高等过程控制—模糊控制讲义.ppt

模糊控制及其应用?第1章概述?第2章模糊数学的相关知识?、李军李友善、李军. . 模糊控制理论及其在过程控制中的应模糊控制理论及其在过程控制中的应用用..北京:国防工业出版社,北京:国防工业出版社,. . 模糊控制原理与应用模糊控制原理与应用..北京北京::***出版***出版社,社,. . 模糊控制模糊控制··神经控制和智能控制神经控制和智能控制..哈尔滨:哈尔滨:哈哈尔滨尔滨工业大学出版社,工业大学出版社,. . 智能控制理论与技术智能控制理论与技术..北京:北京:清华大学出版清华大学出版社,社, , Stephen , Stephen YurkovichYurkovich . . 模糊控制模糊控制..北京:北京:清华大学出版社,清华大学出版社,((11))控制系统的设计控制系统的设计不需要建立被控对象的精确数学模型。。模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式,对模糊现象进行识别和判决,给出精确的控制量,对被控对象进行控制。 什么是模糊控制? 模糊控制的特点模糊控制的特点(2)控制系统的鲁棒性强,适应于解决常规控制难以解决的非线性、时变及大纯滞后等问题。用计算机模拟操作人员手动控制的经验,对被控对象进行控制。 手动控制和经验控制手动控制和经验控制操作人员根据对象的当前状态和以往的控制经验,用手动控制的方法给出适当的控制量,对被控对象进行控制。(4)控制推理采用“不精确推理”(Approximatic Reasoning)。推理过程模仿人的思维过程。“病态”系统。(3)以语言变量代替常规的数学变量,易于形成专家的“知识”。操作员操作员手动给出手动给出计算机计算机自动给出自动给出控制经验控制经验++当前状态当前状态控制量控制量经验控制经验控制将控制经验将控制经验事先总结归事先总结归纳好,放在纳好,放在计算机中。计算机中。传感器传感器测量的测量的当前值当前值根据当前的状根据当前的状态,对照控制态,对照控制经验,给出适经验,给出适当的控制量当的控制量++模糊控制模糊控制事先总结归事先总结归纳出一套完纳出一套完整的控制规整的控制规则,放在计则,放在计算机中。算机中。模糊推理判决计算出控制量控制量手动控制手动控制++传感器传感器测量的测量的当前值当前值手动控制、经验控制和模糊控制的比较首先根据操作人员手动控制的经验,总结出一套完整的控制规则,再根据系统当前的运行状态,经过模糊推理、模糊判决等运算,求出控制量,实现对被控对象的控制。 模糊控制的起源1965年美国加利福尼亚大学自动控制专家L. A. Zadeh (扎德或查德)教授论文《模糊集合论》。1974年英国工程师(E. H. Mamdani)马丹尼将模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制,获得成功,模糊数学走向应用,取名模糊控制。针对特定对象设计,控制效果好。控制过程中规则不变,不具有通用性,设计工作量大。2) 模糊控制发展的三个阶段1)基本模糊控制3)智能模糊控制7某些规则和参数可修改,可对一类对象进行控制。具有人工智能的特点,能对原始规则进行修正、完善和扩展,通用性强。 模糊控制的发展方向(1)Fuzzy-PID复合控制是将模糊控制与常规PID控制算法相结合的控制方法,以此达到较高的控制精度。比单用二者具有更好的控制性能。(2)自适应模糊控制能自动地对模糊控制规则进行修改和完善,以提高控制系统的性能。它具有自适应、自学****的能力,对于那些具有非线性、大时滞、高阶次的复杂系统有着更好的控制效果。(3)专家模糊控制是将专家系统技术与模糊控制相结合的产物。引入专家系统,可进一步提高模糊控制的智能水平。专家模糊控制保持了基于规则的方法和模糊集处理带来的灵活性,同时又把专家系统技术的知识表达方法结合进来,能处理更广泛的控制问题。(4)神经模糊控制模糊控制规则和隶属函数的获取与确定是模糊控制中的“瓶颈”问题。神经模糊控制是基于神经网络的模糊控制方法。该方法利用神经网络的学****能力,来获取并修正模糊控制规则和隶属函数。(5)多变量模糊控制多变量模糊控制有多个输入变量和输出变量,它适用于多变量控制系统。多变量耦合和“维数灾”问题是多变量模糊控制需要解决的关键问题。