Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математические основы теории систем / Лекции / Павлова А.В. Математические основа теории систем. Лекции Часть 1.pdf
Скачиваний:
159
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
10.66 Mб
Скачать

– наиболее комфортная для самочувствия человека принимается за среднюю.

m(x)

m (x)

m2 (x)

m3 (x)

1

 

 

1

 

 

A1 = PN

 

A

2 = PS

 

 

 

A3 = PW

 

 

%

 

 

%

 

 

 

 

 

%

 

 

 

a1

c1

a

2

b

c2

a

3

b

2

c

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

X = T °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.16

– несомненно низкая, когда следует включить обогреватель.

слишком высокая, когда требуется включить кондиционер. При температура относится одновременно к двум термам и воз-

никает проблема, какое решение принять.

1.12. Операции над нечёткими множествами

Дополнением нечёткого множества

заданного на

 

называется нечёт-

 

 

 

 

 

 

).

кое множество с функцией принадлежности

 

 

На рис. 1.17 приведен

 

 

 

 

 

 

пример выполнения

опеа-

 

 

 

m%

(x)

ции нечёткого дополнения.

 

m

 

(x)

 

%

 

A

Пересечением

нечёт-

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ких множеств

 

и ,

задан-

 

 

 

 

 

 

ных на X, называется

нечёт-

 

 

 

 

 

 

кое множество

C = A Ç B,

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% %

%

 

 

 

 

 

 

 

функцией

{

инадлежности

 

 

 

 

 

 

C

A

 

B

}

 

 

 

 

 

 

 

m % (x) = min

 

m %

(x), m %

(x) ,

 

 

 

 

 

 

 

для всех . Операция нахождения минимума ткже обозна ается знаком , т. е.

Рис. 1.17

18

 

Объединением нечётких

множеств

и ,заданных на

называется

нечёткое множество

с функцией

принадлежности

 

 

 

 

 

 

 

 

для всех

. Операция

нахождения максимума

 

также

обозначается знаком

 

, т.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 1.18

приведён

m(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

результат

операций

 

 

 

m % m %

 

 

 

фаззи множеств

и

 

одной

 

 

 

AÈ B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переменной .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линия,

выделенная

 

 

 

 

 

 

 

более

чётко

и идущая ыше,

 

 

%

%

 

 

 

соответствует

дизъюнкции

 

 

A

B

 

 

 

 

 

Ù

 

 

 

двух

функций

 

принадж-

 

 

 

 

 

ности

 

 

 

 

,

а дру-

 

 

 

 

 

 

 

гая

линия

конъюнкции

 

 

 

 

 

 

 

двух

функций

принадлжно-

 

 

m %

m %

 

 

 

 

 

A Ù

B

 

 

 

сти

 

 

.

 

 

 

 

 

Рис. 1.18

 

 

 

 

Включение нечётких множеств. Пусть заданы и на множестве .

называется подмножеством нечёткого множества и обозначается

, если

 

 

 

 

 

 

.Нечёткие

множества

и

разны,

 

если

, .

1.13. Параметры нечётких множеств

Высотой нечёткого множества называется верхняя граница его функции принадлежности. Для дискретного множества супре-

мум соответствует максимуму степеней принадлежности его элементов. Нечёткое множество называется нормальным, если его высота равна

единице, в противном случае множества называются субнормальными. Нормализация – преобразование субнормального нечёткого множества

в нормальное . Определяется следующим образом

Пусть

=

 

, высота = 0,6.

 

На рис 1.19 показана нормализация нечёткого множества .

Ядром нечёткого множества называется чёткое подмножество универсального множества , элементы которого имеют степени принадлежности, равные 1.

Ядро субнормального нечёткого множества пустое.

19

a −сечением нечёткого множества называется чёткое подмножество универсального множества , элементы которого имеют степени принадлежности большие или равные

m(x)

mA% (x)

mA%¢(x)

Рис. 1.19

Носителем нечёткого множества называется чётное подмножество универсального множества , элементы которого имеют ненулевые степени принадлежности. (англ: support – носитель).

Ядро, a – сечение и носитель показаны на рис. 1.20.

m(x)

a

x

Рис. 1.20

20

Кардинальное число (или мощность) нечёткого множества равно сумме степеней принадлежности всех элементов к этому множеству

1.14. Методы дефаззификации нечётких множеств

Дефаззификация – процедура преобразования нечёткого множества в чёткое число. Простейший способ, пригодный только для одноэкстремальных функций принадлежности, заключается в выборе чёткого числа , соответствующего максимуму функции принадлежности.

Метод центра тяжести. Дефаззификация осуществляется по формуле (для дискретного универсального множества ).

 

n

 

 

 

 

 

x × m %

( x )

 

å i

 

A

i

x =

i=1

 

 

 

.

n

 

 

 

 

å

m %

(x )

 

A

 

i

i=1

Пример: Провести дефаззификацию нечёткого множества«мужчина среднего роста», заданного следующим образом

Результат дефаззификации имеет вид

Для непрерывного универсального множества – процедура находит центр тяжести плоской фигуры, ограниченной осями координат и графиком функции принадлежности в соответствии с выражением

b

ò x × mA% (x)dx

x =

a

 

 

.

b

 

 

 

ò

m %

(x)dx

 

A

a

Метод медианы. Дефаззификация нечёткого множества по методу медианы состоит в нахождении такого числа , что

21