ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
HỒ KHÁNH LÊ
MỘT SỐ QUY TRÌNH SUY DIỄN
TRONG HỆ MỜ
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 60.48.05
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TSKH. Bùi Công Cường
Hà Nội – 2009
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Một số quy trình suy diễn trong hệ Mờ” là công
trình nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của bất kỳ ai. Nội dung của luận án
được trình bày từ những kiến thức tổng hợp của cá nhân, tổng hợp từ các nguồn tài
liệu có xuất xứ rõ ràng và trích dẫn hợp pháp. Kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, và nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ
luật theo quy định.
Hà Nội, ngày 7 tháng 12 năm 2009
Học viên thực hiện
Hồ Khánh Lê
iii
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS.TSKH Bùi Công
Cường, người hướng dẫn khoa học, đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện
cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Công nghệ, Đại học
Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân và các bạn bè đồng nghiệp đã
chia sẻ, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Mặc dù đã hết sức cố gắng với tất cả sự nỗ lực của bản thân, nhưng chắc luận
văn vẫn còn những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của
quý Thầy, Cô và bạn bè đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 7 tháng 12 năm 2009
Học viên thực hiện
Hồ Khánh Lê
iv
MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ ..........................................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ........................................................................................................................... iv
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................. vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I - CƠ SỞ LOGIC MỜ ....................................................................................... 3
1.1. Logic rõ và sự xuất hiện của logic mờ ...................................................................... 3
1.2. Các phép toán về tập mờ ........................................................................................... 4
1.2.1. Phép phủ định .................................................................................................... 4
1.2.2. T - chuẩn ............................................................................................................ 5
1.2.3. T - đối chuẩn .................................................................................................... 10
1.3. Một số vấn đề liên quan của các toán tử trong Logic Mờ ....................................... 15
1.3.1. Phép đối ngẫu ................................................................................................... 16
1.3.2. Quan hệ giữa t - chuẩn và t - đối chuẩn. .......................................................... 16
1.3.3. Một số qui tắc với phép hội và phép tuyển ...................................................... 17
1.4. Phép kéo theo .......................................................................................................... 19
1.4.1. Định nghĩa phép kéo theo ................................................................................ 19
1.4.2. Một số dạng hàm kéo theo cụ thể .................................................................... 20
1.4.3. Đồ thị một số hàm kéo theo được quan tâm .................................................... 26
1.5. Quan hệ mờ và phép hợp thành ............................................................................... 27
1.5.1. Quan hệ mờ ...................................................................................................... 27
1.5.2. Phép hợp thành ................................................................................................ 28
CHƯƠNG 2 – LUẬT MỜ VÀ HỆ SUY DIỄN MỜ ......................................................... 29
2.1. Hệ mờ trên cơ sở các luật mờ .................................................................................. 29
2.1.1. Định nghĩa luật mờ .......................................................................................... 29
2.1.2. Định nghĩa hệ mờ trên cơ sở các luật mờ ........................................................ 31
2.2. Hệ suy diễn mờ ........................................................................................................ 32
2.2.1. Kiến trúc cơ bản của hệ suy diễn mờ ............................................................... 32
2.2.3. Các bước suy diễn mờ ..................................................................................... 33
2.2.4. Một số phương pháp suy diễn trong hệ mờ ..................................................... 38
CHƯƠNG III - LẬP LUẬN XẤP XỈ TRONG HỆ MỜ TRÊN CƠ SỞ CÁC LUẬT MỜ41
3.2. Mô hình ngôn ngữ - Linguistic models (LM) ......................................................... 41
3.3. Suy diễn với mô hình mờ ........................................................................................ 42
3.4. Mô hình Mamdani (Constructive) và Logical (Destructive) .................................. 44
3.4.1. Phương pháp lập luận Mandani ....................................................................... 45
v
3.4.2. Phương pháp lập luận logic ............................................................................. 48
3.5. Mô hình ngôn ngữ với tập hợp các đầu ra .............................................................. 53
3.6. Mô hình Takagi – Sugeno – Kang (TSK) ............................................................... 55
3.6.1. Mô hình ............................................................................................................ 55
3.6.2. Một số ví dụ mô hình TSK đơn giản ............................................................... 57
CHƯƠNG 4 – BỘ CÔNG CỤ LOGIC MỜ CỦA MATLAB VÀ CÀI ĐẶT THỬ THUẬT
TOÁN ................................................................................................................................. 59
4.1. Giới thiệu chung môi trường MATLAB ................................................................. 59
4.2. Bộ công cụ Logic Mờ (Fuzzy logic toolbox) .......................................................... 60
4.2.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 60
4.2.2. Các tính năng cơ bản của FLT ......................................................................... 63
4.2.3. Xây dựng hệ suy diễn bằng GUI của FLT ....................................................... 63
4.2.4. Cấu trúc của hệ suy diễn mờ trong Matlab ...................................................... 65
4.3. Bài toán ví dụ và cài đặt thử thuật toán 1, 2 ............................................................ 65
4.3.1. Bài toán điều khiển tín hiệu đèn giao thông .................................................... 66
4.3.2. Tiêu chí và ràng buộc ....................................................................................... 67
4.3.3. Thiết kế bộ điều khiển giao thông mờ ............................................................. 68
KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 74
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .................................................................. 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 76