模糊推理的形式化理论

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自1965年L.A.Zadeh提出模糊集的概念以来,关于模糊系统的研究得到了迅猛的发展,模糊控制技术被广泛应用于工业控制与家电产品的制造中,并取得了令人瞩目的成功。模糊推理是模糊控制的理论基础,虽然模糊推理已有大量的研究成果,但这些研究还没有一个可靠的逻辑基础。王国俊教授于1996年建立了模糊命题演算的形式系统L~*,之后在系统L~*的框架中,从语义上为模糊推理规则构建了逻辑基础。1999年又基于只。蕴涵算子提出了模糊推理的全蕴涵三I算法,这是比Zadeh提出的如今在控制领域中广泛应用的CRI方法更为合理,逻辑基础更强的推理算法。 由于蕴涵算子的选取与模糊推理的效果密切相关,特别是互为伴随的三角模与蕴涵算子的研究对将模糊推理与模糊逻辑相结合具有重要而广泛的意义。本文的目的就是基于互为伴随的三角模与蕴涵算子建立一种新的模糊命题演算的形式系统RL,使得两类重要的逻辑系统L~*和BL逻辑都是它的扩张。在这种新的模糊逻辑中,从语构上为模糊推理三I算法构建逻辑基础,得到了模糊推理的非模糊形式。这样,就将模糊推理的三I算法纳入到形式模糊逻辑的框架之中,模糊推理过程可转化为模糊逻辑中的形式演绎,从而也使模糊推理有了严格的逻辑基础。 本文的主要内容如下: 第一部分:作为预备知识,给出了基于剩余型蕴涵算子的模糊推理的全蕴涵三IMP算法和三IMT算法的一般形式,为后面研究模糊推理的非模糊形式提供了依据. 第二部分:在以BL逻辑为背景的BL代数的定义中去掉限制性较强的条件a∧b=a(a→b),建立了一种新的代数系统RL,并进一步研究了RL代数类的性质;以RL代数为赋值域建立了一种更为广泛的模糊命题演算的形式系统——剩余格值逻辑系统RL,得到了一系列定理,同时研究了逻辑系统RL的(弱)完备性. 第三部分:讨论了模糊逻辑系统L~*和Godel中根的理论,以及剩余格值逻辑系统RL中广义MP与多重广义MP的语构理论。由此得出模糊逻辑系统中存在着与模糊推理FMP规则完全相似的推理机制。 第四部分:研究了经典逻辑系统和RL逻辑系统中广义MT与多重广义MT规则的语构理论,进一步得出经典逻辑以及模糊逻辑系统中存在着与模糊推理规则完全相似的推理机制。 第五部分:首先建立了口值逻辑系统RLn;然后从语义角度在RL。与RL。中 得到了模糊推理三 IFMP解与三 IFMT解的非模糊形式. 最后,在模糊推理中,讨论了与模糊控制的鲁棒性相应的问题——椎理的摄\动性问题.根据椎理规则中合取算子与蕴涵算子的不同选取方式,对各种模糊推理 方法的最大摄动参数进行了评估,为实际应用中选择恰当的模糊推理方法提供了一 个准则.
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