模糊控制综述.doc

课题论文一模糊控制理论的发展及其应用学院:电气工程学院姓名:陆艳娟班级:电103班学号:1012021067授课老师:华亮摘要:常规控制的基本特点是控制器的设计要建立在被控对象的数学模型基础上,但是在许多情况下被控对象的精确数学模型很难建立,而采取模糊控制和其它技术的结合形成的控制方法,在对多变量、非线性、不确定的复杂系统中却能取得较好的控制效果。对此总结了模糊控制理论发展的概况,介绍了模糊控制理论与其它控制方法的结合技术,探讨了模糊控制的应用和发展前景。一、模糊逻辑的提出在日常生活中,人们往往使用“较少”、“较多”、“小一些”、“很小”等模糊语言,例如,当我们拧开水阀向水桶放水时,有这样的经验:桶里没有水或水较少时,应开大水阀门;桶里的水比较多时,水阀应拧小一些;水桶快满时,应把阀门拧很小;水桶里的水满时,应迅速关掉水阀。“模糊”比“清晰”所拥有的信息容量更大,内涵更丰富,更符合客观世界。为了用数学方法描述和处理自然界出现的不精确、不完整的信息,“隶属函数”的概念来定量描述事物模糊性的模糊集合理论,从此奠定了模糊数学的基础。在20世纪60年代后期,许多学者提出了新的模糊方法,如模糊算法、模糊决策等,建立了研究模糊控制的基础理论,在引入语言变量概念的基础上,提出了用“IF-THEN”的规则来量化人类的知识。二、模糊理论的研究1)模糊逻辑模糊集合(FuzzySets)是经典集合的推广,经典集合只能描述确定性的概念,是二值逻辑——非“真”即“假”,而不能描述现实世界中模糊的概念,例如,“天气很热”等概念。模糊逻辑模仿人类的思维,引入隶属度(degreeofmembership)的概念,描述介于“真”与“假”中间的过程。给集合中每一个元素赋予一个介于0和1之间的实数,描述其属于一个集合的强度,该实数称为元素属于一个集合的隶属度,集合中所有元素的隶属度全体构成集合的隶属函数。例如,“成年人”集合:??????180181)(xxx成年人?“成年人”特征函数图2)模糊规则模糊控制规则:“IFTHEN”。许多模糊规则实际上是一组多重条件语句,可以表示为从条件论域到结论论域的模糊关系矩阵R。模糊规则连同各语言变量的隶属函数一起构成了应用系统的知识库。3)模糊推理模糊推理是模拟人脑日常推理方式的一种近似推理模式,它作为模糊控制技术的核心内容。通过条件模糊向量与模糊关系矩阵R的合成进行模糊推理,得到结论的模糊向量。根据模糊集合和模糊关系理论,对于不同类型的模糊规则可用不同的模糊推理方法。4)模糊决策由模糊推理得到的结论或者操作是一个模糊向量,不能直接应用,需转化为精确量,这一过程称为“模糊决策”。常用的模糊决策方法包括:最大隶属度法——在模糊向量中,取隶属度最大的量作为推理结果;加权平均判别法——?????niniuuuU11)()(??;中位数法——把模糊集的中位数作为系统控制量。三、模糊理论的发展随着科学技术的迅猛发展,对自动控制系统的控制精度、响应速度、系统稳定性和适应能力的要求越来越高,对于大多数复杂的被控对象,采用传统的控制方法往往难以收到满意的控制效果。“成年人”隶属度函数图模糊控制综合了专家的操作经验,具有不依赖被控对象的精确数学模型,设计简单,便于应用,抗干扰能力强,响应速度快,易于控制和掌握,对系