- •4.4. Нейронечеткий подход к построению регуляторов
- •4.5. Пример построения нечеткого регулятора
- •Список литературы
- •1. Основные определения четких множеств
- •2. Прямое (декартово) произведение
- •3. Основные понятия четкой логики
- •4. Основные типы функций принадлежности
- •5. Настройка параметров нечеткого регулятора с помощью редактора anfis среды matlab
- •Содержание
- •4.4. Нейронечеткий подход к построению регуляторов………………….……………. 36
- •Нечеткие системы управления
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
1. Основные определения четких множеств
U универсальное множество (в обычном смысле) совокупность элементов u, объединенных общими свойствам, , u U, u является элементом U [20].
Пример П1. Пусть дано множество из 10 цифр:
, множество четных цифр .
Способы записи множества:
а) справа от вертикальной черты записываются все свойства множества:
;
б) иллюстрация множества с помощью диаграммы Венна Эйлера (рис. П1); в) определение множества заданием характеристической функции (рис. П2).
Характеристическая функция , определяющая подмножество A в универсальном множестве U, представляет собой отображение, для которого U область определения, а двузначное множество из 0 и 1 есть область значений :
,
Число элементов множества называется мощностью множества, или кардинальным числом # = card.
Пример П2. Для примера П.1: # . Если , то синглтон (singleton).
Объединение всех подмножеств универсального множества U называется степенным множеством и обозначается 2U. (В универсальном множестве U можно рассматривать различные подмножества, например, A с некоторыми свойствами, В с другими свойствами и т. д.).
Пример П3: тогда , где 0 пустое множество, характеристическая функция которого равна Характеристическая функция универсального множества . Кардинальное число степенного множества
.
Понятие "расстояние" в математике. Если определяется расстояние d между двумя элементами u, v, то должны выполняться условия
d(u, v) неотрицательность; 2) d(u, v) = d(v, u) симметричность;
d(u, w) d(u, v) d(v, w) транзитивность, где оператор , связанный с понятием "расстояние"; 4) d(u, u) = 0.
раcстояние Хемминга, или линейное расстояние [9]; евклидово, или квадратичное расстояние [9].
2. Прямое (декартово) произведение
Прямое (декартово) произведение множество, состоящее из упорядоченных пар элементов (u, v), .
Соответственно,
множество всех упорядоченных
n-к с элементами
, т. е. всех
возможных объединений по n
элементов из n различных
множеств с учетом порядка
их следования (рис. П3).
Пример П4: {a, b} {1, 2, 3} ={(a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3)}, (не произведение в обычном смысле, а "сборка" участников).
3. Основные понятия четкой логики
Под высказыванием понимают предложение, относительно которого можно сказать, истинно оно или ложно. "Истина" и(1), "ложь" л(0), значения истинности:
Отдельные высказывания буквы А, В, С, … высказывательные переменные (логические переменные, пропозициональные буквы).
Символы: , пропозициональные связки.
Логические операции. Отрицание высказывания:А ("не А").
Таблица П1
Значения истинности А иА приведены в таблице истинности (табл. П1). |
А |
и (1) |
л(0) |
А |
л(0) |
и (1) |
Конъюнкция высказываний: ("и"). Высказывание истинно тогда и только тогда, когда истинны высказывания А и В, называемые конъюнктивными членами конъюнкции А и В.
Дизъюнкция высказываний: ("или"). Высказывание имеет значение "ложь" тогда и только тогда, когда ложны высказывания А и В.
Импликация высказываний А и В: ("если А…, то В"). Высказывание ложно тогда и только тогда, когда А, называемое посылкой (условием, допущением) импликации , истинно, а В, называемое заключением (выводом, следствием) импликации, ложно.
Замечание. В отличие от используемого в обычной жизни понятия следования, А и В не обязательно должны быть содержательно связанными, и поэтому в логике высказывание "Если земля стоит на трех китах, то Петербург основан Петром I" считается истинным.
Эквивалентность высказываний А и В: ("А тогда и только тогда, когда В") имеет значение "истина" только при совпадающих значениях истинности А и В.
Логические формулы (пропозициональные формы): а) высказывательные переменные логические формулы; б) если А и В логические формулы, то (А), (А В), (А В), (АВ), (АВ) логические формулы.
Операции импликации соответствует логическая формула ((А) В),
т. е. (АВ) ((А) В). Значения истинности для вводимых операций приведены в таблице истинности (табл. П2).
Таблица П2
А |
В |
А |
А В |
А В |
АВ |
((А) В) |
(АВ) ((А) В) |
А (АВ) |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Правило логического вывода "modus ponens" (правило отделения):
если (АВ) истинно и А истинно, то В истинно. Одно суждение (В) является необходимым следствием двух других (АВ, A).
Записывают: АВ
A или В = А (АВ).
-------------
B