模糊算法基本原理范文1
关键词：模糊推理 算法 计算机 研究
中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0135-01
在我们的日常生活中，像天气好，认真等这类词语都存在大量模糊的现象或模糊的概念。而这些都无法用普通的集合来表达。随着模糊集的发展，模糊推理逐渐应运而生，成为计算智能中的重要部分，同时也方便了计算机编程的实现。因此，研究模糊推理算法对于计算机的快速发展具有重要的实际意义。目前，模糊推理技术已被广泛应用于众多智能系统中，并对人们的生活发挥了重要作用。而文中主要从计算机数学角度出发，对模糊推理算法进行了探究。
1 模糊推理的概述
作为推理的一种重要分支，模糊推理成为模糊控制理论的重要基础。然而，在实际应用过程中，模糊推理主要以数值计算为主，通过模糊推理的算法，由推理的前提进而计算出结论。因此，模糊推理技术已经在计算机行业得到了广泛应用，实现了软件编程的最佳智能计算方法。除此之外，模糊推理算法也逐渐应用于模糊控制系统、模糊神经网络系统、模糊专家系统等领域范围内。
假设A和A*是论域X上的模糊集，B和B*是论域Y上的模糊集。通常情况下，模糊推理主要以最简单的模糊假言推理模型为基础，即FMP。
由此可见，（2）式所体现的问题称为模糊拒取式，简称FMT。因此，为了解决模糊推理的问题，众多学者提出了多种模糊推理的方法，如三I算法，CRI方法等。具体分析如下。
2 模糊推理的三I算法分析
2.1 三I算法应用缺陷
目前，模糊推理的三I算法已经受到众多各界的广泛关注，然而，人们对于三I算法的研究始终停留在理论层面，还没有将其应用到实际控制中。而三I算法正是从逻辑语义的角度提出来的模糊推理，所以，有相关研究发现，尽管三I算法具有比较完善的逻辑语义，但在一定条件下还不能求解出人们所需的模糊集，正因如此，三I算法还不能应用到实际控制过程中。
2.2 模糊推理的三I算法研究的内容
首先，要针对不同的蕴涵算子的三I算法进行研究，即在三I算法刚被提出的过程中，所采用的蕴涵算子R0，而三I原则中所提出的是一般的蕴涵，所以，这才让更多的学者开始研究不同的蕴涵算子的三I算法。
其次，要针对三I算法的理论知识进行研究，比如三I算法的连续性、还原性等都在理论知识的研究的范围内。
最后，要针对三I算法的改进算法进行研究，这样有助于构造新型的三I算法。
3 模糊推理的CRI方法
针对模糊推理概述中FMP和FMT的问题，以模糊推理理论中最基本的模糊分离原则为依据，经过不少专家学者的共同研究，将其算法化，CRI方法应运而生，被众多领域所应用。
所谓CRI方法，首先是要选择一个适宜的蕴涵算子I，并将AB转化为X×Y上面的模糊关系R，可以记作：R（x，y）=I（A（x），B（y）），（x，y）∈X×Y，然后将A*和模糊关系R进行复合运算，就可以得到B*，将其输出出来，并记作：B*=[A*（x）∧I（A（x），B（y））]。因此，在CRI方法中，由AB所构造形成的模糊关系R，在最初采用蕴含算子的是Iz（x，y）=（1- x）∨（x∧y），x，y∈[0，1]，然而得到的结果却和人们的直观大有不同，因此，采用其它方式来构造模糊关系R得到：Im（x，y）=1∧（1-x+y），x，y∈[0，1]，由此可见，这类方法的应用得到了全面推广。
而CRI方法中的A*和R的复合运算，在最初时候采用的是∨-∧这样一对算子，经过不断改进，逐渐应用一般的三角模T来进行计算。在众多学者的不断努力研究下，CRI方法除了对模糊关系的构造进行研究之外，还对合成运算以及输入模糊集A* 进行适宜处理，从而构造出X isA相对于X isA*的语言真值τA/A* ，而A*直接被其所代替，最终得到推理的结果。
4 结语
总之，模糊推理算法在计算机的模糊控制领域得到广泛应用，同时也被应用于其他工业生产技术中，从而为人们提供一个不完善的知识数据库，对某一模糊问题得出一个比较接近的答案。所以，模糊推理算法还应进一步探究，这样才能为更多领域提供便利，促进信息技术的发展。
参考文献
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模糊算法基本原理范文2
成本预算的模糊管理与一般管理的最大区别在于其管理方法的特殊性，不是采用刚性的、事前规定的条条框框来限制和约束被管理对象，而是通过系统整合实现人本管理及其管理目标，以及采取适用于复杂管理的方法论来进行成本预算管理。
在企业经营业务预算中，成本预算是最基本的预算。在实际预算编制过程中，由于企业环境的不确定性以及成本管理基础工作薄弱等条件限制，使得企业成本预算管理陷入了“上下相互扯皮”的泥潭中。对此，本文将以“模糊管理”思想为指导，从而提出成本预算管理的新思路。
1企业成本预算的模糊性：模糊管理思想的提出
在现实生活中，“模糊性”无处不在，比如，人的身高有高与矮之分，但高个与矮个的标准到底是多少呢？高、矮本身就是模糊的概念。从理论上讲，模糊性是一种描述的不确定性，它是事物在性态和类属方面的亦此亦彼性，也就是中介过渡性。事物的“一切差异都在中间阶段融合，一切对立都经过中间环节而互相过渡”，当两极对立的绝对性消失了，这就是本文所提出的模糊性。那么，该如何理解成本预算管理的模糊性呢？
首先，成本管理方法的精确性和可行性之间存在着矛盾，结果的精确性常常以方法的复杂性为代价。以产品成本计算为例。众所周知，产品成本计算是经过一系列归集分配过程而完成的，如原材料、人工等要素费用的分配，辅助生产和制造费用的分配等，在这些分配过程中，企业选用不同的分配方法，其产品成本的计算结果会存在一定的差异，最精确的计算方法往往是最复杂的。无论多么精确的方法，对处于不同环境、不同行业的企业会产生不同的效用。因此，科学的成本管理方法应是精确性和可行性兼顾的方法，如果把复杂的模糊的事物人为地精确化，这势必降低成本管理方法的可操作性。
其次，企业所生存的环境，可以说基本上是一个模糊的环境，企业在正常生产经营活动中，经常接触各种模糊事物和信息。因此，企业要实现费用预算的精确性管理也是不现实的，企业在实施预算管理时，还要综合考虑其具体情况，如生命周期发展阶段、行业竞争、企业文化等，成本预算的确定应以提高员工创造力、最大发挥企业创新能力和竞争能力为前提。
2企业成本预算模糊管理的具体思路
成本预算的模糊管理与一般管理的最大区别在于其管理方法的特殊性。具体而言，它有以下特点：
（1）不是采用刚性的、事前规定的条条框框来限制和约束被管理对象，而是通过柔性的、伸缩性强的原则性要求来潜移默化地调节、影响被管理对象的行为规范。
（2）通过系统整合实现人本管理及其管理目标。这里的系统整合是指在一定的理论指导下，利用技术手段，充分了解管理过程或管理阶段发展变化特征，然后综合运用定量及定性分析方法，对管理过程的性质、发展变化作出判断，并形成相应的应对办法。
（3）采取适用于复杂管理的方法论来进行成本预算管理。其管理方法特点为：一是非优化，即成本预算管理方法不以追求最优化和最高效率为基本原则，而是在吸取科学管理确定性原则和理性的前提下，将不确定性引入成本管理范畴中，使管理更符合客观实际。二是非规范化，即力求使员工在更大的空间，以更大的自由度从事创造性的生产经营活动。
笔者认为，坚持成本预算的模糊管理，企业当务之急应注意做好以下工作：
一是以人本管理为核心做好成本预算编制工作。人是根本，一切管理工作的各个环节都要由人去掌握和操作，管理活动的各项职能，管理目标的实现都要通过人的活动来落实，离开了人，管理活动就会失去存在的基础。因此，成本预算管理的关键在于充分发挥人的主观能动性，实行人本管理。在预算编制过程中，上下级预算方案存在差异是不可避免的，这就需要企业按照模糊管理思想要求，对于偏差较大的下级预算方案重点审视其准确性，对于偏差较小的下级预算方案则采取灵活处理的方式予以解决，从而提高下属单位执行预算的积极性。正如某CFO所提及：如果能将企业利润大幅度提高，我欣然接受成本费用预算金额提高的现实。
二是建立柔性管理与刚性管理相结合的成本预算管理模式。就成本预算管理体系而言，企业应以柔性管理为主体。这就要求企业根据具体环境特点使成本预算体制的设计符合企业的实际情况，比如在市场状况不稳定的情况下，企业的制造费用预算可以考虑采用弹性预算的方法；鉴于未来经济活动的不确定性，企业还可以将成本短期预算与长期预算相结合；为避免在成本预算执行过程中的短期行为，企业可以考虑采用滚动预算方式，每过一个月，立即在期末增列一个月的预算，逐期向后滚动，因而在任何一个时期都能使预算保持12个月的跨度等。就企业成本预算管理分解、落实责任指标而言，企业应强调刚性控制，特别是月度执行预算，应以刚性管理为主。
三是将模糊思想融入成本预算管理目标中。企业成本管理的目的是降低成本费用，提高经济效益，为达到这一目的，企业必须设置成本预算管理目标。成本预算管理目标的模糊管理已体现为两点：
模糊算法基本原理范文3
关键词: 图像复原；运动模糊；点扩散函数；倒谱；Radon变换
中图分类号:TP 391
文献标志码:A文章编号:1672-8513(2012)02-0150-04
Parameter Estimation of Motion Blur Based on Cepstrum Analysis
GUO Hongwei1, ZHU Jiaxing1, CUN Ning2
(1.Engineering College, Honghe University, Mengzi 661100, China; 2.Kunming Experiment Station, Yunnan Provincial Administration of Radio and Television, Kunming 650031, China)
Abstract: Motion blur is one of the most common blurs that degrades images，estimating the parameters of the PSF is necessary for image restoration. For uniform linear motion blurred images, the motion direction and blur extent are two key parameters determining the point spread function. The paper analyzed the characteristics of the spectrum and cepstrum of motion blurred images, and an algorithm which estimated the point spread function in the cepstrum domain was proposed. The coordinate of two negative peak points in cepstrum was used to estimate the blur extent and to obtain the absolute value for cepstrum, and then the Radon transform was employed to find motion direction. The experiments for the parameter estimation of motion blurred images showed the validity of the proposed method.
Key words: image restoration; motion blur; point spread function; cepstrum; Radon transform
在图像拍摄记录的过程中，由于被摄物与成像系统产生相对运动造成图像降质而导致的图像模糊称为运动模糊.经典图像复原技术都是以图像退化的某种先验知识比如点扩散函数(Point Spread Function，PSF) 已知为基础的.运动模糊图像的点扩散函数由模糊方向和模糊尺度共同确定.
匀速直线运动所造成的图像模糊更具有一般性和代表性，对它的成因进行分析，出现了多种辨识模糊参数的方法，主要的有空域法、频域法和倒谱法.空域法直接在图像空域利用微分、相关等方法计算估计退化参数，文献［1］提出了一种基于方向微分的运动模糊方向鉴别方法，文献［2］利用对退化图像进行差分自相关的方法检测图像模糊尺度.频域法利用匀速运动模糊图像频谱具有规则明暗条纹的特性分析估计退化参数［3-7］，如文献［3］ 的Radon变换法，文献［4］的相关系数法等.倒谱法对图像频谱取对数，然后再进行傅里叶反变换，可以分离退化图像模糊信息和原始信息，进而获取图像模糊参数［8-11］.文献［8］ 通过对退化图像的倒谱图实施灰度变换,运用Canny边缘检测提取出倒谱，实施Radon变换确定模糊方向，用人工方式在边缘检测后的倒谱中判读亮条纹两端亮点坐标来计算模糊尺度.由于运动模糊图像倒谱中只存在1条亮条纹，其它像素为低灰度值（黑色），文献［8］中的灰度变换和边缘检测增加了算法的计算量，而未从本质上提高参数估算精度，其模糊尺度的估算需人工测量，增大了判别误差，且不便于实现算法自动化.文献［9-10］利用倒谱具有左右对称的性质，取倒谱的右半平面自动检测灰度极小值（为负数）点的坐标，采取几何运算方式估算模糊方向和模糊尺度.这种方法计算量较小，但由于图像像素的离散性，仅利用一个点来估算模糊方向，除某些特殊角度（0°,45°,90°）外，容易出现较大估算误差，模糊尺度越小，对模糊方向的估算误差会越大.文献［11］对倒谱图进行Radon变换鉴别出运动模糊方向后，通过倒谱旋转将模糊方向旋转到水平轴方向，再进行模糊尺度的鉴别.本文通过对模糊图像频谱和倒谱的分析，结合以上文献算法的经验，提出一种基于倒谱分析的运动模糊参数估计方法.利用倒谱中的灰度负峰值点坐标，采取几何运算方式得到模糊尺度；对倒谱取绝对值后用Radon变换鉴别出模糊方向.实验数据表明，本文算法估计的模糊方向和模糊尺度误差较小.
1 运动模糊图像的分析
图像的退化过程如图1所示.
对于匀速直线运动模糊图像来说,点扩展函数可以描述为：
h(x,y)=1L,x2+y2≤L且yx=tan θ;0, 其它 . (2)
式中，L为模糊尺度，θ为运动方向与x轴正向夹角.若θ=0°，即水平匀速直线运动，则点扩展函数变为：
h(x,y)=1L,0≤x≤L;
0,其它 . (3)
1.1 运动模糊图像的频谱分析
对式(3)做Fourier变换可得：
H(u,v)=sin(πuL)πuLe－jπuL .(4)
sin xx称作辛格函数，用sin c(x)表示，是偶函数.在x为0时函数取得最大值1，x为nπ（n是不为0的整数）时函数值为0.所以，匀速直线运动模糊图像的频谱G(u,v)有一系列的平行暗条纹，这些暗条纹与水平方向垂直,且位置与sin(πuL)πuL函数的零点对应.图2所示为运动模糊图像和其频谱图，可看出频谱中暗条纹方向与运动方向垂直，且条纹间距与模糊尺度L成反比关系.一些文献［3-7］就是基于这一频谱特性估算运动模糊参数的.
1.2 运动模糊图像的倒谱分析
倒谱是对数倒频谱的简称，图像g(x,y)的倒谱定义［12］如下：
Cg(p,q)=F－1［lg｜G(u,v)｜］ .(5)
式中，G(u,v)是图像g(x,y)的傅里叶变换，F－1［•］表示傅里叶逆变换.为使G(u,v)=0时，函数有意义，在实际工程应用中，一幅图像的倒谱通常用下式计算:
Cg(p,q)=F－1{lg［1+|G(u,v)|］} .(6)
无噪声影响时，图像退化的倒谱描述为：
Cg(p,q)=Ch(p,q)+Cf(p,q) .(7)
式中各项为式(1)中对应的倒谱.可见,空域卷积在倒谱域变成了加法,因此可以比较容易地分离出模糊信息.为了便于说明运动模糊图像倒谱的特性，选取大小为65×65像素，中心点灰度为256，其余像素灰度为0的仿真图像进行模糊处理（模糊角度45°、模糊尺度20 像素）.图3是其倒谱的平面图和三维图，图3(a)显示倒谱中沿运动模糊的方向上有1条亮带，因此检测出亮带与水平方向的夹角即为运动模糊角度.图3(b)的倒谱三维图由2部分组成，在运动模糊方向上，一部分是正峰值成分，反映未退化图像特性；另一部分是负峰值成分，反映模糊系统的特性.2部分在图上占有的区域不同,2个负峰值点之间的距离即为运动模糊尺度的2倍.
2 Radon变换
二维空间中函数f(x,y)的Radon变换定义为：
R(β,ρ)=Sf(x,y)δ(ρ－xcosβ－ysinβ)dxdy .(8)
其中，S是被积函数所在区域，β是旋转角度，ρ是原点到一直线的距离，δ是冲激函数.式(8)表示f(x,y)在一条直线上的投影，即沿该直线的线积分.这条直线斜率为tan(β+π2)，截距为ρsinβ.图4所示给出了Radon变换的示意.对于一幅图像，当β一定，ρ取遍所有值时，就得到其在β方向上的投影；再改变β值，就可以得到图像在不同方向上的投影.
Radon变换与Hough变换一样，都可以将图像平面上的线转换成参数平面上的点.Radon变换可以理解为图像在ρβ平面上的投影，ρβ平面上的每一点都对应着xy平面上的1条线.因此，图像中1条高灰度值的线就会在ρβ平面上形成1个亮点；低灰度值的线则会形成1个暗点.图像平面中直线的检测就转化为在参数平面中对亮、暗点的检测.对图像做1°~180°的Radon变换，结果可用矩阵R表示.该矩阵有180 列，每一列向量是图像在1个角度上沿1族直线积分的投影值.对模糊图像倒谱做1°~180°的Radon变换，由其特征可知,在β=(θ+90°)时, 由于积分直线束与倒谱中的亮带平行，所得投影向量中的极大值即为矩阵R中的最大值.
图5所示为对图3(a)的倒谱做1°~180°的Radon变换，取每个角度上Radon变换的极大值形成的曲线.最大值对应角度β=135°,所以用Radon变换检测到的运动模糊角度θ=β－90°=45°,这一检测结果与实际模糊角度吻合.
3 算法实现
根据以上的分析，提出估计运动模糊参数（模糊尺度L和模糊方向θ）的算法过程如下：
1) 由式(6)计算退化图像倒谱Cg(p,q),并且移位使p=0,q=0位于中心位置;
2) 检测出倒谱Cg(p,q)中2个负峰值点的坐标Cg(p1,q1)和Cg(p2,q2),由下式计算得到模糊尺度：
L=12(p1－p2)2+(q1－q2)2 .(9)
由于倒谱具有对称性，检测2个负峰值点坐标时，可以先设置Cg(p,q)右半平面灰度全为0，检测此时倒谱的极小值，即得左半平面的负峰值点Cg(p1,q1)；然后再设置Cg(p,q)左半平面灰度全为0，检测出右半平面的负峰值点Cg(p2,q2).
3) 对倒谱的绝对值Cg(p,q)做1°~180°的Radon 变换，找出变换矩阵R中最大值对应的β角，则模糊角度：
θ=β－90° . (10)
4 实验与结果分析
在Matlab平台下对算法进行验证.表1为在不添加噪声情况下，对图6所示的Bridge图像做不同尺度和不同运动方向的模糊后，采用文献［10］及本文方法估计的点扩散函数.
由于运动模糊图像倒谱具有对称性，文献［10］采用倒谱右半平面负峰值点坐标和倒谱中心正峰值点坐标计算模糊尺度，与本文采用2个负峰值点坐标计算结果一致，模糊尺度在5～30像素时的估算误差均不超过0.6像素，估计精度较高.相比文献［10］用1个点计算运动方向，本文的Radon变换法由于利用了倒谱中整条亮带上的点，所以估算精度更高，几乎没有误差.而文献［10］估计的运动方向除某些特殊角度（0°,45°,90°）外，出现较大估计误差，模糊尺度越小，对模糊方向的估计误差越大.
图7(a)是一张贴在白色墙面上的A4纸打印广告，用相机拍摄时由于相机抖动造成运动模糊.使用本文方法检测出退化图像模糊方向为7°，模糊尺度为15.6像素，使用维纳滤波进行复原，并对复原图像进行了剪切去除边缘的振铃得图7(b).复原图像中，广告标题“红河学院送水部”字样已能辨识，说明参数的估计结果是正确的.
5 结语
分析运动模糊图像傅里叶频谱和倒谱的特征，根据倒谱中有2个负峰值点和亮条纹方向与运动方向一致的特点，提出用负峰值点坐标估算模糊尺度，用Radon变换检测模糊方向.通过对仿真运动模糊图像估计PSF参数的实验证明，该方法可以很准确地识别运动模糊尺度和方向.由于倒谱信息很微弱，在图像存在噪声时，倒谱中的模糊系统特性极易被掩盖，针对含噪声运动模糊图像的参数估计，算法还需做进一步改进.由于绝大多数实拍运动模糊图像不是理想的均速直线运动，对其参数估计和复原都比仿真图像困难，本文算法对大多数实拍图像的参数估计结果不理想.下一阶段将对实拍运动模糊图像的参数估计和复原算法开展研究.
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模糊算法基本原理范文4
关键词：地基承载力；抗剪强度指标；模糊可靠度
中图分类号：TU431
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2008)02-00132-02
1引言
在建筑地基基础设计中，现有方法主要是利用地基容许承载力进行地基基础设计的，其所采用的地基容许承载力是根据地基极限承载力除以定值安全系数得到的，即所谓的定值安全系数法。该方法在计算极限承载力时是采用传统的定值分析模式，没有考虑各个计算参数的变异性对极限承载力的影响，即便在计算时取用安全系数来考虑包括参数变异在内所有不利因素的影响也缺乏一定的科学依据，本质上仍属于定值分析的范畴[1～2]。事实上，由于地基极限承载力影响因素的复杂性和不确定性，导致岩土参数具有随机不确定性是不可避免，所以考虑影响地基稳定性的各随机变量的变异性与模糊性，用模糊概率来度量地基承载力的安全度，并采用可靠度理论对地基稳定性进行分析则更加符合工程实际。
概率分析是针对随机事件发生的可能性而言，但事件本身的含义明确；而当事件本身具有模糊性时，对事件发生的可能性进行描述则用模糊概率分析方法[3]。就地基的稳定性而言，失稳和稳定本身就是具有一定模糊性的事件，在二者之间存在一个模糊过渡区。因此，本文将视地基失稳为一模糊概率事件，利用概率理论与模糊数学理论建立分析地基失稳的方法，并通过建立相应的隶属函数对影响参数变异性及荷载效应与模糊可靠度之间的关系作进一步的分析。
2模糊概率的基本概念及模糊可靠度
工程问题的数学模型通常可分为三种：（1）背景对象具有确定性或固定性，且对象之间又具有必然联系的确定性模型；（2）背景对象具有或然性或随机性的随机性模型；（3）背景对象及其关系均具有模糊性的模糊数学模型。工程中传统的分析方法属于确定性模型，它以定值参数及定值安全系数来衡量工程的可靠度。而工程中目前使用较多的概率分析法则属于第二类方法，即随机数学模型，其以可靠度作为工程安全的评价标准，由于考虑了参数的随机性从而比定值安全系数法合理。但是参数本身不仅具有随机性而且还具有模糊性，理想的方法应该同时反映这些性质，模糊可靠度分析则能很好的体现此特性，因此，本文采用模糊可靠度分析方法对地基极限承载力进行分析。
由模糊数学理论[4]可知，如果模糊事件A在区域X上的隶属函数为u(x)，则该模糊事件的概率[5]可表示为
式中，f(x)为X的概率密度函数。
则模糊可靠度为：
3地基失稳的模糊性及隶属函数确定
进行地基模糊可靠度分析，首先要建立地基稳定的极限状态方程。以综合随机变量表示的极限状态方程为：
(3)
式中，fu为地基的极限承载力，s为作用于基础底面的点荷载效应，等于恒载sG与活载sQ之和，即为：
(4)
地基极限承载力的计算公式较多，一般采用汉森公式[6]，可写为：
式中，Nr，Nc，Nq为承载力系数，按Vesic公式有：
按传统的非此即彼的思维方法，可知M＜0，地基失效；M＞0地基稳定。实际上地基失效是一个过程，而不是由某一个点的状态决定，是一模糊事件。若用uA表示失效程度，则当uA接近0时，表示失效的可能性很小；当uA＝0.5时，处于失效与非失效的模糊状态，可看作传统分析的极限平衡状态；当uA＝1时，失效的可能性最大，因此公式(3)中的M为随机变量，其数字特征值为：
由于M同时具有模糊性，在此设M的失效程度隶属函数uA采用降半梯型分布[7]，即
4安全系数下地基稳定的模糊可靠度计算
安全系数下地基承载力的实用设计表达式写为：
式中，sG为恒载效应均值，sQ为活载效应均值， 为c、φ均值代入式(6)所计算的结果。
考虑荷载效应比值，代入(13)可以确定sG，sQ为：
式(15)、(16)代入(9)得到：
按《建筑结构设计统一标准》的规定，恒载效应的变异系数为0.07，活载效应的变异系数取为0.29，所以有：
不考虑fu，s之间的相关性，即cov(fu，s)＝0，则由式(10)可得：
本文视几何尺寸B、D，土性指标γ，γ0为常量，仅把抗剪指标c、φ作为随机正态变量，简化假设fu，s也服从正态分布，则z近似服从正态分布，分布密度函数为
将(11)、(16)、(19)、(20)代入(1)得到地基失效的模糊概率为
地基失效的模糊可靠度为：
5算例分析
已知某条形基础，基底宽度3.5m，埋深2.5m，各随机变量均服从正态分布，其均值和变异系数如表1所示，取安全系数为2，荷载效应比值为0.5，试求地基的模糊可靠度。
5.1 将各基本随机变量代入公式（22）、（23）可以计算得到：
Pf＝23.16％,此时模糊可靠度β＝0.75。
5.2 基本随机变量对模糊可靠度的影响 为了分析不同随机变量的变异对模糊失效概率的敏感程度，特对某一随机变量的变异系数进行了单独调整，并分析计算结果的变化，见表2。
从表中结果可知c、φ值的敏感性大，而γ的敏感性小，为简化计算，γB、γD可视为常量。
5.3 荷载效应ρ与模糊可靠度的关系
表3给出了安全系数为2时荷载效应与模糊可靠度的关系，由分析结果可知，当荷载效应系数增大时，活荷载的比重相应增加，由于其变异性比恒载大，故模糊失效概率增加。
6结论
地基承载力的模糊失效概率值，不仅考虑了基本随机变量的随机变异性，同时考虑了变量及判别模式的模糊性，因此，计算分析结果更为合理、全面。通过研究分析可得如下结论：
6.1地基承载力的模糊概率分析的主要影响因素为强度参数c、φ的变异性，而γ的变异性可以不计，计算中按常量考虑；
6.2随着荷载效应系数的增大，地基承载力的模糊失效概率增加。
参考文献：
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模糊算法基本原理范文5
【关键词】 模糊性;会计信息;会计核算;财务报告
所谓模糊即不分明、不清楚。会计的模糊性是指会计事项自身的不分明、不清楚,且会计制度规范的也不分明、不清楚。会计信息追求的是会计数值的准确性,会计的模糊性不能满足会计信息准确性的要求。研究会计的模糊性对于解决会计信息的准确性有着十分重要的意义。
我国为了规范小企业会计核算,财政部于2004年制定了《小企业会计制度》(以下称为《制度》),并于2005年开始执行。本文就《制度》存在的会计模糊性问题进行研究。
一、小企业会计模糊性的表现
会计事项的模糊性是客观存在的。人们研究会计,制定会计规范,从很大程度上说,就是为了解决会计的模糊性问题。在解决会计模糊性问题上,会计法律、法规及会计制度虽然作了细致规定。但系统越复杂,模糊性越大;因素越多,综合评判便越模糊;动态的时变性越强,模糊性问题便越突出。《制度》存在的会计模糊性主要表现在以下几方面。
(一)会计原则规定上的模糊性
《制度》要求小企业遵循13个基本原则,其中第13个原则要求“小企业的会计核算应当遵循重要性原则,在会计核算过程中对交易或事项应当区别其重要性程度,采取不同的核算方法”。该原则中的“区别其重要性程度”是个模糊的概念。什么是“重要性程度”?会计制度没有再作具体解释,也没有量化标准。小企业会计人员按照“区别其重要性程度”处理会计事项,同一个问题由不同人员处理,可能会出现不同结果。除此之外,在划分“收益性支出与资本性支出”原则、执行“谨慎性”原则等方面也存在模糊性问题。在会计实际业务操作上对于会计人员来说难于把握。
(二)会计科目设置上的模糊性
会计科目是会计对象具体内容分类的项目,是对会计要素进行核算的基础。《制度》规范了会计科目内容,同时在会计科目设置上也给小企业一定的“自由度”。《制度》在 “会计科目名称和编号”的附注中提出:小企业可以根据实际需要,对会计科目作必要的增减或合并。在这一点上无可非议。但“附注”第3点提出:低值易耗品较少的小企业,可以将其并入“材料”科目。“较少”又是个模糊的概念。低值易耗品的数值多少为“较少”,是否有个比例数?小企业会计制度没有作出规定,实际操作中只有靠小企业会计人员自由掌握了。
(三)流动资产会计核算上的模糊性
1.坏账准备提取上的模糊性。《制度》对于坏账准备提取的规定是:“小企业应当定期或者至少于每年年度终了,对应收账款进行检查,预计各项应收账款可能发生的坏账,对于没有把握能够收回的应收账款,计提有关的坏账准备。”在这里,《制度》使用了“预计”、“可能发生”、“没有把握能够收回”等模糊性词语。这些模糊性词语使会计人员在计提坏账准备上产生模糊概念。会计人员怎样预计、坏账可能发生多少、在什么状况下有把握或没有把握?不可定的因素太多。除此之外,计提坏账准备还有几种不同的方法供小企业自行选择。如应收账款余额百分比法、账龄分析法、销售百分比法等都有计提比例问题。小企业会计制度对于坏账准备的计提比例的规定也存在模糊性。所以计提坏账准备始终是会计人员不好把握的一个问题。
2.存货跌价准备提取上的模糊性。《制度》规定“存货可变现净值低于其成本部分,应当提取存货跌价准备。”对于可变现净值的确定,《制度》的解释是:“可变现净值,是指小企业在正常生产经营过程中,以存货的估计售价减去至完工估计将要发生的成本、估计的销售费用以及相关的税金后的金额。”在这里可变现净值的确定取决于“三个估计”,即估计售价、估计将要发生的成本、估计的销售费用以及相关的税金。对会计事项进行估计,其本身就不是一个准确的概念,带有很强的模糊性。《制度》同时还规定,存货跌价准备应按单个存货项目的成本与可变现净值孰低计量。也就是说,小企业为提取存货跌价准备,对每个单个存货项目可变现净值都要按“三个估计”的方法进行确定。可想而知,需要小企业会计人员具有多高的“估计”水平,不然存货跌价准备提取将不准确。
(四)固定资产会计核算上的模糊性
1.固定资产确认上的模糊性。《制度》对于固定资产的解释是“为生产产品、提供劳务、出租或经营管理而持有的、使用年限超过一年、单位价值较高的资产。”在这里《制度》对于固定资产的确认在使用期限上作出了规定,但对于固定资产的价值却使用了“较高的”模糊性词语。在不同的小企业,对于多高价值才能却认为固定资产,则需要会计人员结合企业实际经营需要自由确定。
2.固定资产折旧上的模糊性。固定资产折旧一般取决于四个数值,即固定资产原值、折旧年限、残值、清理费。除固定资产原值外,其他三项数值在固定资产提取折旧之前需要估计。估计的数值带有很强的模糊性,过去财政部门对固定资产的折旧年限、净残值(残值―估计清理费)作出一个原则规定,企业一般可以遵照执行。小企业会计制度没有作出这样的规定。要求小企业“根据固定资产的性质和使用情况,合理确定其折旧年限和净残值,作为计提折旧的依据”。这样的规定虽然给予小企业一定的自由度,但也给小企业固定资产折旧的核算带来一定的模糊性。
3.固定资产后续支出处理上的模糊性。《制度》对于固定资产后续支出的处理分两种情况:一种情况是将后续支出予以资本化,计入固定资产价值;另一种情况是将后续支出确认为当期费用。二者处理方法的区别在于,后续支出是否“使可能流入企业的经济利益超过了原先的估计”。在这里《制度》使用了“可能流入企业的经济利益”和“超过了原先的估计”两个模糊性词语。“可能”与“估计”的表述带有很大的不确定性,操作起来会给会计人员带来不便。
(五)借款费用会计核算上的模糊性
《制度》对于借款费用的处理分两种情况:一是计入期间费用;另一是予以资本化,计入固定资产成本。计入固定资产成本的借款费用是指为购建固定资产而发生的专门借款的费用,并且是在满足借款费用开始资本化的条件时,至购建的固定资产达到预定可使用状态前发生的借款费用。借款费用会计核算上的模糊性在于借款费用开始资本化的条件和购建的固定资产达到预定可使用状态。《制度》虽然对两者均作出了判断规范,但具体操作仍存在难于判断的问题。如判断购建的固定资产达到预定可使用状态的条件之一是“继续发生在所购建固定资产上的支出金额很少或几乎不再发生。”这里使用“很少”、“几乎”模糊性词语,会给会计人员的判断带来不一致性。
(六) 财务会计报告编报上的模糊性
《制度》在“总说明”中强调“小企业应按照本制度规定:对外提供真实、完整的财务会计报告。企业不得违反规定,随意改变财务会计报告的编制基础、编制依据、编制原则和方法,不得随意改变本制度规定的财务会计报告有关数据的会计口径。”从这段内容来看,小企业会计制度对于企业财务会计报告的编制要求还是很严格的。但总说明第16条又提出:“小企业年度财务会计报告,除应当包括本制度规定的基本会计报表外,还应提供会计报表附注的内容。本制度规定的基本会计报表是指资产负债表和利润表。企业也可以根据需要编制现金流量表。”在这里现金流量表是否编制取决于“企业需要”。若企业不编制现金流量表,那企业提供的财务会计报告还是否属于完整呢?由此看出,《制度》在“总说明”中给出的是模糊性概念。
《制度》中模糊性规定还不止于以上内容,比如会计原则中的及时性、谨慎性、明晰性等原则中的“及时、谨慎、明晰”等都属于难于量化的模糊语言,在此不一一列举。
二、小企业会计模糊性对会计信息的影响
(一)会计原则模糊性对会计信息的影响
会计原则模糊性会造成会计人员在处理会计事项时把握不准,形成会计数据失真。如在运用“重要性”原则时,对于某一项费用如认为不重要,可能将其一次性计入期间费用;如认为其重要,可能将其分期计入期间费用。在某个会计期间由于费用计入时间不一样,由此产生的财务成果也不一样。会计信息产生差异容易使会计报告使用者产生误解。
(二)会计科目设置上的模糊性对会计信息的影响
会计科目设置上的模糊性对会计信息的影响表现在两个方面:一是对于会计信息提供的详细程度不一样;二是由于会计科目核算内容不一样从而造成计入费用的时间不一样。如耗用的“低值易耗品”计入费用方法可以一次性计入,也可以分期计入。如果小企业不设置“低值易耗品”科目,而将低值易耗品计入“材料”科目,在领用时就会将其价值一次性全部计入当期费用。若数额不大,则对会计信息的影响也不大;若数额较大,则会对会计信息产生较大的影响。所以小企业在会计科目设置上,应符合会计管理和核算要求,有利于提供准确的会计信息。
(三)资产核算上的模糊性对会计信息的影响
资产核算上的模糊性对会计信息影响是比较大的。前面笔者列举了流动资产方面的坏账准备、存货跌价准备的计提,固定资产方面的确认、折旧、后续支出的会计业务在制度上规定的模糊性。在会计实务中,由于制度规定模糊性的存在,使会计人员在会计业务处理上无论从时间上、空间上还是处理方法上都存在较大的区别。如果会计处理正确,模糊性对会计信息产生的影响则不大;如果处理不正确,或个别会计人员有意利用制度规定的模糊性人为地调整会计数据,就会对会计信息产生较大的影响,甚至会产生虚假会计信息,造成恶劣影响。如计提坏账准备采用账龄分析法,两个小企业应收账款、账龄及提取比例如表1所示。
以上数据虽然是虚拟的,但说明一个问题,企业对于坏账准备的计提既然方法和比例上是模糊的,企业就可以根据自身的理解去执行。坏账准备提取金额计入管理费用,直接影响企业的当期利润,计提数额准确与否对会计信息产生直接影响。
(四)财务会计报告编报上的模糊性对会计信息的影响
在我国,企业财务会计报告的编制,一般来讲由企业会计准则或会计制度进行规范。小企业财务会计报告编报上的模糊性,除现金流量表之外,其他方面规定还是严谨的。《制度》之所以将现金流量表的编制交与企业根据需要进行,是因为《制度》的制定者是考虑到小企业的实际情况来决定的。小企业经营规模相对比较小,业务量不大,现金流量表一年才编制一次,对于报表使用者的作用低于资产负债表和利润表。并且现金流量表编制方法复杂,对于小企业会计人员来讲相对较难。从另一个角度讲,现金流量表反映企业现金流量情况,如果不编制现金流量表,小企业的会计信息将不完整,对报表使用者来讲存有缺憾。
三、解决小企业会计模糊性的措施
(一)树立正确认识,建立健全企业会计核算办法
小企业对会计模糊性处理时,首先要对会计的模糊性有一个正确的认识。会计模糊性是客观存在的,小企业情况千差万别,《制度》规定有时无法完全解决,制度规定存在模糊性也属正常。不要因为制度规定存在模糊性,企业会计也顺其模糊。 其次,小企业应根据《会计法》和《小企业会计制度》要求,建立健全企业会计核算办法。在会计业务处理上,小企业要针对企业实际情况,制定适合企业自身核算特点的会计核算办法,规范业务处理方法,制定核算标准,消除《制度》规定模糊的影响。如规范企业自身的坏账准备计提标准、计提方法;固定资产确定标准;发出存货的计价方法等,以保证企业会计信息的准确。
(二)提高会计人员业务水平,增强会计人员的职业判断能力
小企业对于会计模糊性的处理,除制定会计核算办法以外,提高会计人员业务水平,增强会计人员的职业判断能力也是解决问题的措施之一。会计制度、会计核算办法规定再细致、再全面,如果会计人员的业务水平达不到,同样也会在业务处理上发生差错。提高会计人员业务水平关键在于培养会计人员的业务素养。会计人员要熟悉会计业务法规,熟悉有关税法知识,熟悉国家的产业政策。会计人员的职业判断能力来源于自身的业务水平和责任心。培养会计人员的职业道德至关重要。会计人员对于模糊的会计事项判断准确,处理方法得当,对会计信息的负面影响就会缩小。
(三)规范企业会计处理程序,提高会计信息质量
规范企业会计处理程序,减少会计人员的随意性,是解决会计模糊性的又一措施。企业会计人员对于同一会计事项,处理方法要相同,保持各个期间的一致性。从整个《制度》规范的内容来看,有的会计模糊性是留给企业的“自由处理空间”。如固定资产确认的价值,由于企业情况不一样,《制度》不便于规定一个统一的标准,这个“空间”留给企业处理。企业会计对于《制度》规定上的会计模糊性,应采取积极的态度面对,本着尊重事实,贴近规范,服从管理要求的精神处理会计事项,以保证会计信息质量的提高。
【参考文献】
[1] 石继广,梅世强.基于新会计准则模糊综合测度的会计信息质量研究[J].内蒙古农业大学学报,2008(10).
[2] 孙铁强,胥青曼.会计重要性原则的理论和实务探析[J].会计之友,2006(1).
[3] 王玉,会计信息失真的经济分析[J].工业技术经济,2002(12).
模糊算法基本原理范文6
关键词:倒立摆、数学模型、PID
Abstract: inverted pendulum system is nonlinear, strong coupling, many variables and natural not stable system. This paper to control method is the most commonly used in PID control algorithm is studied, the fuzzy PID control the control law, and to make the simulation.
Keywords: inverted pendulum, mathematical model and PID
中图分类号：G623.5文献标识码：A 文章编号：
1、倒立摆系统简介
倒立摆是典型的高阶非线性不稳定系统。小车可以自由地在限定的轨道上左右移动，小车上的倒立摆一端被绞链在小车顶部，另一端可以在小车轨道所在的垂直平面上自由转动，控制目的是通过电机推动小车运动，使倒立摆平衡并保持小车不和轨道两端相撞（图1为单级倒立摆的模型本论文的研究对象）。在此基础上，在摆杆的另一端再绞连摆杆，可以组成二级、三级倒立摆系统。该系统是一个多用途的综合性实验装置，它和火箭的飞行及机器人关节运动有许多相似之处，其原理可用于控制火箭稳定发射，且对揭示定性定量转换规律和策略具普遍意义。
图1单级倒立摆原理结构图
2、控制方法中的典范―PID
PID控制是众多控制方法中应用最为广泛也是最为容易被人们所掌握的一种控制方法。随着科学技术的不断发展，控制技术的不断成熟，传统的PID控制已被人们注入了先进的控制思想。使得PID控制方法不断丰富，控制性能不断加强。
目前工程上应用的PID控制方法主要有：一般PID控制、自适应PID控制、模糊PID控制。下面对他们的控制思想和特点略作介绍。
2.1一般PID控制
PID控制是由反馈系统偏差的比例(P)、积分(I),微分(D)的线性组合构成的反馈控制律。由于它具有原理简单、直观易懂、易于工程实现、鲁棒性强等一系列优点，多年以来它一直是工业过程控制中应用最广泛的一类控制算法。早期的PID控制是由气动或液动、电动硬件仪表实现的模拟PID控制器。二十世纪七十年代以来，随着计算机技术飞速发展和应用普及，由计算机实现的数字PID控制不仅简单地将PID控制规律数字化，而且可以进一步利用计算机的逻辑判断功能，开发出多种不同形式的PID控制算法，使得PID控制的功能和实用性更强，更能满足工业过程提出的各种各样的控制要求。PID控制虽然属于经典控制，但是至今仍然在工业过程控制中发挥着重要作用，今后随着计算机技术的发展和进步，数字PID控制一定还会有新的发展和进步。理想模拟P功控制器的输出方程式为:
2-1
式中，Kp为比例系数，Kp比例度互为倒数关系，Ti为积分时间；Td为微分时间；U(t)为PID控制器的输出控制量；e(t)为PID控制器输入的系统偏差量。后面第将做进一步的说明。
2.2自适应PID控制
2.2.1 自适应控制的概念
自适应控制系统是一个具有一定适应能力的系统，它能够认识环境条件的变化，并自动校正控制动作，使系统达到最优或次优的控制效果。
2.2.2 功能及特点
作为较为完善的自适应控制应具有以下三个方面的功能：(1)系统本身可以不断地检测和处理信息，了解系统当前状态；(2)进行性能准则优化，产生自适应控制规律；(3)调整可调环节（控制器），使整个系统始终自动运行在最优或次最优工作状态。
自适应控制是现代控制的重要组成部分，它同一般反馈控制相比具有如下突出特点：(1)一般反馈控制主要用于确定性对象或事先确知的对象，而自适应控制主要研究不确定对象或事先难以确知的对象；(2)一般反馈控制具有强烈抗干扰能力，即它能够消除状态扰动引起的系统误差，而自适应控制因为有辨识对象和在线修改参数的能力，因而不仅能够消除状态扰动引起的系统误差，而且还能够消除系统结构扰动引起的系统误差；(3)一般反馈控制系统的设计必须事先掌握描述系统特性的数学模型及其环境变化状况，而自适应控制系统设计则很少依赖数学模型全部，仅需要较少的验前知识，但必须设计出一套自适算法，因而将更多的依靠计算机技术的实现；(4)自适应控制是更复杂的反馈控制，它在一般反馈控制的基础上增加了自适应控制机构或辨识器，还附加了一个可调系统。
2.3 模糊PID控制
模糊PID既继承了PID的特点又加进了模糊控制的思想。因此他综合了PID和模糊控制的特点，优越性十分明显。下面对模糊控制略作说明。
2.3.1 模糊控制的基本概念
为了更清楚地说明模糊控制的思想，我们首先看几个基本概念。
（1） 论 域
我们都知道，具有某种特定属性的对象的全体，称为集合。所谓论域，就是指我们所研究的事物的范围或所研究的全部对象。论域中的事物称为元素。论域中一部分元素组成的集合称作子集。
（2） 隶属函数
普通集合常用列举法、表征法和特征函数方法表示。所谓特征函数，就是把属于集合的元素的特征函数值定为1，把不属于集合的元素的特征函数值定为0的表示方法。设有集合A，其特征函数记作，则
2-2
可见，对于普通集合而言，其特征函数只有两个值:1或0，表示属于或不属于。模糊数学的创始人札德教授对模糊集合给出如下定义:设给定论域X,X到[0,1]闭区间上的任一映射都确定X的一个模糊子集
即
2-3
2.3.2 模糊控制的基本原理
模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制，其基本概念是由美国加利福尼亚大学著名教授查德(L.A.Zadeh)首先提出的。经过20多年的发展，模糊控制理论及其应用研究均取得重大成功。模糊控制的基本原理框图如图2-1所示，它的核心部分为模糊控制器。模糊控制器的控制规律由计算机程序实现，其过程描述如下:微机经中断采样获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号E，一般选误差信号E作为模糊控制器的一个输入量。把误差信号E的精确量进行模糊化变成模糊量。误差E的模糊量可以用相应的模糊语言表示，得到误差E的模糊语言集合的一个子集e，再由e和模糊控制规R(模糊算子)根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量u。
图2模糊控制原理框图
3、总结
在对其研析中。得出了几条PID参数的整定规律：
（1）增大比例系数一般将加快系统的响应速度，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变差。
（2）增大积分时间有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。
（3）增大微分时间有利于加快系统的响应速度，使系统超调减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。
在测试时，可以参考以上参数对系统控制过程的影响超势，对参数调整实行先比例，后微分，再微分的整定步骤。即先整定比例部分，将比例参数，由小变大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快超调小的响应曲线。
4、参考文献
[1]自动控制原理宋丽蓉 主编 机械工业出版社
[2]新型PID控制及应用陶永华 尹怡欣 葛芦生编著机械工业出版社
[3]应用先进控制技术高东杰 谭杰 林红权编著国防工业出版社
