دانلود

Download Report

Transcript دانلود

‫فصل‪ :7‬منطق فازی و استدالل تقریبی‬
‫‪ ‬منطق گزارهها‬
‫‪ ‬منطقهای چند ارزشی‬
‫‪ ‬متغیرهای زبانی‬
‫‪‬متغیر زبانی درستی‬
‫‪‬متغیر زبانی احتمالی‬
‫‪ ‬منطق فازی‬
‫‪ ‬استدالل تقریبی‬
‫‪ ‬قوانین مقدماتی استنتاج فازی‬
‫‪ ‬قانون قیاس استثنای ی تعمیم یافته )‪(GMP‬‬
‫‪ ‬استنتاج فازی به وسیله قوانین ترکیبی استنتاج )‪(CRI‬‬
‫‪ ‬استنتاج فازی به روش مقایسه الگو )‪(PM‬‬
‫منطق گزارهها‬
‫یک حوزه منطق‪ ،‬منطق گزاره‌ها نام دارد که با گزاره‌ها یعنی عباراتی که راست و یا دروغ‌اند سروکار دارد‪.‬‬
‫اصطالح‬
‫معنی‬
‫نماد‬
‫نقیض ‪A‬‬
‫چنین نیست که‪A‬‬
‫‪~A‬‬
‫ترکیب عطفی ‪ A‬و ‪B‬‬
‫‪ A‬و‪B‬‬
‫‪A B‬‬
‫ترکیب فصلی ‪ A‬و ‪B‬‬
‫‪A‬و‪B‬‬
‫‪A B‬‬
‫ترکیب شرطی ‪ A‬و ‪B‬‬
‫اگر ‪ A‬انگاه ‪B‬‬
‫‪AB‬‬
‫ترکیب دو شرطی ‪ A‬و ‪B‬‬
‫‪ A‬فقط اگر ‪B‬‬
‫‪AB‬‬
‫جدول‪ :1‬رابطههای مهم در منطق کالسیک‬
‫‪A B A B A  B‬‬
‫‪A B‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪F‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪F‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪T‬‬
‫‪T‬‬
‫‪F‬‬
‫‪F‬‬
‫‪F‬‬
‫‪F‬‬
‫جدول‪ :2‬جدول درستی چهار رابطه مهم‬
‫تعریف‪ :1‬یک صورت گزاره‌ای‪ ،‬یک راستگو (تناقض) است اگر به ازاء هر ارزش‌دهی به متغیرهای گزاره‌ای ان‪ ،‬ارزش ‪ )0( 1‬داشته باشد‪.‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫چند راستگو هستند و‬
‫‪ A ~ A‬و ‪ A  ~ ~ A‬و ‪A  B  A‬‬
‫یک تناقض است‪.‬‬
‫‪A ~ A‬‬
‫نامعتبر‪ A1‬‬
‫‪, A2 ,  , A n   A‬‬
‫است اگر بتوان یک نوع ارزش‌دهی بـرای متغیرهای گزاره‌ای ان یافت‬
‫تعریف‪ :2‬صـورت استدال لـی‬
‫به طوری‌ که هر یک از‬
‫‪‬ز‪,‬ش‪،AFn‬‬
‫باشد‪ .‬در غیر این صورت استدالل معتبر است‪.‬‬
‫‪AA‬دار‪,‬ای ار‬
‫دارای ارزش ‪ T‬باشند ولی ‪1‬‬
‫تنها قاعده استنتاج در این دستگاه‪ ،‬قاعده قیاس استثنای ی در قالب روبرو‌ است‪.‬‬
‫‪p1 : A  B‬‬
‫‪p2 : A‬‬
‫_________‬
‫‪B‬‬
‫* مثال زیر هر چند از لحاظ شهودی استدالل فوق پذیرفتنی است‪ ،‬ولی این استدالل در چارچوب منطق گزاره‌ها پذیرفتنی نیست‪.‬‬
‫‪ ‬هر انسانی فانی است‪.‬‬
‫‪ ‬سقراط انسان است‪.‬‬
‫‪ ‬پس‪ ،‬سقراط فانی است‪.‬‬
‫به طور‌ خالصه دو تفاوت مهم با حالت‌های قبل داریم‪.‬‬
‫‪ .1‬استفاده از محمول‪ .‬توضیح انکه هر گزاره ساده‪ ،‬یک موضوع و یک محمول دارد‪ .‬موضوع چیزی‌ است که گزاره درباره ان چیزی‌ را‬
‫بیان می‌کند و محمول به خاصیتی از موضوع مربوط می‌شود‪ .‬در گزاره سقراط انسان است‪” ،‬سقراط“ موضوع و ”انسان است“‬
‫مثال با )‪ A(s‬نشان داد که در ان‬
‫محمول گزاره می‌باشد‪ .‬می‌توان گامی در جهت نمادین شدن برداشت و جمله سقراط انسان است را ا‌‬
‫‪ A‬یک حرف محمولی است که بجای ”انسان است“ و ‪ s‬بجای ”سقراط“ قرار گرفته است‪.‬‬
‫‪ .2‬استفاده از قید ”هر“‪ ،‬که ان را سور عمومی می‌نامیم و با نماد نشان می‌دهیم‪ .‬البته یک سور‌ دیگر هم داریم که سور وجودی نام‬
‫دارد که همان قید «بعضی» است و معنی «حداقل یکی» را می‌دهد و با نماد‪ ‬نشان داده می‌شود‪ .‬با این توضیح که با در نظر گرفتن‬
‫‪ ‬فوق اینگونه‬
‫‪ A‬برای محمول ”انسان است“ و ‪ B‬بجای فانی است و ‪ s‬بجای سقراط و ‪ x‬در مقام یک متغیر‪ ،‬صورت استداللی‬
‫می‌شود‪.‬‬
‫‪x ;  A x   B x ‬‬
‫‪As ‬‬
‫_________‬
‫‪ B s ‬‬
‫منطقهای چند ارزشی‬
‫لوکاسیویچ‬
‫↔‬
‫→‬
‫‪V‬‬
‫‪Λ‬‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫‪0‬‬
‫½‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫½‬
‫½‬
‫½‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫½‬
‫½‬
‫½‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫½‬
‫½‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫جدول‪ :1‬جدول تعریف رابطها برای منطق سه‬
‫ارزشی لوکاسیویچ‬
‫منطق دو ارزشی و سه ارزشی وتعمیم ان‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫برخی راستگوهای منطق دو ارزشی در حالت سه ارزشی راستگو نیستند‬
‫مثال ‪.)a=1/2‬‬
‫قوانین شمول )‪ (aΛ~a=0‬و طرد )‪ (aV~a=1‬در منطق سه ارزشی برقرار نیستند ( ا‌‬
‫نیمه راستگو (نیمه تناقض) گزاره ای است که به ازای هر ارزش دهی به متغیرهای ان‪ ،‬حاصل عبارت ارزش ‪ 1‬یا ½ (‪ 0‬یا‬
‫½) داشته باشد‪.‬‬
‫برای هر ‪ ،n≥3‬منطق ‪-n‬ارزشی تعمیمی از منطق دو و سه ارزشی است بطوریکه‌ارزش درستی هر گزاره با عدد گویایــی از‬
‫بازه [‪1‬و‪ ]0‬تعیین می شود‪.‬‬
‫منطق چند ارزشی لوکاسویچ (استاندارد لوکاسویچ) ‪ :‬در این منطق درجات درستی گزاره ها از مجموعه ‪ Tn‬انتخاب می شوند‪.‬‬
‫و رابطهای منطقی بصورت زیر تعریف شده اند‪:‬‬
‫•‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪n  2 n 1 ‬‬
‫‪‬‬
‫‪Tn  0 ‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,...,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪ 1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪~a = 1 – a‬‬
‫)‪a Λ b = min (a, b‬‬
‫)‪a → b = min (1, 1+b – a‬‬
‫)‪a V b = max (a, b‬‬
‫|‪a ↔ b = 1 – |a – b‬‬
‫منطق چند ارزشی لوکاسویچ وقتی ∞→ ‪ ،n‬با نظریه مجموعه های فازی‌ برپایه عملگرهای ‪ min‬و ‪ max‬و متمم معمولی یکریخت‬
‫است‪.‬‬
‫متغیرهای زبانی‬
‫می گوییم‪ :‬در جامعه ای با میزان باسوادی باال‪ ،‬ناهنجاریهای اجتماعی کم است؛‬
‫نمی گوییم‪ :‬در جامعه ای با میزان باسوادی ببیشتر از ‪ ،٪90‬ناهنجاریهای اجتماعی در کمتر از ‪ ٪23‬افراد جامعه‬
‫مشاهده می شود؛‬
‫می گوییم‪ :‬افراد‌سنگین‌وز ‌ن بیشتر از‌افراد‌کم‌وز ‌ن در‌معرض‌ایست‌قلبی‌هستند؛‬
‫نمی گوییم‪ :‬افراد سنگین تر از ‪ 100‬کیلوگرم‪ ‌،‬دو برابر ونیم بیشتر از افراد زیر ‪ 70‬کیلوگرم در معرض ایست قلبی‬
‫هستند؛‬
‫تعریف متغیر معمولی‬
‫تعریف‪ :1‬سه‌تایــی‌مرتب‌))‪ (X , U , R (X ; u‬بطوریکه‪:‬‬
‫• ‪ X‬نام‌متغیر‌‬
‫• ‪ U‬زیر‌مجموعه‌مرجع‌‬
‫• )‪ R(X ; u‬یک‌زیرمجموعه‌از‌‪ U‬است‌که‌به‌عنوان‌تحدیدی‌بر‌مقادیری‌از‌‪ U‬که‌‪ X‬میتواند‌انها‌‬
‫را‌اختیار‌کند‪‌،‬عمل‌میکند‪.‬‬
‫مثال‪ :‬فرض‌کنید‌‪ X‬متغیر‌طول‌قد‌برای‌انسانها‌باشد‌و‌)‪ U=(0,250‬و‌‬
‫]‪ R(X)=[100,150‬در‌این‌صورت‌)‪ R(X‬نشان‌دهنده‌تمام‌انسانهایــی‌است‌که‌طول‌قد‌‬
‫انها‌حداقل‌‪ 100‬و‌حداکـثر‌‪ 150‬سانتیمتر‌باشد‪‌،‬دقت‌کنید‌که‌‌)‪ R(X‬یک‌تحدید‌برای‌مجموعه‌‬
‫ا‬
‫بعالوه‌این‌تحدید‌کامال‌مشخص‌و‌معین‌است‪.‬‬
‫مقادیری‌است‌که‌‪ X‬میتواند‌در‌‪ U‬اختیار‌کند‪.‬‬
‫تعریف متغیر زبانی‬
‫تعریف‪:2‬‬
‫پنج تایــی مرتب )‪ (X,T(X),U,G,M‬بطوریکه‪:‬‬
‫• ‪ X‬نام متغیر‬
‫• ‪ U‬مجموعه مرجع‬
‫• )‪ T(X‬مجموعه ِترمهای مربوط به متغیر ‪ X‬است‬
‫• ترم‪ ،‬یک مجموعه فازی‌ است که توسط قاعده نحوی ‪ G‬تولید میشود‬
‫• ‪ M‬یک قاعده معنای ی است که به هر ترم )‪ T(X‬معنای ان را مربوط میسازد‪ ،‬یعنی تابع عضویت‬
‫ان ترم را مشخص میکند‪.‬‬
‫مثال‪ :‬فرض کنید ‪ ،X‬متغیر زبانی طول قد باشد و ]‪ ،U=[0,250‬ترم‌های این متغیر زبانی که هر کدام یک زیرمجموعه فازی‌ از ‪U‬‬
‫هستند می‌توانند چنین باشند‪ :‬بلند‪ ،‬کوتاه‪ ،‬خیلی بلند‪ ،‬نه خیلی بلند و ‪ . ...‬بنابراین )‪ T(X‬در اینجا به صورت زیر است‪ ،‬که البته در‬
‫حالت کلی می‌تواند توسط یک قاعده )‪ G(X‬بطورمنظم تولید شود‪.‬‬
‫}‪‌، ...‬نه‌خیلی‌بلند‌‪‌،‬خیلی‌بلند‌‪‌،‬کوتاه‌‪‌،‬بلند‌{=)طول‌قد(‪T‬‬
‫مثال برای ترم ‪” :A‬بلند“‪ ،‬می‌توان تابع عضویت‬
‫)‪ M(X‬قاعده‌ای است که ترم‪ ،‬معنایــی را به صورت یک تابع عضویت از ‪ U‬می‌بخشد‪ .‬ا‌‬
‫زیر را در نظر گرفت‬
‫}‪)={(u , A(u)) , u  U‬بلند(‪M‬‬
‫که در ان‬
‫‪0  u  150‬‬
‫‪150  u  250‬‬
‫‪0‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 2 1‬‬
‫‪Au     u  150  ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪1  ‬‬
‫‪  30  ‬‬
‫متغیر زبانی درستی‬
‫• در منطق ∞‪-‬ارزشی مقدار درستی گزارهای میتواند بطور‌ پیوسته از [‪1‬و‪ ]0‬انتخاب شود‪.‬‬
‫• مقادیر درستی گزاره‌ها خود مقادیر زبانی هستند یعنی با متغیر زبانی درستی سر وکار داریم‪ .‬مجموعه‬
‫ترم‌های ان می‌تواند به صورت زیر باشد‪:‬‬
‫کامال درست‪ ‌،‬خیلی درست‪ ،‬نادرست‪ ،‬درست} = (درستی) ‪T‬‬
‫{‪ ،...‬نه درست نه نادرست‪ ،... ‌،‬ا‌‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫مثال درست توسط مجموعه‌ی فازی‌‬
‫مجموعه مرجع [‪1‬و‪‌U=]0‬است‪ .‬برای نمونه یک عضو از (درستی)‪ T‬ا‌‬
‫از [‪1‬و‪‌I-]0‬تعریف می‌شود که بستگی به زمینه‌ی کاربرد ان دارد‪.‬‬
‫تعریف بالدوین از ترم ”درست“ تابع همانی است‪ ‌،‬یعنی ‪A(u) = u‬‬
‫تقریبا درست“ را با ½))‪ (A(u‬تعریف میکند‪.‬‬
‫بالدوین ترم‌های ”خیلی درست“ را با ‪(A(u))2‬و ” ا‌‬
‫مثال اگر درجه درستی گزاره‌ای ‪ 8/0‬باشد ان گزاره به اندازه ‪ 64/0‬خیلی درست و به اندازه ‪ 89/0‬ا‌‬
‫تقریبا‬
‫ا‌‬
‫درست است‪.‬‬
‫تعریف زاده ‪:‬‬
‫تابع عضویت برای ترم ‪” =A‬درست“ ‪:‬‬
‫‪0ua‬‬
‫‪150  u  250‬‬
‫‪a 1‬‬
‫‪ u 1‬‬
‫‪2‬‬
‫شکل ‪ :3‬ترم‌های ”درست“ و‬
‫”نادرست“ (‪ )a = 6/0‬بر اساس دو‬
‫تعریف مختلف ‌بالدوین و زاده‪ .‬ترم‬
‫نادرست بصورت متمم ترم درست‬
‫تعریف شده است‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪0‬‬
‫‪‬‬
‫‪  u  a  2‬‬
‫‪Au   2‬‬
‫‪‬‬
‫‪  1 a ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪u‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪1  ‬‬
‫‪‬‬
‫‪  1  a ‬‬
‫منطق‌کالسیک‌یا‌منطق‌∞‪-‬ارزشی‬
‫مقدار‌درستی‌گزاره‌”افراد‌چاق‪‌،‬خونسردند“ زیاد‌است‬
‫مقدار‌درستی‌گزاره‌”افراد‌خونسرد‪‌،‬صبورند“ ا‬
‫تقریبا‌درست‌است‬
‫مقدار‌درستی‌گزاره‌”افراد‌چاق‪‌،‬صبورند“ کم‌و‌بیش‌درست‌است‬
‫• استنتاج زیر در قالب منطق کالسیک و حتی منطق ∞‪-‬ارزشی نمی‌گنجد‪ ،‬اما با استفاده از متغیر زبانی‬
‫درستی می‌توان بسیاری‌ از گزاره‌ها و استنتاج‌ها را مانند استنتاج فوق صورت‌بندی و تحلیل کرد‪.‬‬
‫متغیر زبانی احتمالی‬
‫تعریف ‪ :3‬یک قید زبانی‪ ،‬عملگر ‌ی است که معنای یک ترم (مجموعه فاز ‌ی) را تغییر می‌دهد‪ .‬اگر ‪ A‬یک ترم باشد و ‪ m‬یک قید زبانی‪،‬‬
‫انگاه )‪ B= m(A‬یک ترم مرکب است که نتیجه اعمال قید ‪ m‬بر ترم ‪ A‬است‪.‬‬
‫الگوهای ریاضی رایج برای قیدهای زبانی ‪:‬‬
‫تعمیم چهار عمل اصلی برای اعداد فازی‬
‫‪CON  Au   A2 u ‬‬
‫)‪ (concentration‬تمرکز‬
‫‪DIL  Au   Au ‬‬
‫گسترش یا اتساع‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0  Au  ‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ Au   1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ 2‬‬
‫‪2 A u ‬‬
‫‪INT  Au   ‬‬
‫‪1  21  Au 2‬‬
‫‪‬‬
‫)‪(dilatation‬‬
‫تشدید‬
‫)‪(Intensification‬‬
‫الگوهای قبل به این نحو استفاده می‌شوند که چنانچه ‪ A‬یک ترم (مجموعه فاز ‌ی) باشد‪ ،‬انگاه داریم ‪:‬‬
‫)‪) Very (A) = CON (A‬خیلی ‪(A‬‬
‫)‪) more or less A = DIL (A‬کم و بیش ‪(A‬‬
‫‪) plus A = A1.25‬بیش از ‪(A‬‬
‫])‪not (very A‬‬
‫‪) slightly = INT [ Plus A‬کمی ‪(A‬‬
‫‪‬‬
‫تعریف‪ :4‬متغیر زبانی ‪ X‬را ساختیافته گوییم اگر مجموعه )‪ T(X‬و معانی ترم‌های ان را بتوان توسط یک الگوریتم‪ ،‬مشخص کرد‪.‬‬
‫شکل ‪ 2‬توابع‌سازگاری‌چند‌ترم‌از‌متغیر‌زبانی‌«احتمال»‬
‫مثال‪ :‬فرض کنید ‪ X‬متغیر طول قد باشد و ]‪ U=[0,250‬و ترم (مجموعه فازی‌) بلند قد که ان را با ‪ A‬نشان می‌دهیم با تابع سازگاری‌‬
‫(عضویت) زیر تعریف شده باشد‪.‬‬
‫‪0  u  150‬‬
‫‪150  u  250‬‬
‫‪ 0‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪u u   Au     u  150   2 ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪1  ‬‬
‫بلند‌قد‬
‫‪  30  ‬‬
‫در این صورت ترم‌های (مجموعه‌های فازی‌) بیانگر طول قد ”خیلی بلند“ و ”کم و بیش بلند“ دارای توابع سازگاری‌ (عضویت) زیر خواهند بود‬
‫‪0  u  150‬‬
‫‪150  u  250‬‬
‫‪0  u  150‬‬
‫‪150  u  250‬‬
‫‪ 0‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪very A  Con A    u  150   2 ‬‬
‫خیلی‌بلند‬
‫‪ ‬‬
‫‪1  ‬‬
‫‪30‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ 0‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪more or less A  DIL  A    u  150   2‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪1  ‬‬
‫کم‌و‌بیش‌بلند‬
‫‪  30  ‬‬
‫شکل ‪ 3‬نمودار‌توابع‌سازگاری‌(عضویت) بلند‪‌،‬خیلی‌بلند‌و‌کم‌و‌بیش‌بلند‌مربوط‌به‌مثال‌قبل‬
‫منطق فازی‬
‫ویژگی‌ها و سیمای اصلی منطق فازی‌ که ان را از سیستم‌های منطق کالسیک جدا می‌سازد‪ ،‬به شرح‌ زیر است‪:‬‬
‫‪ .1‬در سیستم‌های منطق دو ارزشی‪ ،‬یک گزاره یا درست است و یا نادرست‪ .‬در منطق‌های چند ارزشی‪ ،‬هر گزاره می‌تواند درست یا‬
‫نادرست باشد و یا یک مقدار درستی میانه داشته باشد که این مقدار درستی می‌تواند عضوی از یک مجموعه متناهی یا نامتناهی مقادیر‬
‫مثال «خیلی‬
‫معموال ]‪ )T= [0,1‬باشد‪ .‬اما در منطق فازی‌ مقادیر درستی‪ ،‬زیرمجموعه‌های فازی‌ از ]‪ [0,1‬هستند‪ .‬ا‌‬
‫درستی ‪ ( T‬ا‌‬
‫درست» یک مقدار درستی در منطق فاز ‌ی است که به وسیله یک زیر مجموعه فاز ‌ی از ]‪ [0,1‬تعریف و توصیف می‌شود‪ .‬تابع‬
‫عضویت این مجموعه فازی‌ را که در موارد متفاوت می‌توان مختلف تعریف کرد‪ ،‬تابع سازگاری‌ ”خیلی درست“ نیز می‌گوییم‪.‬‬
‫‪ .2‬در منطق‌های کالسیک‪ ،‬محمول‌ها باید کامال معین باشند‪ .‬یعنی زیرمجموعه‌هایــی مشخص (غیرفازی‌) از مجموعه مرجع باشند‪ .‬مانند‪:‬‬
‫مثال‪ :‬بزرگ‪ ،‬سالم‪ ،‬بلند‪ ،‬سبک‪. ... ،‬‬
‫بزرگـتر از ‪ ،10‬فانی‪ ،‬پدر‪ ... ،‬؛ در حالی که در منطق فازی‪ ،‬محمول‌ها می‌توانند فازی‌ باشند ا‌‬
‫‪ .3‬در منطق‌های کالسیک تنها دو سور‌ عمومی و وجودی داریم‪ .‬که به ترتیب بیانگر همه و بعضی (حداقل یکی) است‪ .‬در مقابل‪ ،‬در‬
‫منطق فاز ‌ی می‌توانیم از سورهای فاز ‌ی استفاده کنیم مانند‪ :‬اکـثر‪ ،‬خیلی‪ ،‬بندرت‪ ،‬خیلی کم‪. ... ،‬‬
‫‪ .4‬در منطق کالسیک تنها قیدی که معنای یک گزاره را تغییر می‌دهد قید نفی (نه‪ ،‬چنین نیست که) است‪ .‬اما در منطق فاز ‌ی می‌توان از‬
‫قیدهای فازی‌ برای تعدیل و تشدید و ‪ ، ...‬و به طور‌ کلی تغییر معنای گزاره‌ها استفاده کرد‪ .‬مانند قیدهای خیلی‪ ،‬کم و بیش‪ ،‬کمی‪،‬‬
‫خیلی خیلی‪. ... ،‬‬
‫‪ .5‬منطق کالسیک یک وجه توصیفی دارد که همان وجه درستی گزاره‌هاست و هر گزاره یا استنتاج از جنبه درستی سنجیده می‌شود‪ .‬در‬
‫حالی که در منطق فازی‌ سه وجه توصیفی به شرح‌ زیر دارد‪:‬‬
‫تقریبا درست است‪.‬‬
‫‪ .a‬توصیف درستی‪ .‬مانند انکه بگوییم‪ :‬گزاره ‪” :P‬احمد جوان است‪ ،“.‬ا‌‬
‫در اینجا گزاره ‪ P‬به وسیله یک توصیف درستی ارزیابی شده است‪.‬‬
‫تقریبا محتمل است‪.‬‬
‫‪ .b‬توصیف احتمالی‪ .‬مانند انکه بگوییم‪ :‬گزاره ‪” :P‬احمد جوان است‪ “.‬ا‌‬
‫در اینجا گزاره ‪ P‬به وسیله یک توصیف احتمالی ارزیابی شده است‪.‬‬
‫‪ .c‬توصیف امکانی‪ .‬مانند انکه بگوییم‪ :‬گزاره ‪” :P‬احمد جوان است‪ “.‬خیلی ممکن است‪.‬‬
‫در اینجا گزاره ‪ P‬به وسیله یک توصیف امکانی ارزیابی شده است‪.‬‬
‫استدالل تقریبی‬
‫مقدمه‪:‬‬
‫اگر‌‪ A‌،x‬باشد‪‌،‬انگاه‌‪ B‌،y‬است‪.‬‬
‫مشاهده‪:‬‬
‫‪ A‌،x‬است‪.‬‬
‫نتیجه‪:‬‬
‫‪ B‌،y‬است‪.‬‬
‫قوانین مقدماتی استنتاج فازی‬
‫قانون استلزام‬
‫مثال‪:‬‬
‫مریم‌خیلی‌جوان‌است‪.‬‬
‫خیلی‌جوان‌زیر‌مجموعه‌جوان‌است‪.‬‬
‫نتیجه‪ :‬مریم‌جوان‌است‪.‬‬
‫‪X is A‬‬
‫‪A B‬‬
‫_____‬
‫‪X is B‬‬
‫قانون عطف‬
‫مثال‪:‬‬
‫هوا‌خیلی‌گرم‌نیست‪.‬‬
‫و‌هوا‌خیلی‌سرد‌نیست‪.‬‬
‫‪X is A‬‬
‫‪and X is B‬‬
‫_________‬
‫‪X is A  B‬‬
‫نتیجه‪ :‬هوا‌نه‌خیلی‌گرم‌است‌و‌نه‌خیلی‌س ‌رد‬
‫قانون فصل‬
‫مثال‪:‬‬
‫فشار‌خیلی‌زیاد‌است‪.‬‬
‫یا‌‌‌‌‌‌فشار‌خیلی‌کم‌است‪.‬‬
‫نتیجه‪ :‬فشار‪‌،‬خیلی‌زیاد‌یا‌خیلی‌کم‌است‪.‬‬
‫‪X is A‬‬
‫‪or X is B‬‬
‫_________‬
‫‪X is A  B‬‬
‫‪X is A‬‬
‫قانون حاصلضرب دکارتی‬
‫‪Y is B‬‬
‫_________‬
‫مثال‪:‬‬
‫فشار‌زیاد‌است‪.‬‬
‫دما‌متوسط‌است‪.‬‬
‫‪ X , Y  is A  B‬‬
‫نتیجه‪( :‬فشار‌و‌دما)‪‌،‬متوسط‌× زیاد‌است‪.‬‬
‫‪ X , Y  is R‬‬
‫قانون تصویر‬
‫_________‬
‫‪X is R X‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫)‪ (X,Y‬نزدیک‌به‌)‪ (7,3‬است‪.‬‬
‫نتیجه‪ X :‬نزدیک‌به‌‪ 7‬است‪.‬‬
‫‪ X , Y  is R‬‬
‫قانون ترکیب‬
‫مثال‪:‬‬
‫هوای‌کوهرنگ‌بسیار‌سردتر‌از‌هوای‌شهرکرد‌است‪.‬‬
‫هوای‌شهرکرد‌سرد‌است‪.‬‬
‫‪Y is B‬‬
‫_________‬
‫‪X is B  R‬‬
‫نتیجه‪ :‬هوای‌کوهرنگ‌بسیار‌سردتر‌‪ O‬سرد‌است‪.‬‬
‫‪not  X  is A‬‬
‫_________‬
‫‪X is A‬‬
‫قانون نفی‬
‫مثال‪:‬‬
‫چنین‌نیست‌که‌فشار‌باال‌است‪.‬‬
‫نتیجه‪ :‬فشار‌باال‌نیست‪.‬‬
‫قانون (اصل) گسترش‬
‫که در ان ‪ A‬یک مجموعه فاز ‌ی در ‪ U‬به صورت زیر‬
‫‪X is A‬‬
‫___________‬
‫‪f  X  is f  A‬‬
‫‪ 1‬‬
‫‪n ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪,‬‬
‫‪, ,‬‬
‫‪‬‬
‫‪u2‬‬
‫‪un ‬‬
‫‪ u1‬‬
‫و )‪ f(A‬نیز به صورت مجموعه فاز ‌ی زیر است‬
‫‪ ‬‬
‫‪n ‬‬
‫‪2‬‬
‫‪f  A   1 ,‬‬
‫‪, ,‬‬
‫‪‬‬
‫‪f u2 ‬‬
‫‪f un ‬‬
‫‪ f u1 ‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪ X‬کوچک‌است‪.‬‬
‫نتیجه‪)2‌،X2 :‬کوچک( است‪.‬‬
‫قانون قیاس استثنای ی تعمیم یافته )‪(GMP‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫‪if X is A then Y is B‬‬
‫‪ :‬مقدمه‌‬
‫‪X is A‬‬
‫‪ :‬مشاهده‌‬
‫‪Y is B‬‬
‫‪ :‬نتیجه‌‬
‫مقدمه‪:‬‬
‫اگر‌فشار‌بیش‌از‌‪ 10‬باشد‪‌،‬انگاه‌دما‌بیش‌از‌‪ 65°‬است‪.‬‬
‫مشاهده‪:‬‬
‫فشار‌بیش‌از‌‪ 10‬است‪.‬‬
‫نتیجه‪:‬‬
‫دما‌بیش‌از‌‪ 65°‬است‪.‬‬
(CRI) ‫استنتاج فازی به وسیله قانون ترکیبی استنتاج‬
P1 : if X is A then Y is B
P2 : X is A*
Y is B* , B* = A* O R = A* O (A × B)
‫مثال‪ :‬قانون فازی‌ ‪ P1‬و مشاهده ‪ P2‬به صورت زیر داده شده‌اند‬
‫‪ :P1‬اگر در یک روز هوا بارانی )‪ (A‬باشد؛ ان شب هوا مرطوب )‪ (B‬است‪.‬‬
‫‪ :P2‬امروز هوا نیمه بارانی )*‪ (A‬است‪.‬‬
‫که در ان مجموعه‌های فازی‌ (توزیع‌های امکان) بیانگر ‪ = A‬هوای بارانی و ‪ = B‬هوای مرطوب و *‪ = A‬هوای نیمه بارانی از‬
‫مجموعه‌های مرجع ‪ U‬و ‪ V‬زیر می‌باشند‪ .‬برای سادگی‪ ،‬مجموعه‌های مرجع را گسسته اختیار کرده‌ایم‪ .‬بنابراین فرض کنید هر مقدار‬
‫بارندگی و یا درجه رطوبت به نزدیک‌ترین عدد از مجموعه مرجع خود گرد شود‪.‬‬
‫مجموعه‌مرجع‌میزان‌بارندگی‬
‫‪U   0 , 5 , 10 , 15 , 20 ‬‬
‫‪V   25 , 50 , 75 , 100 ‬‬
‫‪ 0 0.3 0.6 0.8 1 ‬‬
‫‪A ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪0‬‬
‫‪5‬‬
‫‪10‬‬
‫‪15‬‬
‫‪20‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.1 0.4 0.7 0.9 ‬‬
‫‪B‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 25 50 75 100 ‬‬
‫‪ 0.1 0.4 1 0.4 0.1 ‬‬
‫‪A ‬‬
‫‪,‬‬
‫‪, ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0 5 10 15 20 ‬‬
‫*‬
‫مجموعه‌مرجع‌درجه‌رطوبت‬
‫بارانی‬
‫مرطوب‬
‫مشاهده‌(نیمه‌بارانی)‬
‫حال می‌خواهیم درباره میزان رطوبت هوای امشب استنتاجی انجام دهیم‪ .‬یعنی یافتن یک مجموعه فازی‌ *‪ B‬از ‪ V‬که گزاره نتیجه زیر را‬
‫کامل کند‪.‬‬
‫امشب‌هوا‌‪ (B*) ....‬است‪.‬‬
‫بر اساس رابطه ‪ B* = A* O R‬باید ابتدا ‪ R‬و انگاه ‪ A* O R‬را بیابیم‪ .‬همانطور‌ که گـفته شد انتخاب‌های مختلفی برای رابطه‬
‫استلزام ‪ R‬و عملگر ترکیب ‪ O‬در ‪ A*O R‬پیشنهاد شده است‪ .‬ما در اینجا از دو عملگر رایج ‪ min‬و ‪ product‬استفاده کرده‬
‫*‪ B‬را محاسبه می‌کنیم‪.‬‬
‫‪ min‬‬
‫‪product‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.1 0.4 0.6 0.6 ‬‬
‫‪B*  ‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪25‬‬
‫‪50‬‬
‫‪75‬‬
‫‪100‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.06 0.24 0.42 0.54‬‬
‫*‬
‫‪B ‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪75 100‬‬
‫‪ 25 50‬‬
‫استنتاج فازي به روش مقايسه الگو (‪)PM‬‬
‫‪P1 : if X is A then Y is B‬‬
‫*‪P2 : X is A‬‬
‫*‪Y is B‬‬
‫الف) روش‌افزايش‌تابع‌عضويت‪:‬‬
‫‪B*  min 1, B(v) / SM ‬‬
‫ب) روش‌کاهش‌تابع‌عضويت‪:‬‬
‫‪B*  T B(v), SM ‬‬
‫که‌در‌ان‬
‫• ‪ T‬يک‌‪-T‬نرم‌مناسب‌به‌ويژه‌ضرب‌است‪.‬‬
‫• ‪ SM‬ميزان‌مشابهت‌‪ A‬و‌*‪ A‬يا‌ميزان‌زيرمجموعگي‌*‪ A‬در‌‪ A‬است‪.‬‬
‫ميزان مشابهت برحسب فاصله‬
‫تعریف‪ :1‬فرض کنید ‪ A‬و ‪ B‬دو زیر مجموعه فازی‌ (تعریف شده در ‪ m‬نقطه) از مجموعه مرجع متناهی گسسته ‪ X‬باشند‪ .‬فاصله ‪ A‬و‬
‫‪ B‬به صورت زیر تعریف می‌شود‬
‫‪1‬‬
‫‪p‬‬
‫‪1‬‬
‫‪P‬‬
‫‪DM  A , B     A x   Bx  ‬‬
‫‪m  xX‬‬
‫‪‬‬
‫که در حالت خاص برای ‪ P = 2‬به صورت فاصله اقلیدسی در می‌اید‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫همچنین اندازه دیگری‌ برای فاصله ‪ A‬و ‪ B‬به صورت زیر تعریف می‌شود‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪DM  A , B     Ax   B x  ‬‬
‫‪m  xX‬‬
‫‪‬‬
‫‪DM  A , B   1  sup T A( x), B( x)‬‬
‫‪x‬‬
‫که در ان ‪ -T‬نرم دلخواه را می‌توان به کار برد‪.‬‬
‫تعریف‪ :2‬با مفروضات تعریف پیشین‪ ،‬اندازه مشابهت ‪ A‬و ‪ B‬به صورت تابعی معکوس از فاصله ‪ A‬و ‪ ،B‬و یا مکمل ان‪،‬‬
‫تعریف می‌شود‪ .‬یعنی‬
‫‪SM  A , B   1‬‬
‫‪1  DM  A , B‬‬
‫یا‬
‫‪SM  A , B 1  DM  A , B‬‬
‫که با استفاده از رابطه سوم در تعریف قبل برای برای اندازه فاصله‪ ،‬رابطه قبل بدین صورت در می‌اید‪:‬‬
‫‪SM  A , B   sup T Ax  , Bx ‬‬
‫‪x‬‬
‫مثال‪ :‬فرض کنید }‪ X={ 1 , 2 , … , 10‬و دو مجموعه فازی‌ ‪ A‬و ‪ B‬از ‪ X‬به صورت زیر تعریف شوند‪.‬‬
‫‪ 1 0.8 0.6 0.4 0.2 ‬‬
‫‪A ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1 0.4 0.7 1 0.7 0.4 0.1 ‬‬
‫‪B ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪, ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بنابر رابطه یک از تعریف یک داریم‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪DM  A , B   A1  B1    A8   B8‬‬
‫‪8‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.71‬‬
‫‪2‬‬
‫‪  1 , , 0.01  ‬‬
‫‪ 0.21‬‬
‫‪8‬‬
‫‪8‬‬
‫همچنین از رابطه دو از تعریف یک و با در نظر گرفتن عملگر ‪ min‬به جای ‪-T‬نرم داریم‬
‫‪DM  A , B   1  sup minAx  , Bx ‬‬
‫‪x‬‬
‫‪ 1  sup  0 , 0.1 ,  , 0   1  0.4  0.6‬‬
‫‪x‬‬
‫ميزان زيرمجموعگي‬
‫تعریف‪ :3‬با مفروضات تعریف ‪ 1‬میزان زیرمجموعگی ‪ A‬در ‪ B‬به صورت زیر تعریف می‌شود‬
‫‪A B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Q A , B  ‬‬
‫که در ان |‪ |A‬عدد اصلی مجموعه ‪ A‬است‪.‬‬
‫همچنین میزان فوق مجموعگی ‪ A‬نسبت به ‪ ،B‬به صورت متمم میزان زیرمجموعگی تعریف می‌شود‪ .‬یعنی‬
‫‪O A , B 1  Q A , B‬‬
‫از تعریف زیرمجموعگی معلوم می‌شود که در حالت خاص‌که‬
‫‪.= Q(B , A) = 0‬‬
‫داریم‪A ‬‬
‫‪B،‬‬
‫‪ Q(A,B)=1‬و نیز اگر‬
‫‪A Q(A‬‬
‫)‪ B , B‬‬
‫‪ .‬انگاه ‪‬‬
‫مثال‪ :‬برای دو مجموعه ‪ A‬و ‪ B‬به صورت زیر داریم‪:‬‬
‫‪ 1 0.8 0.6 0.4 0.2 ‬‬
‫‪A ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪1 2 3 4 5 ‬‬
‫‪ 1 0.4 0.7 1 0.7 0.4 0.1 ‬‬
‫‪B ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪, ,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 0.1 0.4 0.4 0.2 ‬‬
‫‪A B  ‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪,‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫و‬
‫‪A  B  0.1   0.2  1.1‬‬
‫و‬
‫و لذا‬
‫زیر مجموعگی ‪ A‬در ‪B‬‬
‫فوق مجموعگی ‪ A‬نسبت به ‪B‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪ 0.37‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A  1   0.2  3‬‬
‫‪‬‬
‫‪A B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪Q A , B  ‬‬
‫‪O A , B  1  0.37  0.63‬‬
‫یعنی مجموعه ‪ A‬به اندازه ‪ 0.37‬زیرمجموعه ‪ B‬است و بالعکس مجموعه ‪ B‬به اندازه ‪ 0.63‬فوق مجموعه ‪ A‬است‪.‬‬