Lý Thuyết Mờ & Ứng dụng by Phong Nguyễn Như – Ebook | Scribd

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương 1: Lý thuyết mờ

1.1 Lịch sử phát triển

1.2 Lý thuyết tập hợp1.3 Sự kiện1.4 Bất định1.5 Lý thuyết bất định

Chương 2: Lý thuyết tập mờ

2.1 Lý thuyết tập hợp2.2 Tập mờ2.3 Toán tử tập mờ2.4 Xây dựng tập mờ2.5 Giải mờ

Chương 3: Quan hệ mờ

3.1 Quan hệ3.2 Quan hệ mờ3.3 Liên kết mờ3.4 Hợp thành mờ3.5 Nguyên lý lan rộng ra3.6 Chuyển đổi mờ

Chương 4: Số học mờ

4.1 Số mờ4.2 Biến ngôn từ4.3 Toán tử số học mờ4.4 Cực trị mờ4.5 So sánh mờ4.6 Xếp hạng mờ

Chương 5: Logic mờ

5.1 Logic học5.2 Mệnh đề mờ5.3 Hàm kéo theo mờ5.4 Mệnh đề điều kiện kèm theo mờ5.5 Suy diễn mờ5.6 Lập luận giao động đa điều kiện kèm theo

Chương 6: Lý thuyết khả năng

6.1 Sự kiện6.2 Lý thuyết độ đo mờ6.3 Lý thuyết vật chứng6.4 Lý thuyết Tỷ Lệ6.5 Lý thuyết năng lực6.6 Lý thuyết năng lực và lý thuyết tập mờ6.7 Lý thuyết năng lực và lý thuyết Xác Suất

Chương 7: Điều khiển mờ

7.1 Hệ thống điều khiển và tinh chỉnh tự động hóa7.2 Bộ tinh chỉnh và điều khiển tầm cỡ7.3 Bộ điều khiển và tinh chỉnh mờ7.4 Hệ thống điều khiển và tinh chỉnh mờ con lắc ngược7.5 Hệ thống điều khiển và tinh chỉnh mờ nhiệt độ7.6 Hệ thống điều khiển và tinh chỉnh mờ động cơ

Chương 8: Ra quyết định mờ

8.1 Ra quyết định hành động tầm cỡ8.2 Đánh giá tổng hợp mờ8.3 Ra quyết định hành động mờ đơn8.4 Ra quyết định hành động mờ nhóm8.5 Ra quyết định hành động mờ đa tiêu chuẩn8.6 Ra quyết định hành động mờ theo tiềm năng8.7 Ra quyết định hành động mờ Bayes

Chương 9: Lý thuyết mờ trong Kỹ Thuật Công Nghiệp

9.1 Kỹ thuật công nghiệp9.2 Kinh tế kỹ thuật mờ9.3 Quản lý tồn dư mờ9.4 Kiểm soát chất lượng mờ9.5 Điều độ dự án Bất Động Sản mờ

9.6 Hoạch định vị trí mờ

9.7 Điều độ sản xuất mờ9.8 Ước lượng tuổi thọ mờ9.9 Lý thuyết an toàn và đáng tin cậy mờ9.10 Robotics9.11 Nhân tố học mờ

Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

Lý thuyết mờ gồm có những lý thuyết tương quan đến những quy mô tích lũy, giải quyết và xử lý thông tin bất định như lý thuyết tập mờ, lý thuyết độ đo mờ, logic mờ. Lý thuyết mờ sinh ra kể từ năm 1965 khi Lotfi Zadeh, một giáo sư về lý thuyết mạng lưới hệ thống trường Đại học California, Berkeley, công bố bài báo tiên phong về Logic mờ ở Mỹ .Lý thuyết mờ được ứng dụng trong hầu hết những chuyên ngành kỹ thuật. Mọi chuyên ngành kỹ thuật, không ít thì nhiều, đều ứng dụng những giải pháp mới dựa trên tập mờ, độ đo mờ. Kỹ thuật điện là lãnh vực kỹ thuật tiên phong ứng dụng lý thuyết mờ trong những lãnh vực như điều khiển và tinh chỉnh mờ, giải quyết và xử lý ảnh mờ, mạch điện tử dùng logic mờ, người máy … Kể từ những năm đầu thập niên 70, lý thuyết mờ đã được ứng dụng vào kỹ thuật thiết kế xây dựng, những kỹ sư kiến thiết xây dựng đã dùng lý thuyết tập mờ để xử lý nhiều yếu tố trong kiến thiết xây dựng. Giữa thập niên 80, số lượng bài báo trong những chuyên ngành của kỹ thuật cơ khí đã ngày một tăng dần. Cũng vào khoảng chừng giữa thập niên 80, Kỹ thuật công nghiệp đã ứng dụng lý thuyết mờ vào hầu hết những nghành nghề dịch vụ kỹ thuật công nghiệp như hệ chuyên viên mờ, ra quyết định hành động mờ, quy hoạch tuyến tính mờ, kinh tế tài chính kỹ thuật mờ, quản trị vật tư tồn dư mờ, trấn áp chất lượng mờ, điều độ dự án Bất Động Sản mờ, tác nhân học mờ …Kỹ thuật máy tính cũng sử dụng lý thuyết mờ trong phong cách thiết kế phần cứng sử dụng logic mờ. Kỹ thuật tri thức cũng đã sử dụng lý thuyết mờ trong tích lũy và biễu diễn tri thức, trong tương tác người máy. Ngoài ra những chuyên ngành kỹ thuật khác như kỹ thuật hóa học, kỹ thuật hạt nhân, kỹ thuật nông nghiệp … cũng ứng dụng lý thuyết này .Cuốn sách này gồm có 2 phần lý thuyết và ứng dụng với 9 chương. Phần lý thuyết gồm 6 chương ra mắt về Lý thuyết mờ, Lý thuyết tập mờ, Quan hệ mờ, Số mờ, Lý thuyết độ đo mờ, và Logic mờ. Ứng dụng của lý thuyết mờ rất phong phú, trong khoanh vùng phạm vi cuốn sách này chỉ nêu những ứng dụng trong kỹ thuật tinh chỉnh và điều khiển và kỹ thuật công nghiệp, với 3 chương về Hệ thống tinh chỉnh và điều khiển mờ, Ra quyết định hành động mờ, và những ứng dụng khác trong Kỹ thuật công nghiệp như Kinh tế kỹ thuật mờ, Quản lý tồn dư mờ, Kiểm soát chất lượng mờ, Điều độ dự án Bất Động Sản mờ, Hoạch định vị trí mờ, Điều độ sản xuất mờ, Ước lượng tuổi thọ mờ, Lý thuyết an toàn và đáng tin cậy mờ …Cuốn sách này được viết từ 1999, khi tác giả còn giảng dạy ở Bộ môn Điều khiển Tự Động, Khoa Điện – Điện tử, ĐH Bách Khoa, hướng dẫn những đề tài về điều khiển và tinh chỉnh mờ và thấy nhu yếu cần hệ thống hoá kiến thức và kỹ năng về lý thuyết mờ. Xin tỏ lòng biết ơn đến thầy Nguyễn Nam Tặng, thầy Nguyễn Chu Hùng Khoa Điện ĐHBK – ĐHQG, Giáo sư Hugo Pastijn, Giáo sư Nitin, Học viện Kỹ thuật Á châu đã cho tôi thời cơ nâng cao kỹ năng và kiến thức, làm quen với những tri thức văn minh trong đó có nghành này. Dù đã bỏ ra nhiều thời hạn và sức lực lao động nhưng chắc như đinh không tránh khỏi nhiều sai sót, tác giả rất mong nhận được nhiều quan điểm góp phần của những đồng nghiệp và quý fan hâm mộ để sách được hoàn thành xong hơn trong lần tái bản. Mọi quan điểm góp phần xin gởi về :Nguyễn Như Phong .Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TPHCM.Tel : 0918334207 .E-Mail : nnphong@hcmut.edu.vn, nguyenphong.bku@gmail.comXin thành thật biết ơn .

Chương 1

LÝ THUYẾT MỜ

Lịch sử tăng trưởngLý thuyết tập hợpSự kiệnBất địnhLý thuyết bất địnhChương này trình diễn tổng quan về lý thuyết mờ mở màn với phần ra mắt về lịch sử dân tộc hình thành và tăng trưởng của lý thuyết mờ. Lý thuyết tập hợp được ôn lại làm cơ sở cho những phần sau. Sự kiện được định nghĩa theo khái niệm tập hợp làm cơ sở giúp phân loại những lý thuyết về bất định. Các loại bất định được khảo sát, ở đầu cuối là phân loại, trình diễn tổng quan những lý thuyết về bất định như lý thuyết tập mờ, lý thuyết độ đo mờ, lý thuyết dẫn chứng, lý thuyết Xác Suất, lý thuyết năng lực .

1.1 Lịch sử phát triển

Năm 1965, Lotfi Zadeh, một giáo sư về lý thuyết mạng lưới hệ thống trường Đại học California, Berkeley công bố bài báo tiên phong về Logic mờ ở Mỹ. Từ đó lịch sử dân tộc tăng trưởng của lý thuyết mờ theo trình tự phát minh ở Mỹ, thiết kế xây dựng đến hoàn hảo ở châu Âu, và ứng dụng vào thị trường ở Nhật .Các ứng dụng của Logic mờ trong công nghiệp tiên phong ở châu Au. Năm 1970, ở Anh, Ebrahim Mamdani sử dụng logic mờ điều khiển và tinh chỉnh máy phát chạy bằng hơi nước, mà trước đây không hề điều khiển và tinh chỉnh bằng giải pháp tầm cỡ được. Ở Đức, Hans Zimmerman mở màn sử dụng logic mờ trong những Hệ thống tương hỗ ra quyết định hành động. Năm 1980, lý thuyết mờ được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu và phân tích tài liệu và tương hỗ ra quýêt định ở châu Âu .Dù châu Âu có những ứng dụng lý thuyết mờ tiên phong, nhưng người Nhật lại đứng vị trí số 1 về thương mại kinh doanh hóa những ứng dụng lý thuyết mờ, đặc biệt quan trọng là trong nghành nghề dịch vụ kỹ thuật điều khiển và tinh chỉnh kể từ năm 1980. Năm 1983, công ty Fuji Electric ứng dụng lý thuyết mờ trong xí nghiệp sản xuất giải quyết và xử lý nước. Năm 1987, công ty Hitachi ứng dụng lý thuyết mờ trong mạng lưới hệ thống xe điện ngầm. Lý thuyết mờ tăng trưởng mạnh ở Nhật vì lý thuyết này tương hỗ việc tạo ra những quy mô nguyên mẫu nhanh, thuận tiện tối ưu hóa, mạng lưới hệ thống mờ đơn thuần, dễ hiểu. nhà nước Nhật cũng tương hỗ những công ty lớn thiết lập những chương trình chuyển giao công nghệ tiên tiến. Một số tổ chức triển khai tương hỗ nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mờ lần lượt sinh ra. Năm 1985 tổ chức triển khai IFSA ( International Fuzzy System Association ) được xây dựng, nối tiếp theo là những tổ chức triển khai SOFT ( Society for fuzzy theory và systems ), BMFSA ( Biomedical Fuzzy Systems Association ), LIFE ( Lab for International Fuzzy Engineering Research ), FLSI ( Fuzzy Logic Systems Institute ). Với những hiệu quả nghiên cứu ứng dụng, lý thuyết mờ được sử dụng trong mọi nghành nghề dịch vụ về xử lý số liệu, tinh chỉnh và điều khiển mưu trí. Công ty Tập đoàn Mitsubishi công bố chiếc xe tiên phong trên quốc tế sử dụng mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh mờ trong mọi mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển trong xe. Trong tự động hoá sản xuất, công ty Omron đã công bố bản quyền của nhiều ý tưởng với ứng dụng logic mờ. Điều khiển mờ cũng đã được sử dụng để tối ưu hoá nhiều quy trình hoá, sinh .Khi nhìn thấy những công ty Nhật tiên phong trong việc sử dụng lý thuyết mờ trong công nghiệp, những công ty ở châu Âu mở màn tăng nhanh việc ứng dụng lý thuyết mờ, cho đến nay có hơn nhiều loại sản phẩm ứng dụng kỹ thuật này ở châu Au và một số lượng ứng dụng không đếm được trong trấn áp quy trình và tự động hóa trong công nghiệp .Gần đây lý thuyết mờ đã được chăm sóc ở Mỹ, đặc biệt quan trọng là những công ty cạnh tranh đối đầu mạnh với những công ty ở châu Á và châu Âu. Một số nghành ứng dụng mở ra cho những công ty Mỹ như mạng lưới hệ thống tương hỗ ra quyết định hành động, bộ tinh chỉnh và điều khiển ổ đĩa cứng máy tính. Các điều tra và nghiên cứu gần đây về việc phối hợp giữa mạng thần kinh và logic mờ là bước tăng trưởng tiếp theo của công nghệ tiên tiến này và mở ra nhiều ứng dụngLý thuyết mờ khi sinh ra trong quy trình tăng trưởng, ngay khi đã có nhiều ứng dụng, cũng có nhiều phê bình chỉ trích. Lotfi Zadeh vấn đáp những chỉ trích này bằng một nguyên tắc mà ông gọi là nguyên tắc cái búa Nếu bạn có một cái búa trong tay, và đó là công cụ duy nhất của bạn, thì mọi thứ đều trông như những cái đinh. Trong thực tiễn, ta phải xử lý nhiều yếu tố, mỗi yếu tố có một công cụ tương thích, cách thao tác khoa học là chọn công cụ tương thích để xử lý yếu tố một cách tốt nhất .Chương này tìm hiểu và khám phá về lý thuyết tập mờ, tuy nhiên trước khi tìm hiểu và khám phá về lý thuyết tập mờ, ta xem lại những kiến thức và kỹ năng cơ bản về tập hợp nhằm mục đích làm cơ sở cho những phần sau .

1.2 Lý thuyết tập hợp

1.2.1 Tập hợp

Tập hợp là sự tụ họp của nhiều vật thể, những vật thể này như những học viên của một lớp học, những thành phố của một vương quốc, những số lượng trong một tập số liệu … được gọi là thành phần của tập hợp. Có ba cách xác lập tập hợp là : liệt kê, luật, và hàm thuộc tính. Theo giải pháp liệt kê, một tập hợp A với những thành phần a1, …, an được liệt kê như sau :A =  a1, …, an Theo phương pháp định nghĩa theo luật, một tập A với những thành phần x có thuộc tính P được xác lập như sau :A =  x  P ( x ) Với chiêu thức hàm thuộc tính, tập A được xác lập theo hàm thuộc tính  A là ánh xạ từ tập hàng loạt những thành phần hay là tập tổng X vào tập  0,1  như sau : A : X   0,1 

1.2.2 Các khái niệm cơ bản của tập hợp

Tập hợp gồm có những khái niệm cơ bản :Tập tổngTập rỗngTập conTập tập conCỡ tập hợpTích Đề nhữngTập lồiGiới hạn sup A và inf A.Tập tổng X là tập hợp tổng thể những thành phần chăm sóc ở một ngữ cảnh hay ứng dụng đơn cử từ đó những tập hợp được kiến thiết xây dựng. Tập rỗng  là tập không chứa thành phần nào. Tập A là tập con của tập B khi mọi thành phần của A đều là thành phần của B :Tập tập con của tập A, ký hiệu  ( A ) là tập toàn bộ những tập con của A. Cỡ của tập A – ký hiệu  A  là số thành phần của tập A. Tích Đề những hay tập tích của hai tập A và B là một tập hợp được ký hiệu và xác lập như sau :Tập tích của n tập A được ký hiệu là An có định nghĩa tương tự như như trên. Một tập tích thường gặp là tập tích của n tập số thực Rn. Một tập được xem là tập lồi khi một điểm nằm trong đoạn thẳng nối giữa hai điểm nằm trong tập này sẽ thuộc tập này. Xem A là một tập con của tập tích Rn. Xem hai thành phần r và s của A :Một thành phần t nằm trong đoạn thẳng nối giữa hai thành phần r và s có dạng thức :Tập A là tập lồi nếu và chỉ nếu t thuộc tập A. Trong tập số thực R, mọi khoảng chừng đơn những số thực là những tập lồi, tập hợp định bởi những khoảng chừng số thực rời rạc là tập không lồi .Xem A là tập những số thực, số lượng giới hạn trên nhỏ nhất của A được ký hiệu là sup A ( supremum ), là số nhỏ nhất lớn hơn mọi thành phần của A. Giới hạn dưới lớn nhất của A được ký hiệu là inf A ( infimum ), là số lớn nhất nhỏ hơn mọi thành phần của A.

1.2.3 Toán tử tập hợp

Các toán tử tập hợp gồm có :

Toán tử bù

Toán tử hộiToán tử giao.

5/5 - (1 vote)
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments