模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀綜述.doc

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1、模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀綜述【摘要】模糊控制方法是智能控制的重要組成部分，本文簡要回顧了模糊控制理論的發(fā)展，詳細介紹了模糊控制理論的原理和模糊控制器的設計步驟，分析了模糊控制理論的優(yōu)缺點以及模糊控制需耍完善或繼續(xù)研究的內(nèi)容，根據(jù)各種模糊控制器的不同特點，對模糊控制在電力系統(tǒng)中的應用進行了分類，并分析了各類模糊控制器的應用效能。最后，展望了模糊控制的發(fā)展趨勢與動態(tài)?！娟P(guān)鍵字】模糊控制電力系統(tǒng)模糊pid控制1引言模糊控制[1](fuzzycontrol)是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊控制邏輯推理為基礎的i種智能控制方法，從行為上模擬人的思維方式，對難建模的對象實施模糊推理和決策的一種控制方法

2、。模糊控制作為智能領域中最具有實際意義的一種控制方法，已經(jīng)在工業(yè)控制領域、電力系統(tǒng)、家用電器自動化等領域中解決了很多的問題，引起了越來越多的工程技術(shù)人員的興趣。2模糊控制發(fā)展概況2.1模糊控制的產(chǎn)生與發(fā)展1965年,美國加利福尼亞大學1.a.zadeh教授在他的《fuzzyset》中首先提出了模糊數(shù)學的概念。隨之，模糊控制理論及其應用也迅速發(fā)展起來。1974年，e.h.mamdan首先用模糊控制語句組成模糊控制器[2]，對一個試驗性的蒸汽機使用了24條”ifathenbthenc”形式的語言規(guī)則實現(xiàn)了控制。1975-1976年，荷蘭、丹麥等國家在工業(yè)過程中應用了模糊控制，取得了滿意的成

3、果。1975年英國的p.j.king和e.h.mamdani將模糊控制系統(tǒng)應用于工業(yè)反應過程的溫度控制。1983年，日本日立制造廠系統(tǒng)開發(fā)研究所的安信等人，用預測模糊控制方法對電氣鐵路列車的運行和停止進行控制。日本富士電機公司、明電舍公司、立石電機公司分別在1987年-1989年生產(chǎn)出通用模糊控制器及相應的控制軟件[3]o目前模糊控制技術(shù)日趨成熟和完善，模糊芯片也己研制成功。2.2模糊控制的優(yōu)缺點對于一個熟練的操作人員，可以憑豐富的實踐經(jīng)驗來控制一個復雜的過程[4]。若能把這些熟練操作員的實踐經(jīng)驗加以總結(jié)，并用語言表達出來，它就是一種不精確的控制規(guī)則。如果用模糊數(shù)學將其定量化就轉(zhuǎn)化為模

4、糊控制算法，從而形成了模糊控制理論。它有如下優(yōu)點：（1）無需知道被控對象的數(shù)學模型；（2）是一種反映人類智慧四維的智能控制；（3）易被人們所接受；（4）構(gòu)造容易；（5）魯棒性好。模糊控制的主要缺點是：（1）信息簡單的模糊處理將導致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質(zhì)變差；（2）控制器設計尚缺乏系統(tǒng)性。3模糊控制器設計3.1模糊控制原理模糊控制算法的工作過程可以描述如下：微機通過中斷采樣獲取被控制量的精確值，并將此量與給定值比較得到一誤差信號e,把誤差信號e的精確量進行模糊化后變成模糊量。誤差e的模糊量可用相應的模糊語言表示，得到課差e的模糊語言集合的一個子集e,再由e和模糊關(guān)系尺根據(jù)推理的合成

5、規(guī)則進行模糊決策，得到模糊控制量u,即u=er。3.2模糊控制器的設計步驟%1確定量的模糊化:模糊化就是將基礎變量論域上的確定量變換成基礎變量論域上的模糊集的過程[5]o模糊化的步驟如下[6]:(1)把精確量離散化。在進行模糊化之前，先需對輸入量進尺度變換，使其變換到相應的論域范圍。(2)確定輸入值相對于相應語言變量語言值的隸屬度。%1模糊控制知識庫的生成：模糊控制的知識庫主要由2部分組成：數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫。(1)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫所存放的是所有輸入、輸岀變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值，若論域為連續(xù)域，則為隸屬度函數(shù)。(2)規(guī)則庫。模糊控制規(guī)則的生成大致有以下4種方法：1?根據(jù)專家經(jīng)驗或過

6、程知識生成；2?根據(jù)過程模糊模型生成；3.根據(jù)對手工操作的系統(tǒng)觀察和測量生成；4.根據(jù)學習算法生成。%1模糊控制算法：模糊控制算法的目的就是從輸入的連續(xù)精確量中，通過模糊推理的運算過程，求出相應的清晰量的控制量[7]。目前常采用的算法有：(l)cri推理法；(2)函數(shù)型推理法；(3)mamdani直接推理法；(4)特征展開推理法。%1模糊量的清晰化：非模糊化處理是將模糊推理中產(chǎn)生的模糊量轉(zhuǎn)化為精確值，常見的清晰化方法有以下兒種：(1)最大隸屬度值法(me)；(2)最大隸屬度平均值法(mom)；(3)面積平均法(coa)；(4)重心法(cog)；(5)左取大(lm)和右取大(rm)4模糊

7、控制在電力系統(tǒng)中的應用在電力系統(tǒng)中，模糊控制已經(jīng)應用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、發(fā)電機勵磁的控制、電力系統(tǒng)的動態(tài)安全評估、經(jīng)濟調(diào)度等。下面就模糊控制在電力系統(tǒng)控制器的設計中的應用加以詳細介紹。(1)fuzzy-pid復合控制。通常由簡單模糊控制器、pi和pid控制器組成：利用模糊控制器對系統(tǒng)實現(xiàn)非線性的智能控制，利用pi控制器克服模糊控制器在系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時可能產(chǎn)生的震蕩及穩(wěn)態(tài)誤差大的問題；(2)變結(jié)構(gòu)模糊控制器。一般采用多個簡單的子模糊控制器構(gòu)成一個變結(jié)