《人工智能及其应用》实验指导书
实验一 产生式系统实验
一、实验目的：
熟悉一阶谓词逻辑和产生式表示法，掌握产生式系统的运行机制，以及基于规则推理的基本方法。 二、实验内容
运用所学知识，设计并编程实现一个小型人工智能系统（如分类、诊断、预测等类型）。 三、实验条件：
产生式系统实验程序，如下图1所示。
图1 产生式系统实验程序界面
四、实验要求
1. 具体应用领域自选，具体系统名称自定；但所做系统绝对不能雷同。 2. 用一阶谓词逻辑和产生式规则作为知识表示，利用如图1所示的产生式系统实验程序，建立知识库，分别运行正、反向推理。
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3. 系统完成后，提交实验报告。 五、实验步骤：
1. 基于如图1所示的产生式系统实验程序，设计并实现一个小型人工智能系统：
1）系统设置，包括设置系统名称和系统谓词，给出谓词名及其含义。 2）编辑知识库，通过输入规则或修改规则等，完成整个规则库的建立。 3）建立事实库（综合数据库），输入多条事实或结论。
4）运行推理，包括正向推理和反向推理，给出相应的推理过程、事实区和规则区。
2. 撰写实验报告。 六、实验报告
下面是实验报告的基本内容和书写格式。
递交的报告文件名：班级_学号_姓名_实验名称
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实验名称
班级： 学号： 姓名：
一、实验目的 二、实验内容 三、实验步骤 四、实验结果
1. 系统名称及谓词定义 2. 系统知识库
3. 系统正、反向推理过程、事实区和规则区。 五、实验总结
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实验二 模糊推理系统实验
一、实验目的
理解模糊逻辑推理的原理及特点，熟练应用模糊推理，了解可能性理论。 二、实验原理
模糊推理所处理的事物自身是模糊的，概念本身没有明确的外延，一个对象是否符合这个概念难以明确地确定，模糊推理是对这种不确定性，即模糊性的表示与处理。模糊逻辑推理是基于模糊性知识(模糊规则)的一种近似推理，一般采用Zadeh提出的语言变量、语言值、模糊集和模糊关系合成的方法进行推理。 三、实验条件
Matlab 7.0 的Fuzzy Logic Tool。
四、实验内容及要求
1. 设计洗衣机洗涤时间的模糊控制。已知人的操作经验为：
“污泥越多，油脂越多，洗涤时间越长”；
“污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”； “污泥越少，油脂越少，洗涤时间越短”。
要求：
（1）假设污泥、油脂、洗涤时间的论域分别为[0,100]、[0,100]和[0,120]，设计相应的模糊推理系统，给出输入、输出语言变量的隶属函数图，模糊控制规则表和推论结果立体图。
（2）假定当前传感器测得的信息为x0(污泥）采用面积重?60,y（油脂）?70，0心法反模糊化，给出模糊推理结果，并观察模糊推理的动态仿真环境，给出其动态仿真环境图。
提示：模糊控制规则如下表1所示，其中SD（污泥少）、MD（污泥中）、LD（污泥多）、NG（油脂少）、MG（油脂中）、LG（油脂多）、VS（洗涤时间很短）、S（洗涤时间短）、M（洗涤时间中等）、L（洗涤时间长）、VL（洗涤时间很长）。
图1 洗衣机的模糊控制规则表
x y z SD NG VS SD MG M
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SD MD MD MD LD LD LD LG NG MG LG NG MG LG L S M L M L VL
2．假设两汽车均为理想状态，即为油门控制输入。
Y(s)4，Y为速度，U?2U(s)s?2?0.7?2s?4（1）设计模糊推理系统控制2号汽车由静止启动，追赶200m外时速90km的1号汽车并与其保持50m的距离。
（2）在25时刻1号汽车速度改为时速110km时，仍与其保持50m距离。 （3）在35时刻1号汽车速度改为时速70km时，仍与其保持50m距离。 要求：
（1）如下图1所示，设计两输入一输出的模糊推理系统作为2号汽车的模糊
?，输出为1号汽车的油门控制u，采控制器，其中输入为误差e和误差的变化e用面积等分法反模糊化，给出输入、输出语言变量的隶属函数图，模糊控制规则
表，推论结果立体图和模糊推理的动态仿真环境图。
1 号 车＋2 号 车—相对距离e30mu模糊推理系统dedt
图1 两车追赶的模糊控制系统框图
（2）用SIMULINK仿真两车追赶的模糊控制系统，给出目标车（1号汽车）的速度曲线图，以及追赶车（2号汽车）的速度曲线图和与目标车（1号汽车）相对距离变化图。
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.提示：模糊控制规则如下表2所示，其中re?e?e2,??tg，r 、?和
e2.油门控制u的论域分别为[0,1]、[-3,3]和[-1,1]，r的隶属函数如图2所示。
表2 模糊控制规则表
?\\r PB PM ZE NM NB NB ZE ZE ZE ZE ZE ZE NM PM PM NM NM PB NB PB PB NB NB
图2 r的隶属函数图
五、实验报告要求：
1. 按照实验要求，给出相应结果。
2．分析隶属度、模糊关系和模糊规则的相互关系。
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