[发明专利]模糊推理计算方法和设备

说明书

本发明涉及在模糊控制和专家系统等中的模糊推理的计算方法及设备，具体地说，涉及在一个推论部分中计算的运算输出及执行该计算的装置。

在模糊推理计算中，在一个给定的隐式规则的先行部分的处理中是这样进行的：通过将一个该先例的隶属函数与观察到的信息进行近似比较，来确定对于该观察信息的隶属函数的最大值并以百分数的形式将其输出到一个推论部分。另一方，在推论部分中的处理是这样进行的：用在先行处理中获得的百分数来对相应于该先行隶属函数的一个推论隶属函数进行截切。对所有涉及到的隐式规则都实行这种截切以产生代表诸推理结果的波形或几何形状。而该波形则通过合成处理计算出合成波形的质心值。由此获得的质心值作为运算输出。

最小法（模糊逻辑乘积法）或代数乘积法可用来以由先行处理得到的百分数值来截切该推隶属函数，最大值法（模糊逻辑求和法）或求和法可用来对由该截切获得的推理结果按照所有涉及到的隐式规则实行合成。

图9（a）-9（b）说明上述截切法及合成法。例如，一个推论部分的模糊群包括两个在Y轴上互相部分重迭的三角形或人字形的隶属函数。此外，该隶属函数的右上三角以一个给定的百分数，例如60%，被截切，根据不同的方法产生不同的合成波形或图形。虚线示出了在截切和合成处理前的隶属函数的波形，而实线示出了表示推理结果的波形。

为计算运算输出，对上此获得的合成波形要进行去模糊处理，即对合成波形沿Y轴在a-b区间进行积分从而求得该合成波形在Y轴上的质心值。

如果用模拟处理器执行积分运算，则要求设计一个复杂的处理电路。另一方面，如采用数字处理器，则需有存储装置来存储波形曲线的点式序列数据（离散数据），以后再对所存储的数据进行检索以实行近似计算，因而要求巨大容量的存储装装置并延长了处理时间。

鉴于上述缺点，业已提出了一种更完善的先有技术。例如，在公开号为No.113734/1988的日本公开专利中，公开了一种较为完善的技术。该先有技术利用了如图9（a）所示的代数逻辑积法/最大值法。由推理获得的波形在一对相邻三角形顶点之间分成为n+1段，对每段截切的隶属函数实行积分运算以确定质心值。然而该先有技术仍要求进行复杂的运算操作步骤和相当长的运算时间。

本发明的首要目的是为了提供一种可有效减少运算时间的模糊推理计算法。为此，本发明涉及一种基于通过按照一个给定的隐式或控制规则执行先行操作获得的百分数实行推论操作的模糊计算法。在推论部分的模糊群包括n个分别以三角形B₁-B_n表示的隶属 函数。根据每个三角形的质心的水平坐标值G-G_n与每个三角形底边长度W₁-W_n之积分别计算每个三角形B₁-B/-n的各动量M₁-M_n之积α₁-α_n与各M₁-M_n之积α₁m₁-α_nm_n，其中α是由相应于推论隶属函数（B₁-B_n）的各个先行隶属函数的先行运算获得的。对所计算的积进行求和。此外，还计算各百分数α₁-α_n与各底边长W₁-W_n之积α₁w₁-α_nw_n，并将所计算的各积进行求和。最后，百分数与动量的第一积之和除以百分数与底边长的第二积以确定运算输出值。利用这种模糊推理计算方法，可以有效地进行去模糊处理以获得一个明确的运算输出。