模糊系统实验

选课序号：06大连海事大学

智能信息处理课程实验报告

（2011-2012学年第一学期）

实验三模糊运算及模糊推理系统班级：09智能一班 学号： 名： 指导教师： 成绩： 2011年月日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"实验目的 3\o"CurrentDocument"实验内容 3\o"CurrentDocument"实验要求 3\o"CurrentDocument"实验步骤 3\o"CurrentDocument"5 总结与体会 3\o"CurrentDocument"5.1 实验中出现的问题及其解决方案 10\o"CurrentDocument"5.2 总结 10\o"CurrentDocument"5.3 体会 10实验目的1、 熟悉和掌握模糊运算及模糊推理系统的设计和实现技术。2、 掌握MatLab模糊逻辑工具箱的使用；实验内容1）选定一个合适的应用，设计一个模糊系统解决该问题。2）对比分析各种采用各种隶属度函数、模糊化和反模糊化方法，所设计的模糊系统性能如何。实验要求1）可以用MATLAB实现或者基于现有的模糊控制系统开源框架或代码用JAVA实现；2）可参考网络资源，但不能照搬照抄，一定要有自己的改造和创新。实验步骤1）选定一个合适的应用，设计一个模糊系统解决该问题。例如模糊控制洗衣机。由于自己有过在必胜客做兼职的经历，所以本次实验，我想设计一个模糊估计客人等待上餐时间多少的一个模糊系统，用matlab实现。4.1信息设计此系统我设计了三个输入，即客人数量，内场工作人员数量，外场工作人员数量。其中，客人数量规定0—60人为少，60—115为中等，115—160为多；内场工作人员数量规定0—8为少，8—14为中等，14—20为多；外场工作人员数量规定0—8为少，8—14为中等，14—20为多。一个输出变量，即客人等候时间，规定，0—11分钟为等候时间短，11—15分钟为等候时间较短，15—22分钟为等候时间正好，22—35分钟为等候时间较长，35—60分钟为等候时间长。4.2设计的模糊规则如下：1.If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and（客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间正好）2.If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间比较短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间比较短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间较长）&If外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间正好）9.If外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间比较短）10.If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and（客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间正好）14.If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and（客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间比较短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间正好）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间比较短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间比较短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量少）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量少）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间正好）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and（客人数量is客人数量中等）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量高）then（客人等候时间is等待时间短）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and（客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间较长）25.If外场上班服务员数量is外场上班服务员数量中等）and客人数量is客人数量多）and内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量中等）then（客人等候时间is等待时间较长）If（外场上班服务员数量is外场上班服务员数量高）and客人数量is客人数量多）and（内场上班服务员数量is内场工作人员数量少）then（客人等候时间is等待时间长）4.3制作流程如下截图：4・3・1三个输入的设计：以上三个截图是对三个输入，即客人数量，内场工作人员数量，外场工作人员数量。其中，客人数量规定0—60人为少，60—115为中等，115—160为多；内场工作人员数量规定0—8为少，8—14为中等，14—20为多；外场工作人员数量规定0—8为少，8—14为中等，14

—20为多的设计。4.3.3输出变量的设定输出变量，客人等候时间，规定，0—11分钟为等候时间短，11—15分钟为等候时间较短，15—22分钟为等候时间正好，22—35分钟为等候时间较长，35—60分钟为等候时间长。4.3.2规则的设计4.3.3模糊系统的总体结构:4.4程序执行：方法一：如图，直接动态执行:Fi«LdiL窗0 Olsons有图可知，当外场上班服务员为10人，客人数量为80人，内场上班工作人员为10人KljiMtin152QPtai |iQ|MIT|right| |呼uper^dtyslEHirnc4'uiufinrdie2.27rutsFi«LdiL窗0 Olsons有图可知，当外场上班服务员为10人，客人数量为80人，内场上班工作人员为10人KljiMtin152QPtai |iQ|MIT|right| |呼uper^dtyslEHirnc4'uiufinrdie2.27rutsne<p | ClwIK9MHAIQT101筈人百码科何-Ygiifc15IS坯QiKljiMtYgiifcI5IS-■¥辭MSI ■工仙述 砂谕-时，客人需等待28.7分钟，即等待时间较长。方法二：MATLAB语句执行：a=readfis('mohusuanfahe');b=evalfis([421212],a);输出为：18.8227即客人等待18分钟。即等待时间正好。4・5具体的实现代码：[System]Name二'mohusuanfahehehe'Type二'mamdani'Version=2.0NumInputs=3NumOutputs=1NumRules=27AndMethod二'min'OrMethod二'max'ImpMethod二'min'AggMethod二'max'DefuzzMethod二'centroid'[Inputl]Name='外场上班服务员数量'Range二[020]NumMFs=3MF1='外场上班服务员数量少':'trimf',[0.07936507936507915.699.66]MF2='外场上班服务员数量中等'：'trimf',[5.9518888888888910.868888888888915.1688888888889]MF3='外场上班服务员数量高'：'trimf',[12.717.619.8677248677249][Input2]Name二'客人数量'Range=[0160]NumMFs=3MF1='客人数量少'：'trimf',[0.74140.423280423280480.6]MF2='客人数量中等'：'trimf',[38.320634920634990.8206349206349137.920634920635]MF3='客人数量多'：'trimf',[99.6825396825397126159][Input3]Name二'内场上班服务员数量'Range=[020]NumMFs=3MF1='内场工作人员数量少'：'trimf',[0.1452201058201084.625820105820119.65582010582011]MF2='内场工作人员数量中等':'trimf',[6.6911.190476190476215.5]MF3='内场工作人员数量高'：'trimf',[12.407407407407416.220][Output1]Name二'客人等候时间'Range=[060]NumMFs=5MF1='等待时间短'：'trimf',[0.2858.4920634920634916.3]MF2='等待时间正好'：'trimf',[10.882539682539716.382539682539723.5714285714286]MF3='等待时间长’：’trimf',[30.443.659.7619047619048]MF4='等待时间比较短'：'trimf',[8.8113.412698412698418.6]MF5='等待时间较长'：'trimf',[19.467777777777830.067777777777837.9677777777778][Rules]TOC\o"1-5"\h\z1 1, 2 (1) ： 11 1, 4 (1) ： 11 1, 4 (1) ： 12 1, 5 (1) ： 12 1, 5 (1) ： 12 1, 5 (1) ： 12 2, 5 (1) ： 12 2, 2 (1) ： 12 2, 4 (1) ： 13 1, 3 (1) ： 11 1, 2 (1) ： 13 3, 5 (1) ： 133,2(1):133,4(1):112,2(1):112,4(1):112,1(1):113,4(1):113,1(1):113,1(1):132,5(1):123,2(1):123,1(1):132,5(1):131,3(1):132,5(1):131,3(1):12)对比分析各种采用各种隶属度函数、模糊化和反模糊化方法，所设计的模糊系统性能如何。模糊统计法：模糊统计法的基本思想是对论域U上的一个确定元素vo是否属于论域上的一个可变动的清晰集合A3作出清晰的判断。对于不同的试验者，清晰集合A3可以有不同的边界，但它们都对应于同一个模糊集A。模糊统计法的计算步骤是:在每次统计中，vo是固定的,A3的值是可变的，作n次试验，其模糊统计可按下式进行计算 v0对A的隶属频率=v0GA的次数/试验总次数n 随着n的增大，隶属频率也会趋向稳定,这个稳定值就是vo对A的隶属度值。这种方法较直观地反映了模糊概念中的隶属程度，但其计算量相当大。例证法： 例证法的主要思想是从已知有限个yA的值，来估计论域U上的模糊子集A的隶属函数。如论域U代表全体人类,A是“高个子的人”。显然A是一个模糊子集。为了确定卩A,先确定一个高度值h，然后选定几个语言真值(即一句话的真实程度)中的一个来回答某人是否算“高个子”。如语言真值可分为“真的”、“大致真的”、“似真似假”、“大致假的”和“假的”五种情况，并且分别用数字1、0.75、0.5、0.25、0来表示这些语言真值。对n个不同高度hl、h2、…、hn都作同样的询问，即可以得到A的隶属度函数的离散表示。专家经验法： 专家经验法是根据专家的实际经验给出模糊信息的处理算式或相应权系数值来确定隶属函数的一种方法。在许多情况下，经常是初步确定粗略的隶属函数，然后再通过“学习”和实践检验逐步修改和完善，而实际效果正是检验和调