
- •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