模糊数学pptCh1_Sec3-4-5
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第4章模糊函数PPT课件

二、变换关系
1、组合关系 若:(t)1(t)2(t)
(,)1(,)2(,)12(,)
*12精( 选 ,)ej2
17
2、共轭关系 若:(t) 1*(t) ,(f)1*(f)
(,) 1 * (, ) e j2 1 ( ,),(,) 1 * ( ,) e j2 1 * (, )
精选
3
2、准则(均方差)
2
2
sr1(t) sr2(t) dt
4E 2 (,) cos[2 f0 arctg(,)]
(,) u(t)u(t )ej2tdt u( f )u( f )e j2 f df
(,) (,) 2 (,)•(,)
(,) u(t)u(t )ej2tdt
距离、速度均相同, 2 最小,即 (0,0) 最大,无法分辨。
3、模糊图的体积
(体积不变性)(,)2dd(2E )2
➢ 体积是固定的,与能量有关,与信号形式无关 ➢ 不同信号形式只能改变模糊图表面形状
精选
6
二、模糊函数与二维分辨力的关系
( , ) 2
1
(0,0) 2
组合时间-频率分辨常数:
(,) (,)2dd(0,0)2 Nhomakorabea(,)1
雷达模糊原理:改变发射信号形式→ 改变模糊曲面→
不能改变组合分辨常数→即距离速度组合分辨力受限→
模糊图体积无论哪个轴减小另一必增大!
精选
7
模糊度图:
等效模糊面 等差图:
(A,0)2 (B,0)2 (C,C)2 (A,A)2
模糊度图
精选
8
三、模糊函数与一维分辨力的关系
(,0 ) u (t)u (t)ej2 td 2tC ()2 (,0)((0 ,0 ,0 ))22 dd C C(2(0 ))2dA
模糊模式识别PPT课件

2)序偶表示法: ~A {(1, a), (0.9, b), (0.5, c), (0.2, d)}
3)向量表示法: ~A (1, 0.9, 0.5, 0.2)
4)其他方法,如: ~A 1 a, 0.9 b, 0.5 c, 0.2 d
注:当某一元素的隶属函数为0时,这一项可以不计入。
第17页/共113页
例 3.2:以年龄作为论域,取 X=[0,200],Zadeh 给出了“年老” 与“年轻”两个模糊集 O~ 和Y~ 的隶属函数如下:
0 ,
0 x 50
①
ox
~
1
(x
50 5
)
2
1
,
50 x 200
1,
0 x 25
Y ~
x
1
(
x
25)2 5
1
,
25 x 200
② X是一个连续的实数区间,模糊集合表示为
用精确数学方法判断“秃头”: 方法:首先给出一个精确的定义,然后推理,最后结论。
定义:头发根数≤n时,判决为秃头;否则判决为不秃。 即头发根数n为判断秃与不秃的界限标准。
问题:当头发根数恰好为n+1,应判决为秃还是不秃?
第2页/共113页
推理:两种选择 (1) 承认精确方法:判定为不秃。
均表现出精确方法在这个 问题上与常理对立的情况
当 x 为多变量,即 x {x1, x2 , , xn}时,隶属函数通常定义为
A x A(1) x1 A(2) x2 A(n) xn
~
~
~
~
其中, A(1) , A(2) ,…, A(n) :对应于各变量的模糊子集;
~~
~
A(i) xi :相应的单变量隶属函数。
模糊推理算法及应用PPT课件

即μF:U [0,1]
μF是用来说明隶属于的程度
μF(u)=1,表示完全属于F;
.
6
模糊集表示
若U为有限集合,模糊集合可以有四 种表示方法: 查德表示法:
.
7
模糊集表示
“序偶”表示法 “向量”表示法 “积分”表示法
.
8
隶属函数
模糊集合的特征函数称为隶属函数, 反映的是事物的渐变性。
模糊统计方法 指派方法 一种主观方法,一般给出隶属函数的解析表达式。 借用已有的“客观”尺度
.
9
隶属函数
隶属度函数基本图形分为三大类:
1.左大右小的偏小型下降函数(Z函
数) 适用于输入值比较小时的隶属
(x)
1.0
矩形度分函布数确(x定) 。梯形分布 1.0
(x) 曲线分布 1.0
0
x
0
0
x
x
.
10
隶属函数
2.左小右大的偏大型上升函数(S函数): 适用于输入值比较大时的隶属度函数确 定。
[大]=0.4/3+0.7/4+1/ 5[小}=1/1+0.7/2+0. [4较/3小}=1/1+0.6/2+0.3/3+0.2/4
若x小则y大,现在x较小,试确定y1的大小
解:第1步:求若x小则y大的模糊关系矩阵R
R ( x , y ) A B ( x , y ) [ A ( x ) B ( y ) [ 1 ] A ( x )]
.
3
模糊推理应用范围
打破了以二值逻辑为基础的传统思 维,是一种崭新的思维方法。
• 人工智能 • 取得精确数据不可能或很困难 • 没有必要获取精确数据
第八讲模煳数学简介-PPT精品.ppt

集合的运算规律 幂等律: A∪A = A, A∩A = A; 交换律: A∪B = B∪A, A∩B = B∩A; 结合律:( A∪B )∪C = A∪( B∪C ), ( A∩B )∩C = A∩( B∩C ); 吸收律: A∪( A∩B ) = A, A∩( A∪B ) = A; 分配律:( A∪B )∩C = ( A∩C )∪( B∩C ); ( A∩B )∪C = ( A∪C )∩( B∪C );
1965年, 美国加利福尼亚大学自动控制专 家L. A. Zadeh第一次提出了模糊性问题, 从不 同于经典数学的角度, 研究数学的基础集合论, 给出了模糊概念的定量表示方法, 发表了著名 的论文“模糊集合” (Fuzzy sets). 这篇论文 的问世, 标志着模糊数学的诞生.
随着研究的深入, 模糊数学的内容日益丰 富, 其思想与方法正在广泛地渗透到科学和技 术的很多领域, 取得了很多重要成果, 例如: 模 糊识别、模糊决策、模糊控制、预报预测等.
与y有关系,则y与x有关系,即若R(x, y) =1,则 R(y, x) = 1;
系矩阵. 布尔矩阵是元素只取0或1的矩阵. 关系的合成
设 R1 是 X 到 Y 的关系, R2 是 Y 到 Z 的关 系, 则R1与 R2的合成 R1 ○ R2是 X 到 Z 上的一 个关系.
(R1 ○ R2) (x, z) = ∨{[R1 (x, y)∧R2 (y, z)]| y∈Y }
关系合成的矩阵表示法
例 设 X ={1, 2, 3, 4}, Y ={ 2, 3, 4}, Z = {1,
2, 3}, R1 是 X 到 Y 的关系, R2 是Y 到 Z 的关系,
R1 ={(x, y) | x + y = 6} = {(2,4), (3,3), (4,2)},
数学建模-模糊数学ppt课件

0.5 0.2
0 0..3 6,B0 0 0...5 3 1
0 0..4 2,则 0.6
AB0.5 0.3
0.6 0.3
B0.1 A0.3来自0.40.2 0.3 0.5
0.2 0.3 0.5
模糊集合及其运算
〔3〕模糊矩阵的转置 定义:设 A(aij)mn, 称 AT(aijT)mn为A的
转置矩阵,其中 aijT aji 。
模糊集合及其运算
2、指派方法 这是一种客观的方法,但也是用得最普遍的一种
方法。它是根据问题的性质套用现成的某些方式的模 糊分布,然后根据丈量数据确定分布中所含的参数。
3、其它方法 德尔菲法:专家评分法;
二元对比排序法:把事物两两相比,从而确定顺序, 由此决议隶属函数的大致外形。主要有以下方法: 相对比较法、择优比较法和对比平均法等。
制约着 A* 的运动。A* 可以覆盖 u0 , 也可以不覆盖 u0 , 致使 u 0 对A的隶属关系是不确定的。
模糊集合及其运算
特点:在各次实验中,u 0 是固定的,而 A* 在随机变动。 模糊统计实验过程:
〔1〕做n次实验,计算出 u0对 A的隶属 u0 频 A* n 的 率次数
〔2〕随着n的增大,频率呈现稳定,此稳定值即为 u 0 对A的隶属度: A(u0)ln i mu0A*n的次数
模糊集合及其运算二模糊集合及其运算美国控制论专家zadeh教授正视了经典集合描述的非此即彼的清晰现象提示了现实生活中的绝大多数概念并非都是非此即彼那么简单而概念的差异常以中介过渡的形式出现表现为亦此亦彼的模糊现象
Part2: 模糊数学
一 模糊集合及其运算 二 模糊聚类分析 三 模糊综合评判 四 模糊线性规划
A:U{0,1} uA(u),
【精编】模糊数学课件PPT课件

映射 R : X Y {0,1} 实际上是 X Y 的子集R上的特征函数.
❖ 说明:
❖ 1、R是集合X到集合Y的关系,记作 RXY
❖ 2、关系R的定义域,记为D(R) ❖ 3、关系R的值域,记为C(R) ❖ 4、所有的集合运算及其性质在关系中也适用
5、令集合X ={x1 , x2 ,…, xn} ,Y ={y1 , y2 ,…, ym}, X到Y存在关系R,则关系R的“关系矩阵”为 MR=(rij)n*m,其中
⑨排中律: A∪Ac = U, A∩Ac = ;
2.1.3 关系
定义2-5 X Y 的子集 R 称为从 X 到 Y 的二元关系, 特别地,当 X = Y 时,称之为 X 上的二元关系.二元关系 简称为关系.
若(x , y )R,则称 x 与 y 有关系,记为 R (x , y ) = 1;
若(x , y )R,则称 x 与 y 没有关系,记为 R (x , y ) = 0.
模糊数学课件
第一章 绪 论
1.1 模糊数学的发展 1.2 模糊性 1.3 模糊数学的应用
1.1 模糊数学的发展
1、数学的定义
19世纪之前:数学是关于物质世界的空间形式和 数量关系的科学。
近代科学的特点:用精确定义的概念和严格证明的 定理描述现代事物数量的关系和空间形式,用精 确的实验方法和精确的测量计算探索客观 世界的规律,建立严密的理论体系。
设A,B,C为论域U中的三个任意集合
①幂等律: A∪A = A, A∩A = A; ②交换律: A∪B = B∪A, A∩B = B∩A; ③结合律:( A∪B )∪C = A∪( B∪C ),
( A∩B )∩C = A∩( B∩C ); ④吸收律:A∪( A∩B ) = A,A∩( A∪B ) = A;
❖ 说明:
❖ 1、R是集合X到集合Y的关系,记作 RXY
❖ 2、关系R的定义域,记为D(R) ❖ 3、关系R的值域,记为C(R) ❖ 4、所有的集合运算及其性质在关系中也适用
5、令集合X ={x1 , x2 ,…, xn} ,Y ={y1 , y2 ,…, ym}, X到Y存在关系R,则关系R的“关系矩阵”为 MR=(rij)n*m,其中
⑨排中律: A∪Ac = U, A∩Ac = ;
2.1.3 关系
定义2-5 X Y 的子集 R 称为从 X 到 Y 的二元关系, 特别地,当 X = Y 时,称之为 X 上的二元关系.二元关系 简称为关系.
若(x , y )R,则称 x 与 y 有关系,记为 R (x , y ) = 1;
若(x , y )R,则称 x 与 y 没有关系,记为 R (x , y ) = 0.
模糊数学课件
第一章 绪 论
1.1 模糊数学的发展 1.2 模糊性 1.3 模糊数学的应用
1.1 模糊数学的发展
1、数学的定义
19世纪之前:数学是关于物质世界的空间形式和 数量关系的科学。
近代科学的特点:用精确定义的概念和严格证明的 定理描述现代事物数量的关系和空间形式,用精 确的实验方法和精确的测量计算探索客观 世界的规律,建立严密的理论体系。
设A,B,C为论域U中的三个任意集合
①幂等律: A∪A = A, A∩A = A; ②交换律: A∪B = B∪A, A∩B = B∩A; ③结合律:( A∪B )∪C = A∪( B∪C ),
( A∩B )∩C = A∩( B∩C ); ④吸收律:A∪( A∩B ) = A,A∩( A∪B ) = A;
模糊数学3课件

V ( u1 ,u2 )∈U1 ×U 2
∨
( µ A' ×B' (u1 , u2 ) ∧ µ R ((u1 , u2 ), v))
例2.7.5 多输入模糊推理 课堂练习2.7.3
基于削顶法的模糊推理结果求取
两输入模糊推理规则的改写 规则1’:如果x是 A ,则z是 C 与 规则2’:如果y是 B ,则z是 C
玛丹尼方法
µ A (u ) ∧ µ B (v)
(u , v)
U ×V
注意 可以采用任何模糊集合表示方法表示 对于有限论域,可以采用模糊矩阵表示 一般采用矩阵的形式表示,只在特殊的场合写成向量 形式
模糊推理结果
B ' = A' ( A → B) = ∫ ∨ ( µ A' (u ) ∧ µ A→ B (u, v))
A' 前提:如果x是
结论:y是? 求出模糊集合“?”,推知表示的语言值,得到推理结论
模糊蕴含关系
扎德方法
A → B = ( A × B) ∪ ( Ac × V ) ( µ A (u ) ∧ µ B (v)) ∨ ((1 − µ A (u )) ∧ 1) =∫ U ×V (u , v)
A → B = A× B =∫
A' ,且y是 B ' 前提:如果x是
结论:z是?
模糊蕴含关系
R = A× B → C
注意 可以采用任何模糊集合表示方法表示
A × B 用含有 m1 ⋅ m2 个元素的向量表示
采用玛丹尼方法得到的模糊矩阵
R = A × B × C = ( A × B)T C
模糊推理结果
C ' = ( A' × B ' ) R =∫
∨
( µ A' ×B' (u1 , u2 ) ∧ µ R ((u1 , u2 ), v))
例2.7.5 多输入模糊推理 课堂练习2.7.3
基于削顶法的模糊推理结果求取
两输入模糊推理规则的改写 规则1’:如果x是 A ,则z是 C 与 规则2’:如果y是 B ,则z是 C
玛丹尼方法
µ A (u ) ∧ µ B (v)
(u , v)
U ×V
注意 可以采用任何模糊集合表示方法表示 对于有限论域,可以采用模糊矩阵表示 一般采用矩阵的形式表示,只在特殊的场合写成向量 形式
模糊推理结果
B ' = A' ( A → B) = ∫ ∨ ( µ A' (u ) ∧ µ A→ B (u, v))
A' 前提:如果x是
结论:y是? 求出模糊集合“?”,推知表示的语言值,得到推理结论
模糊蕴含关系
扎德方法
A → B = ( A × B) ∪ ( Ac × V ) ( µ A (u ) ∧ µ B (v)) ∨ ((1 − µ A (u )) ∧ 1) =∫ U ×V (u , v)
A → B = A× B =∫
A' ,且y是 B ' 前提:如果x是
结论:z是?
模糊蕴含关系
R = A× B → C
注意 可以采用任何模糊集合表示方法表示
A × B 用含有 m1 ⋅ m2 个元素的向量表示
采用玛丹尼方法得到的模糊矩阵
R = A × B × C = ( A × B)T C
模糊推理结果
C ' = ( A' × B ' ) R =∫
模糊数学1-集合运算PPT课件

15
Definitions: Type-2 Fuzzy Sets (figure from Klir&Yuan)
16
2. Fuzzy Number
A fuzzy number A must possess the following three
properties:
1. A must must be a normal fuzzy set,
Definition: A rough set, R(A), is a given representation of
a classical (crisp) set A by two subsets of X/R, R(A) and R( A) that approach A as closely as possible from the inside and outside (respectively) and
0
for
x 3, x 5
A
(x)
x
3
for
3 x 4
5
x
for
4 x5
0 for x 12 , x 32
B (x)
( x 12
) /8
for 12 x 20
(
32
x ) / 12
for 2 0 x 32
A ( ) [ 3 , 5 ]
B ( ) [ 8 12 , 32 12 ]
professor Zadeh). What the extension principle says is that
f(A) =f(A( )). The formal definition is:
[f(A)](y)=supx|y=f(x){A(x)}
Definitions: Type-2 Fuzzy Sets (figure from Klir&Yuan)
16
2. Fuzzy Number
A fuzzy number A must possess the following three
properties:
1. A must must be a normal fuzzy set,
Definition: A rough set, R(A), is a given representation of
a classical (crisp) set A by two subsets of X/R, R(A) and R( A) that approach A as closely as possible from the inside and outside (respectively) and
0
for
x 3, x 5
A
(x)
x
3
for
3 x 4
5
x
for
4 x5
0 for x 12 , x 32
B (x)
( x 12
) /8
for 12 x 20
(
32
x ) / 12
for 2 0 x 32
A ( ) [ 3 , 5 ]
B ( ) [ 8 12 , 32 12 ]
professor Zadeh). What the extension principle says is that
f(A) =f(A( )). The formal definition is:
[f(A)](y)=supx|y=f(x){A(x)}
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NL (A, B) = (Ao B) ∧(AoB) ˆ
c
格贴近度
is said a lattice measure of similarity of A and B on F (X), NL(A,B) is called a lattice measure function of similarity of A and B on F (X).
1.4.3 Crisp domain of fuzzy operator (p.33)
清晰点 A(x)=0 or A(x)=1—— x is a crisp point. A(x)∈(0,1) —— x is a fuzzy point. Definition 1.4.3 Let * be a fuzzy operator on [0,1] and
1 NH (A B) =1− (0.2+0.1+0.1+0.1+0.1+0.2) ≈ 0.867 , 6 1 2 2 2 2 2 2 1 NE (A B) =1− , (0.2 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.1 + 0.2 )2 ≈ 0.859 6
0.5+0.7 +0.9+0.9+0.6+0.3 NM (A B) = , ≈ 0.830 0.7 +0.8+1.0+1.0+0.7 +0.5
2 n d1(A) = ⋅ ∑ A(xi ) − A (xi )| | 0.5 n i=1
d2 (A) =
2 n
1 2
⋅ (∑ A xi ) − A (xi )| ) | ( 0.5
i=1
n
1 2 2
, ( 1 A xi ) ≥ 0.5 ln2 A (xi ) = 0.5 ( 0, A xi ) < 0.5
What degree of fuzziness is for a fuzzy set (Luca & Termini, 1972)
Definition 1.4.2 If a mapping d : F (X) → [0,1] satisfies the following conditions: (1) A∈P (X) ⇔ d(A)=0; (2) A(x)≡1/2 ⇔ d(A)=1; (4) ∀A∈F (X), d(A)=d(Ac).
对称性 最贴近与最不贴近的情形 离的越远贴近度越小
(3) A⊆B⊆C⇒N(A,C)≤N(A,B)∧N(B,C). Then N is said measure function of similarity.
贴近度
☺1 Hamming NH
1 n NH (A B) =1− ∑ A xi ) − B(xi )| , | ( n i=1
经典集不模糊 这样的集最模糊 越靠近1/2越模糊
(3) (∀x∈X)B(x)≤A(x)≤1/2 ⇒ d(B)≤d(A); ∀
对称性
Then d is said measure of fuzziness in F (X). 模糊度
Examples (p.32)
☞ Hamming ☞ Euclid Where ☞ Shannon
☺4 Min-average NA
1 A= B =∅ , n ∑ A(xi ) ∧ B(xi )) ( NA(A B) = i=1 , he wie , ot r s n 1 ∑ A(xi ) + B(xi )) ( 2 i=1
1 A= B =∅ , b NA(A B) = ∫a (AIB)(x)dx , , ot r s he wie 1 b ( 2 ∫a (A x) + B(x))dx
0.8 = b, 0.3
Algebra Bounded Einstein Hamacher Yager
ˆ a +b = a +b−ab
a ⊕b = m a +b,1 in( )
a ˆ b = ab ⋅
a b=m ax(0, a +b −1 )
see book
Theorem 1.3.3 For all T and S △≤T≤∧≤∨≤S≤▽ Theorem 1.3.8 Let a, b∈[0,1], then (1) (2) (3) (4)
Ao B = ∨ (A x) ∧ B(x)) (
x∈X
Ao B = ∧ (A(x) ∨ B(x)) ˆ
x∈X
ˆ Then Ao B and Ao B are respectively said inner product and outer product of fuzzy A and B.
Definition 1.4.8 Let A,B∈F (X), then
Definition 1.4.1 For finite universe X
| A|= ∑A x) (
x∈X
基数或势
—— Cardinality of fuzzy set A
| A| || A||= | X|
—— Relative cardinality of fuzzy set A
1.4.2 Measure of fuzziness on fuzzy sets (p.29)
0.5+0.7 +0.9+0.9+0.6+0.3 NA(A B) = 1 , ≈ 0.907 2 (1.2 +1.5+1.9 +1.9 +1.3+ 0.8)
1.4.6 Lattice measure of similarity of fuzzy sets (p.39)
Lattice degree of similarity is ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnother sort of measure for two sets on their degree of closeness. Definition 1.4.5 Let A, B∈F (X) and
0
1 n H(A) = ∑s(A(xi )) nln2 i=1
1/2
1
−xln x −(1− x)ln(1− x), Where s(x) = 0,
x∈(0,1 ) x = 0,1
e.g. 1.4.3 Let X={a, b, c, d} and
0.8 0.9 0.1 0.8 A= + + + a b c d
Name Zadeh
0.5 ˆ 0.8 = 0.4 ⋅
0.5
t-conorm (S) ∨
t-norm (T) ∧
a =1 b, a∆b = a, b =1 且 0, a ≠1 b ≠1
a =0 a∇ = a, b = 0 b Drastic ∧ 0.8 = 0.5 0.5 1 ab ≠ 0 ,
1 b NH (A B) =1− , ∫a | A(x) − B(x)| dx b −a
☺2 Euclid NE
1 1 n NE (A B) =1− , (∑ A(xi ) − B(xi ))2 )2 ( n i=1
NE (A B) =1− ,
1 b −a
(∫ (A(x) − B(x))2 dx)
a
tt§1.3 t-norm and t-conorm (p.10)
Problem ∪ and ∩ of fuzzy sets are defined by operators ∨ and ∧, But
?∨ 0.8 = 0.8
↑ [0,0.8]
Information is lost.
Triangle Norm (Menger, 1942) Definition 1.3.1/1.3.2 A mapping △:[0,1]×[0,1]→[0,1] is said a triangle norm, if it satisfies the following conditions (1) Commutativity △(a, b)=△(b, a); (2) Associativity △(△(a, b), c)=△(a, △(b, c)); (3) Monotony a≤c, b≤d ⇒ △(a, b)≤△(c, d)
格贴近度函 数
e.g. In Example 1.4.6, X={x1, x2, x3, x4, x5, x6} and
0.5 0.7 1.0 0.9 0.6 0.3 A= + + + + + x x2 x3 x4 x5 x6 1 0.7 0.8 0.9 1.0 0.7 0.5 B= + + + + + x x2 x3 x4 x5 x6 1
b
1 2
☺3 Max-min NM
1 A= B =∅ , n ∑ A(xi ) ∧ B(xi )) ( NM (A B) = i=1 , , ot r s he wie n ∑ A(xi ) ∨ B(xi )) ( i=1
1 A= B =∅ , b (AIB)(x)dx NM (A B) = ∫a , , ot r s he wie b ∫a (AUB)(x)dx
e.g. 1.4.6 Let X ={x1, x2, x3, x4, x5, x6} and
A= 0.5 0.7 1.0 0.9 0.6 0.3 + + + + + x x2 x3 x4 x5 x6 1
Then
0.7 0.8 0.9 1.0 0.7 0.5 B= + + + + + x x2 x3 x4 x5 x6 1
T is t-norm = triangle norm + T(1,a)=a S is t-conorm = triangle norm + S(a,0)=a T(a, b) and S(a, b) are written as aTb and aSb respectively.