模糊控制理論及其應(yīng)用綜述

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1、濱江學(xué)院題目模糊控制理論及應(yīng)用綜述院系濱江自控系專業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名盧林華學(xué)號(hào)20102336022指導(dǎo)教師林屹職稱講師二O—三年十二月十日模糊控制理論及應(yīng)用綜述盧林華20102336022南京信息丁.程大學(xué)濱江學(xué)院A動(dòng)控制系，南京210044摘要：模糊控制近來(lái)不論在理論上還是技術(shù)上都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，成為自動(dòng)控制領(lǐng)域一個(gè)非?；钴S而又碩果累累的分支。論文學(xué)習(xí)掌握了模糊控制理論的基本內(nèi)容、模糊控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理等.論文學(xué)習(xí)掌握了模糊邏輯工具箱的基本組成和基本使用方法。論文總結(jié)歸納了模糊控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn).同時(shí)論文對(duì)模糊控制的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)、歸納，并舉例進(jìn)行了相應(yīng)的介紹.關(guān)鍵詞:

2、模糊控制理論：模糊控制器：模糊邏輯丁.具箱：模糊控制的應(yīng)用1緒論1.1模糊控制理論的產(chǎn)生自20

3、U:紀(jì)60年代以來(lái)，現(xiàn)代控制理論己經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和軍事科學(xué)以及航空航天等許多方面取得了成功的應(yīng)用。但他們都有一個(gè)基本的要求,這個(gè)基本要求就是他們需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)控制系統(tǒng)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來(lái)越高，所研宄的系統(tǒng)也日益復(fù)雜多變。然而由于一系列原因，諸如被控對(duì)象或過(guò)長(zhǎng)的非線性、時(shí)變性、多參數(shù)間的強(qiáng)烈耦合、較大的隨機(jī)干擾、過(guò)程機(jī)理錯(cuò)綜S雜、各種不確定性以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量手段不完善等，難以建立被控對(duì)象的精確模型

4、。對(duì)于那些難以建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜被控對(duì)象，采用傳統(tǒng)的控制方法效果并不好。而看起來(lái)似乎不確切的模糊手段往往可以達(dá)到精確地目的。操作人員是通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)、積累操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的，這些經(jīng)驗(yàn)包括對(duì)被控對(duì)象特征的了解、在各種情況下相應(yīng)的控制策略以及性能指標(biāo)判據(jù)。這些信息通常是以自然語(yǔ)言的形式表達(dá)的，其特點(diǎn)是定性的描述，所以具有模糊性。由于這種特性使得人們無(wú)法用現(xiàn)有的定量控制理論對(duì)這些信息進(jìn)行處理，于是需探索出新的理論與方法"］。L.A.Zadeh教授提出的模糊集合理論，其核心是對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)或過(guò)程建立一種語(yǔ)言分析的數(shù)學(xué)模式，使自然語(yǔ)言能直接轉(zhuǎn)化為汁算機(jī)所能接受的算法語(yǔ)

5、言。模糊集合理論的誕生，為處理客觀世界中存在的一類模糊問(wèn)題，提供了有力的工具。同時(shí)，也適應(yīng)了自適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的迫切需要。正是這種背景下，作為模糊數(shù)學(xué)一個(gè)重要應(yīng)用分的模糊支控制理論便應(yīng)運(yùn)而生了。1.2模糊控制的概念和基本原理1.2.1模糊控制概念“模糊”是人類感知萬(wàn)物，獲取知識(shí)，思維推理，決策實(shí)施的重要特征?！澳：北取扒逦彼鶕碛械男畔⑷萘扛螅瑑?nèi)涵更豐富，更符合客觀世界。模糊邏輯控制(FuzzyLogicControl)簡(jiǎn)稱模糊控制(FuzzyControl),是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。模糊控制理論是由美國(guó)著名的學(xué)者加利福尼

6、亞大學(xué)教授Zadeh?L?A于1965年首先提出，它是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),用語(yǔ)言規(guī)則表示方法和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，巾模糊推理進(jìn)行決策的一種高級(jí)控制策。在1968?1973年期間Zadeh?L?A先后提出語(yǔ)言變量、模糊條件語(yǔ)句和模糊算法等概念和方法，使得某些以往只能用自然語(yǔ)言的條件語(yǔ)句形式描述的手動(dòng)控制規(guī)則可采用模糊條件語(yǔ)句形式來(lái)描述，從而使這些規(guī)則成為在計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)的算法。1974年,英國(guó)倫敦大學(xué)教授Mamdani?E?H研制成功第一個(gè)模糊控制器，并把它應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的校制，在實(shí)驗(yàn)室獲得成功。這一開拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生并充分展示了模糊技術(shù)的應(yīng)用前景［1］。

7、1.2.2模糊控制的基本原理模糊控制是以模糊集合理論、模糊語(yǔ)言及模糊邏輯為基礎(chǔ)的控制，它是模糊數(shù)學(xué)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,是一種非線性智能控制。模糊控制是利用人的知識(shí)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的一種方法，通常用“if條件，then結(jié)果”的形式來(lái)表現(xiàn)，所以又通俗地稱為語(yǔ)言控制。一般用于無(wú)法以嚴(yán)密的數(shù)學(xué)表示的控制對(duì)象模型，即nJ?利用人（熟練專家＞的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來(lái)很好地控制。因此利用人的智力模糊地進(jìn)行系統(tǒng)控制的方法就是模糊控制。模糊控制器輸出＞知識(shí)庫(kù)參考輸入模糊化一＞模糊推理非模糊化控制對(duì)象圖1模糊控統(tǒng)原理框圖它的核心部分為模糊控制器。模糊控制器的控制規(guī)律由計(jì)算機(jī)的程序?qū)崿F(xiàn)，實(shí)現(xiàn)一步模糊控

8、制算法的過(guò)程是：微機(jī)采樣獲取被控制量的精確值，然后將此量與給定值比較得到誤差信號(hào)E;—般選誤差信號(hào)E作為模糊控制器的一個(gè)輸入量，把E的精確量進(jìn)行模糊量化變成模糊量，誤差E的模糊量可用相應(yīng)的模糊語(yǔ)言表示;從而得到誤差E的模糊語(yǔ)言集合的一個(gè)子集e（e實(shí)際上是一個(gè)模糊向量）;再由e和模糊控制規(guī)則R（模糊關(guān)系）根據(jù)推理的合成規(guī)則進(jìn)行模糊決策，得到模糊控制量u為：u=eoR（1）式中u為一個(gè)模糊量；為；r對(duì)被控對(duì)象施加精確的控制，還耑要將模糊量u進(jìn)行非模糊化處理轉(zhuǎn)換為精確量：得到精確數(shù)字量后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變?yōu)榫_的模擬量送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被