3.2.5 可性理论
Zadeh1965年提出了模糊集合论,在此基础上1978年又建立了可能性理论,并将不确定性理解为可能性。
1. 针对模糊概念建立模糊子集
一个概念常由其内涵来定义,而由其外延来表现出来,外延是具有内涵属性全体个体构成的集合。
对一个模糊概念(如年青、胖、高)也可用模糊集合来描述来表现。
设论域为U,其上定义了一个模糊概念 。如果对任意的u∈U依 都规定一个数值
μ (u)∈[0,1]
作为u以A的隶属程度,这时
μ :U→[0,1]
就叫U上 的隶属函数,定义了隶属函数的模糊概念 称作U的一个模糊子集。用模糊子集来描述模糊概念。
例如 U={a,b,c,d,e},模糊概念为"圆块块"。
μ :a→1
b→0.9 c→0.4 d→0.2 e→0
模糊子集
=
( 1,0.6, 0.4, 0.2, 0) 或
=(1/a+0.9/b+0.4/c+0.2/d+0/e 或
={(a,1),(b,0.9),(c,0.4),(d,0.2),(e,0)}
便是"圆块块"这一模糊概念在U上的表现见图3.3。
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图3.3 |
当μ 的值域退化为{0,1}时, 便退化为普通集合A了,这时的隶属函数就是普通集合A的特征函数了。
给了模糊子集 , 便可定义并集、交集和全集,而且有
μ ∪ (u)=max{μ (u),μ (u)}
μ ∩ (u)=min{μ (u),μ (u)}
μ C(u)=1-μ (u)
2.模糊推理举例
通常的假言推理是
A∧(A→B)→B
现在要讨论的是 与A→B中的A并不完全一致时,能否也可得到有价值的结论?
设论域 U上有模糊子集
V上有模糊子集
而 → 是U到V的一个模糊关系,即U×V上的一个模糊子集,其隶属函数定义为
( → )(u,v)=( (u)∧ (v))∨(1- (u))
其中符号∨表示max,∧表min。
于是当已知有模糊子集 时,可得出
1(v)= u∈U( (u)∧ → (u,v))
记作 1= !*( → )
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例如 |
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U=V={1,2,3,4,5},若u小则v大,已知u 较小,问v如何?
若 表模糊概念小, 1模糊概念较小,而 表模糊概念大。而且知
=1/1+0.5/2
1=1/1+0.4/2+0.2/3
=0.5/4+1/5
可计算得 → 的隶属函数为

进而求得
1= 1・( → )
=(1 ,0.4, 0.2 ,0 ,0 )・R
=(0.4 ,0.4 ,0.4 ,0.5 ,1)
可理解为v较大。 |
3.U上模糊变量的可能性描述
设x是取值U的变量,对它可定义一个相容性函数,使x的每个取值都对应于[0,1]中的一个数。相容性函数就是对变量x的一种约束。特别当 是U上的模糊子集有隶属函数μA(x)时,可把 与x联系起来,将μ (x)取作变量x的相容性函数,这时 就是对x的一种约束了,如上例x表圆块块,这时便可说x=a的可能性为1,x=b的可能性为0.9,…。这样便给出了变量x的可能性分布,可记作
poss(x=a)=1, poss(x=b)=0.9,…
值得注意的是poss与概率P是不同的。例如一个人早饭吃了x个鸡蛋的描述,x∈{1,2,3…}=U
u= |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
poss |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
P |
0.1 |
0.8 |
0.1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
poss 表示能吃几个鸡蛋的一种能力,不是概率。poss大也不意味着P大,只对不可能事件两者取值相同。还可规定
poss =(x=a∨y=b)=max{poss(x=a),poss(x=b)}
poss =(x=a∧y =b)=min{poss(x=a),poss(x=b)}
poss(x≠a)=1- poss(x=a)
若将不确定性以这种可能性来度量时,便可用可能性理论来讨论不确定性推理了。
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