模糊控制笔记(一)模糊集合
模糊集合
1. 基本概念
2. 特征函数
3. 模糊集合
表示模糊集合的方法:
1) 向量表示法
2) Zadeh表示法(Zadeh也是模糊集合理论的创始人)
3) 序偶表示法
4. 隶属函数
5. 模糊集合的运算和性质
常用性质:
本文章所有知识点均为作者本人学习刘杰、李允公等老师的教材《智能控制与MATLAB实用技术》时所作笔记,在此发自肺腑地表达对老师们辛勤劳动的感谢和尊敬,也安利一下这本书,对入门智能控制的同学们来说是一本极其优秀的教材!
模糊集合
1. 基本概念
(1) 论域,即为全集,用大写字母表示,X , V 等。
(2) 集合,论域中具有性质p pp的元素的全体称为集合,表示为A={x∣p(x)}。
(3) 并集。A 与B 的并集运算为:
A∪B={x∣x∈A∨x∈B}
其中∨符号表示取大值。
(4) 交集。A 与B的交集运算为:
A∩B={x∣x∈A∧x∈B}
其中,符号∧ 表示取小值。
(5) 补集。A 的补集为A C = { x ∣ x ∉ A } 2. 特征函数
设有集合A ,其特征函数记为
GA(x)={1(x∈A)0(x∈/A)
1表示元素属于集合,0表示不属于。
特征函数是一个二值函数。
3. 模糊集合
笼统地来说,对于实际中的很多情况,我们无法定量确定其性质,大多数情况下都是用一种“模糊”的概念来描述,如“温度较高”“水位较浅”等,甚至“x 比y大一些”“x 非常大,而y 比较适中”等。在这种情况下,很难确定所描述的对象应该被划在哪种集合里。
相应地,上述问题可以转化为“所描述的对象对于某个集合的隶属度高/不高/比较低(……)”等。
那么,特征函数如果不仅仅取{ 0 , 1 },而是[ 0 , 1 ] ,这样其取值就不再是二元性的了,而是一种连续的取值。
定义 若对于论域X ,如果存在一实值函数μ A ,使得
μ A : X → [ 0 , 1 ]
则A 为论域X 上的模糊集合,特征函数μ A ( x ) 称为隶属函数,表示x 在μ A ( x ) 程度上隶属于集合A AA。μ A ( x ) = 0
(x)=0表示x 不属于集合A ,反之则属于。
需要注意的是,很多情况下,隶属度取值的确定是一个主观的定义,答案不唯一。
表示模糊集合的方法:
1) 向量表示法
A=(μA(x1),μA(x2),⋯,μA(xn))
要按顺序写出所有元素的隶属度,不能省略为0的项。
2) Zadeh表示法(Zadeh也是模糊集合理论的创始人)
A=x1μA/(x1)+x2μA/(x2)+⋯+xnμA/(xn)
需要注意,μ A ( x i ) /x i 不是分数,“+”也不是相加。
该方法中,隶属度为0的项可以忽略。
3) 序偶表示法
A={(x1,μA(x1)),(x2,μA(x2)),⋯,(xn,μA(xn))}
4. 隶属函数
隶属函数的确定必须满足的条件:必须使模糊集合为凸模糊集合,即隶属函数的曲线必须是单峰的。
一些基本的隶属函数形式:
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