工业互联网预测性维护 课件 0502-知识库的知识表示方法

知识库的知识表示方法重庆电子工程职业学院01表示知识的关键点02一阶谓词逻辑表示法04任务练习03产生式表示法一表示知识的关键点知识表示：对知识的一种描述，或是一种约定，是一种计算机可以接受的用于描述知识的数据结构。在考虑如何表示知识时，应考虑以下几个因素：一、表示知识的关键点（1）能否充分表示相关领域的知识；（2）是否有利于对知识的利用；（3）是否便于知识的组织和管理；（4）是否便于理解和实现。一、表示知识的关键点常见知识表示方式：二一阶谓词逻辑表示法二、一阶谓词逻辑表示法命题是具有真假意义的语句，命题意义为真时，则其真值为真，记为T；命题意义为假时，则其真值为假，记为F。命题不能同时为真和假，但可以在一种条件下为真，另一种条件下为假。（一）命题与命题逻辑一阶谓词逻辑表示法：数理逻辑为基础，适合表示事物的状态、属性等事实性的知识和事物间的因果关系二、一阶谓词逻辑表示法命题：1.今天下雨；2.今晚很冷；3.这周我们在线上教学。（一）命题与命题逻辑①﹁表示否定，复合命题“﹁P”表示“非P”②∧表示与，复合命题“P∧Q”表示“P与Q”③∨表示或，复合命题“P∨Q”表示“P或Q”④→表示条件，复合命题“P→Q”表示“如果P，那么Q”⑤↔表示双条件，复合命题“P↔Q”即表示“P当且仅当Q”连词：二、一阶谓词逻辑表示法（一）命题与命题逻辑连词的逻辑真值表：PQ﹁PP∧QP∨QP→QTTFTTTTFFTFFFTTTFTFFTFFT二、一阶谓词逻辑表示法（二）谓词与谓词逻辑谓词：用于刻画个体的性质、状态或个体间的关系。例如命题：鼓式制动机是制动机的一种。谓词表示：Brakes（DrumBrake）。一阶谓词的一般形式：其中，P是谓词名，x1,x2,…,xn为个体，个体数目为谓词的元数。即n=1，为一元谓词；n=2，为二元谓词。二、一阶谓词逻辑表示法（三）量词量词：描述了个体与个体域之间的包含关系。全称量词（UniversalQuantifiers）：∀x；存在量词（ExistentialQuantifier）：∃x。二、一阶谓词逻辑表示法（三）量词全称量词：个体域中所有个体都要遵从约定的谓词关系。如：所有的碟式制动器的价格都很昂贵：(∀x)[DISCBRAKES(x)→COST(x,EXPENSIVE)存在量词：要求某个个体要服从所约定的谓词关系，如：仓库中有一台鼓式制动器：(∃x)DEPOT(x,DrumBrake)三产生式表示法三、产生式表示法产生式表示法通常用来表示具有因果关系的知识，确定性规则的产生式表达基本形式为：（1）确定性规则的产生式表达ifPthenQ或者：P→QP是产生式的前提，指出该产生式是否可用的条件；Q是一组结论或操作，前提P的条件满足时，应该得出的结论或应该执行的操作。三、产生式表示法r1：if直行的红绿灯为绿then直行（1）确定性规则的产生式表达r1为该产生式的编号，“直行的红绿灯为绿”为前提P，“直行”为结论Q规定的操作。例如：三、产生式表示法不确定性规则的产生式表达的基本形式为：（2）不确定性规则的产生式表达ifPthenQ（置信度）或者：P→Q（置信度）r1：if齿轮震动峰值大then基频振动（0.3）例如：三、产生式表示法（3）规则库定义：把一组产生式放在一起，且它们互有关联，形成一个用于描述相应领域内知识的产生式集合。以鼓式制动器制动力矩不足为例，构建规则库：r1：if闸瓦磨损then制动弹簧压缩量减小r2：if制动弹簧预紧力偏小then制动弹簧压缩量减小r3：if制动弹簧疲劳then制动弹簧弹簧力减小r4：if制动弹簧压缩量减小then制动弹簧弹簧力减小r5：if闸瓦磨损then制动接触面摩擦系数减小r6：if制动接触面有杂质then制动接触面摩擦系数减小r7：if制动弹簧弹簧力减小then制动力矩不足r8：if制动接触面摩擦系数减小then制动力矩不足三、产生式表示法（3）规则库根据规则的逻辑关系，画出推理树：四任务练习