模糊计算及其应用

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1、模糊计算及其应用绪论模糊集合与模糊关系模糊推理系统绪论模糊逻辑的发展模糊逻辑与计算机模糊逻辑与人工智能模糊逻辑的发展一、模糊逻辑的起源模糊逻辑---FuzzyLogic模糊概念、模糊现象到处存在。天气冷热雨的大小风的强弱人的胖瘦年龄大小个子高低经典二值（布尔）逻辑在经典二值（布尔）逻辑体系中，所有的分类都被假定为有明确的边界；（突变）任一被讨论的对象，要么属于这一类，要么不属于这一类；一个命题不是真即是假，不存在亦真亦假或非真非伪的情况。（确定）模糊逻辑对二值逻辑的扩充。关键的概念是：渐变的隶属关系。一个集合可以有部分属于它的元素；（渐变）一个命题可能亦此亦彼，

2、存在着部分真部分伪。（不完全确定）模糊逻辑是通过模仿人的思维方式来表示和分析不确定、不精确信息的方法和工具。模糊逻辑本身并不模糊，它并不是“模糊的”逻辑，而是用来对“模糊”（现象、事件）进行处理，以达到消除模糊的逻辑。经典（二值）逻辑的数学基础：——通过常规集合来工作的。常规集合：集合中的对象关系被严格划分为0或1，不存在介于两者之间的对象。（1---完全属于这个集合；0---完全不属于这个集合）模糊逻辑的数学基础：——通过模糊集合来工作的。模糊集合：允许在一个集合部分隶属。即对象在模糊集合中的隶属度可为从0-1之间的任何值。即可以从“不隶属”到“隶属”逐步过渡

3、。二、模糊逻辑技术的发展和现状1960年柏克莱加州大学电子工程系扎德（L.A.Zadeh）教授，提出“模糊”的概念。1965年发表关于模糊集合理论的论文。1966年马里诺斯（P.N.Marinos）发表关于模糊逻辑的研究报告。以后，扎德（L.A.Zadeh）又提出关于模糊语言变量的概念。1974年扎德（L.A.Zadeh）进行有关模糊逻辑推理的研究。七十年代欧洲进行模糊逻辑在工业控制方面的应用研究：实现了第一个试验性的蒸汽机控制；热交换器模糊逻辑控制试验；转炉炼钢模糊逻辑控制试验；温度模糊逻辑控制；十字路口交通控制；污、废水处理等。八十年代日本情况：列车的运行和

4、停车模糊逻辑控制，节能11—14%；汽车速度模糊逻辑控制（加速平滑、上下坡稳定）；港口集装箱起重机的小车行走和卷扬机的运行控制；家电模糊逻辑控制（电饭煲、洗衣机、微波炉、空调、电冰箱等）。中国：在模糊理论和应用方面的研究起步较慢，但发展较快：1976年起步1979年模糊控制器的研究1980年模糊控制器的算法研究1981年模糊语言和模糊文法的研究1982年磨床研磨表面光洁度模糊控制、开关式液压位置伺服系统模糊控制研究1984年提出语义推理的自学习方法1986年单片微机比例因子模糊逻辑控制器1987年我国第一台模糊逻辑推理机1990年起：工业控制模糊逻辑控制器：玻璃

5、窑炉、水泥回转窑、PVC树脂聚合过程、功率因数补偿等。自然科学基金重大项目：“模糊信息处理与机器智能”“模糊逻辑控制计算机系统”等。目前模糊逻辑控制技术在工业控制、家电领域有很好发展开展模糊信息处理方面的基础研究和理论研究开发专用模糊控制电路和模糊推理芯片等。电脑和人脑电脑扩大并延伸了人脑的功能，但两者存在重大差别：如工作方法智能性语言可靠性等方面。模糊逻辑与计算机1.工作方法传统的冯·诺依曼计算机：连续串行的微观工作方式；人脑：串并行的工作方式。2.智能性计算机的人工智能：建立在对精确符号系统的数据处理上。人脑的自然智能：接受的信号具有某种不确定性。用统计方法

6、处理（具有模糊性）。3.语言计算机：使用的是精确、形式化的数学语言或程序语言；人脑：可以使用具有模糊性或歧义性的自然语言。4.可靠性计算机：计算具有高精度的特点。但对事物整体把握的可靠性不如人脑。人脑：低精度条件下完成非常复杂的任务，达到相当高的可靠性。电脑思维和人脑思维两种思维模式精确的理性的分析模式——与读、写、算相联系；模糊的直觉的全盘模式——与模式识别和艺术能力有关。允许以不精确、不确定、非定量的自然语言，对复杂多变的事物或现象进行思维。人脑的思维具有上述两种模式；计算机不具备后一种模式能力；要使计算机进一步模拟人类思维的特点，可以引入模糊逻辑！！人工智

7、能（AI---ArtificialIntelligence）——新兴的边缘学科。人工智能主要研究：如何使计算机完成原来由人才能做的具有智能性质的工作，即感知观察能力、记忆能力、逻辑思维能力和语言表达能力等一系列人的脑力活动中所表现出来的能力。人工智能是许多相关技术的总称，包括专家系统、机器学习、神经网络、模式识别、模糊逻辑技术等等。模糊逻辑与人工智能传统的数字电子计算机以二值逻辑为基础，建立在加法和移位基础上的各种计算能力是它的特长。对确定性问题具有逻辑推理能力，有很高的速度、精度和效率。但是，没有创造性思维的能力。因此，不可能以二值逻辑来模拟人的复杂的思维进程

8、。模糊逻辑与专家系统专家