论解决实际问题的基础。
隶属函数是对模糊概念的定量描述。
我们遇到的模糊概念不胜枚举,然而准确地反映模糊概念的模糊集合的隶属函数,却无法找到统一的模式。
隶属函数的确定过程,本质上说应该是客观的,但每个人对于同一个模糊概念的认识理解又有差异,因此,隶属函数的确定又带有主观性。
一般是根据经验或统计进行确定,也可由专家、权威给出。
例如体操裁判的评分,尽管带有一定的主观性,但却是反映裁判员们大量丰富实际经验的综合结果。
对于同一个模糊概念,不同的人会建立不完全相同的隶属函数,尽管形式不完全相同,只要能反映同一模糊概念,在解决和处理实际模糊信息的问题中仍然殊途同归。
事实上,也不可能存在对任何问题对任何人都适用的确定隶属函数的统一方法,因为模糊集合实质上是依赖于主观来描述客观事物的概念外延的模糊性。
可以设想,如果有对每个人都适用的确定隶属函数的方法,那么所谓的“模糊性”也就根本不存在了。
2.5.1 隶属函数的几种确定方法这里仅介绍几种常用的方法,不同的方法结果会不同,但检验隶属函数建立是否合适的标准,看其是否符合实际及在实际应用中检验其效果。
1.模糊统计法在有些情况下,隶属函数可以通过模糊统计试验的方法来确定。
这里以张南组等人进行的模糊统计工作为例,简单地介绍这种方法。
图2-5-1 27岁对“青年”隶属频率的稳定性张南纶等人在武汉建材学院,选择129人作抽样试验,让他们独立认真思考了“青年人”的含义后,报出了他们认为最适宜的“青年人”的年龄界限。
由于每个被试者对于“青年人”这一模糊概念理解上的差异,因此区间不完全相同,其结果如表2-5-1所示。
现选取0u=27岁,对“青年人”的隶属频率为)调查人数()岁的区间数(隶属次数包含n 27=μ (2-5-1) 用μ作为27岁对“青年人”的隶属度的近似值,计算结果见表2-5-2。
78.027)=(青年人μ按这种方法计算出15~36岁对“青年人”的隶属频率,从中确定隶属度。
模糊控制中隶属度函数的确定方法一、引言模糊控制是一种利用模糊逻辑进行控制的方法,广泛应用于各个领域。
其中,隶属度函数是模糊控制中的重要组成部分,用于描述输入和输出变量之间的隶属关系。
确定合适的隶属度函数对于模糊控制系统的稳定性和性能至关重要。
本文将详细探讨模糊控制中隶属度函数的确定方法。
二、隶属度函数的概念隶属度函数(Membership Function )是模糊集合中最核心的概念之一。
它用于描述一个元素对于某个模糊集合的隶属度程度。
在模糊控制中,输入和输出变量的隶属度函数决定了输入输出之间的映射关系。
三、常用的隶属度函数在模糊控制中,常用的隶属度函数包括三角隶属度函数、梯形隶属度函数、高斯隶属度函数等。
下面将分别介绍这些常用的隶属度函数。
3.1 三角隶属度函数三角隶属度函数是一种常见且简单的隶属度函数形式。
它以一个三角形为基础,通常具有两个参数:峰值和宽度。
三角隶属度函数的形状如图1所示。
3.1.1 三角隶属度函数公式三角隶属度函数的数学表达式如下所示:μ(x )={0,x ≤a or x ≥c x −a b −a ,a ≤x ≤b c −x c −b ,b ≤x ≤c 其中,a 、b 、c 分别表示三角隶属度函数的左脚、峰值和右脚的位置。
3.2 梯形隶属度函数梯形隶属度函数是一种介于三角隶属度函数和矩形隶属度函数之间的形式。
它以一个梯形为基础,通常具有四个参数:左脚、上升边沿、下降边沿和右脚。
梯形隶属度函数的形状如图2所示。
3.2.1 梯形隶属度函数公式梯形隶属度函数的数学表达式如下所示:μ(x )={ 0,x ≤a or x ≥d x −a b −a ,a ≤x ≤b 1,b ≤x ≤cd −x d −c ,c ≤x ≤d其中,a 、b 、c 、d 分别表示梯形隶属度函数的左脚、上升边沿、下降边沿和右脚的位置。
3.3 高斯隶属度函数高斯隶属度函数是一种基于高斯分布的隶属度函数形式。
它通常具有两个参数:峰值和方差。
模糊概念、模糊集及隶属函数三者之间的关系
模糊概念是指不能明确划分的概念,它指的是一些具有模糊界限的概念,如“大”、“高”、“热”等。
模糊集是指在模糊概念的基础上构建的集合。
它是由一组模糊元素组成的集合,每个模糊元素都可以被赋予一个权值,权值表示该模糊元素在集合中的隶属程度。
隶属函数是指表示模糊集中元素隶属程度的函数。
通常表示为μ(x),x表示模糊集中的元素,μ(x)的值在0~1之间,表示x在集合中的隶属程度。
所以,我们可以得出,模糊概念是指概念的概念,而模糊集和隶属函数是对模糊概念的具体化。
模糊集中的每个模糊元素都可以被赋予一个隶属程度,而隶属函数则是用来表示模糊集中元素隶属程度的函数。
所以,模糊集和隶属函数是模糊概念的具体体现,是对模糊概念进行具体化的方法。
举例来说,假设我们要建立一个模糊集来表示人的身高,这个模糊集的元素就是人的身高,模糊概念就是“高”。
那么,我们可以把身高分成若干个区间,每个区间代表一个模糊元素,如[165,170]代表身高在[165,170]之间的人,[170,175]代表身高在[170,175]之间的人,以此类推。
然后,我们可以为每个模糊元素赋予一个权值,权值表示该模糊元素在集合中的隶属程度。
例如,对于身高在[165,170]之间的人,我们可以赋予一个权值0.8,表示他们在“高”这个模糊集中的隶属程度是0.8;对于身高在170175之间的人,我们可以赋予一个权值0.9,表示他们在“高”这个模糊集中的隶属程度是0.9;以此类推。
最后,我们可以通过这些模糊元素和权值来构造隶属函数,用来表示人的身高在“高”这个模糊集中的隶属程度。
模糊控制隶属度函数模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,它可以处理模糊的输入和输出,适用于一些复杂、不确定或难以精确描述的系统。
模糊控制的核心是隶属度函数,它描述了输入变量对应的模糊集合与隶属度的关系。
本文将详细介绍模糊控制隶属度函数的概念、分类、设计方法以及应用实例等方面。
一、概念隶属度函数是指将输入变量映射到它所属的模糊集合中的隶属度的函数。
在模糊控制中,输入变量可能是实数、离散值或者其他形式的数据。
隶属度函数将这些输入映射到0到1之间的隶属度值,表示输入数据与该模糊集合的匹配程度。
例如,在一个温度控制系统中,输入变量可能是当前温度,模糊集合可能是“冷”、“舒适”、“热”等,隶属度函数将当前温度映射到这些模糊集合对应的隶属度值,表示当前温度与这些状态的匹配程度。
二、分类根据隶属度函数的形式,可以将它们分为三类:三角形隶属度函数、梯形隶属度函数和高斯隶属度函数。
1. 三角形隶属度函数三角形隶属度函数的形状类似于一个等腰三角形,它的参数包括三个点:左侧界点、中心点和右侧界点。
这三个点定义了三角形的形状和位置。
三角形隶属度函数常用于描述输入变量的模糊集合,例如在上述温度控制系统中,可以将“舒适”状态定义为一个三角形的模糊集合,左侧界点为“稍凉”,中心点为“舒适”,右侧界点为“稍热”。
2. 梯形隶属度函数梯形隶属度函数的形状类似于一个梯形,它的参数包括四个点:左侧界点、左侧拐点、右侧拐点和右侧界点。
这四个点定义了梯形的形状和位置。
梯形隶属度函数常用于描述输入变量的模糊集合,例如在一个车速控制系统中,可以将“慢”状态定义为一个梯形的模糊集合,左侧界点为0,左侧拐点为20,右侧拐点为40,右侧界点为60。
3. 高斯隶属度函数高斯隶属度函数的形状类似于一个钟形曲线,它的参数包括两个点:中心点和标准差。
中心点定义了曲线的中心位置,标准差定义了曲线的宽度。
高斯隶属度函数常用于描述输入变量的模糊集合,例如在一个油门控制系统中,可以将“中等”状态定义为一个高斯隶属度函数,中心点为50,标准差为10。
第4章隶属函数的确定方法在模糊理论的应用中,我们面临的首要问题就是建立模糊集的隶属函数。
对于一个特定的模糊集来说,隶属函数不仅基本体现了它所反映的模糊概念的特性,而且通过量化还可以实现相应的数学运算和处理。
因此,“正确地”确定隶属函数是应用模糊理论恰如其分地定量刻划模糊概念的基础,也是利用模糊方法解决各种实际问题的关键。
然而,建立一个能够恰如其分地描述模糊概念的隶属函数,并不是一件容易的事情。
其原因就在于一个模糊概念所表现出来的模糊性通常是人对客观模糊现象的主观反映,隶属函数的形成过程基本上是人的心理过程,人的主观因素和心理因素的影响使得隶属函数的确定呈现出复杂性、多样性,也导致到目前为止如何确定隶属函数尚无定法,没有通用的定理或公式可以遵循。
但即便如此,鉴于隶属函数在模糊理论中的重要地位,确定隶属函数的方法还是受到了特别的重视,至今已经提出了十几种确定隶属函数的方法,而且其中一些方法基本上摆脱了人的主观因素的影响。
本章将选择4种经常使用的、具有代表性的方法予以介绍,它们是:直觉方法,二元对比排序法,模糊统计试验法,最小模糊度法。
4.1 直觉方法直觉的方法就是人们用自己对模糊概念的认识和理解,或者人们对模糊概念的普遍认同来建立隶属函例1、“正好”、“热”和“很热”图1 空气温度的隶属函数例2根据人们对汽车行驶速度中“慢速”、“中速”和“快速”这三个概念的普遍认同,可以给出描图2 汽车行驶速度的隶属函数虽然直觉的方法非常简单,也很直观,但它却包含着对象的背景、环境以及语义上的有关知识,也包含了对这些知识的语言学描述。
因此,对于同一个模糊概念,不同的背景、不同的人可能会建立出不完全相同的隶属函数。
例如,模糊集A = “高个子”的隶属函数。
如果论域是“成年男性”,其隶属函数的曲线如图3(a )所示;而如果论域是“初中一年级男生”,其隶属函数的曲线则为图3(b )所示的情形。
(a) (b)图3 不同论域下“高个子”的隶属函数4.2 二元对比排序法建立一个模糊集的隶属函数,实际上可以看成是对论域中每个元素隶属于某个模糊概念的程度进行比较、排序。
模糊数学中的模糊集合与隶属度函数模糊数学是一门研究现实中模糊信息和不完全信息的数学理论。
在模糊数学中,模糊集合和隶属度函数是其核心概念之一。
一、模糊集合模糊集合是对现实世界中模糊或不确定概念的数学抽象。
与传统的集合理论不同,模糊集合并不要求元素的成员关系是确定的,而是通过隶属度函数来描述元素与集合的隶属关系。
一个元素可以同时隶属于多个模糊集合,并且隶属程度可以是连续的。
在模糊集合中,隶属度函数是描述元素与集合之间的隶属关系的数学函数。
它将元素映射到[0,1]的隶属度区间,表示元素与集合的隶属程度。
例如,对于一个模糊集合A来说,元素x的隶属度可以表示为μA(x),其中μA(x)的取值范围为[0,1]。
二、隶属度函数隶属度函数是描述元素与模糊集合之间隶属关系的数学函数。
它是模糊集合理论中的重要工具,常用于描述概念的模糊性和不确定性。
常见的隶属度函数包括三角形隶属度函数、梯形隶属度函数、高斯隶属度函数等。
三角形隶属度函数通过一个三角形的边界来表示元素的隶属度,具有对称性和简单性。
梯形隶属度函数通过一个梯形的边界来表示元素的隶属度,可以更精确地描述元素的隶属度。
高斯隶属度函数使用高斯曲线来表示元素的隶属度,具有光滑性和非对称性。
隶属度函数的选择需要根据具体情况来确定,可以根据实际需求和数学模型来选择最合适的隶属度函数。
三、模糊集合与隶属度函数的应用模糊集合与隶属度函数在实际应用中具有广泛的应用价值。
它们被广泛应用于模糊控制、人工智能、模式识别、决策分析等领域。
在模糊控制中,模糊集合与隶属度函数用于描述输入与输出之间的模糊关系,通过定义模糊规则和模糊推理来实现对系统的控制。
在人工智能中,模糊集合与隶属度函数用于处理模糊和不完全信息,进行模糊推理和模糊分类。
在模式识别中,模糊集合与隶属度函数用于进行特征提取和模式匹配,提高系统对不确定性和噪声的适应能力。
在决策分析中,模糊集合与隶属度函数用于处理决策变量的不确定性和模糊性,提供决策的支持和评估。