模糊控制理论综述

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1、模糊控制理论综述总职教与成教模糊控制理论综述南通职业大学机械工程系楚焱芳张瑞华f摘要】模糊控制是近代控制理论屮一种基于语言规则与模糊推理的高级控制策略和新颖技术.本文介绍了模糊控制理论的概念，发展概况，应用特点;总结了各种模糊控制系统以及它的典型应用;指出模糊控制的不足.［关键同］模糊控制理论模糊控制系统发展概况工业工程应用O前言模糊控制是近代控制理论中一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物，是基于语言规则与模糊推理的高级控制策略和新颖技术.对那些时变的非线性的复杂系统，当无法

2、获得精确的数学模型的时候，利用具行智能的模糊控制器能给出有效的控制.因此模糊控制在近年来得到了迅速的发展.1模糊控制简介1.1模糊控制的概念模糊逻辑控制(FuzzyIJO出Control)简称模糊控制(FuzzyCont〜)，是指在控制方法上应用模糊集合论，模糊语言变量和模糊逻辑推理，通过模拟人脑思维，对一些无法建立数学模型的过程进行控制的一种计算机数字控制技术.模糊控制所追求的目标与其它的实用性理论一样，都是为解决各种实际问题提供更加有效的思路与方法.模糊控制的基本思想就是在控制方法上应用模糊集合理论，把人的

3、控制策略的ft然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法，通过模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制.1.2模糊控制理论的发展概况时间事件备注1965年，美国加利福尼亚大学控制论专家20世纪L.A.zadeh教授首次提出用”隶属函数’’的标志着模糊控60年代概念来定量描述事物模糊性的模糊集合制论的诞生理论.1974年，英国的E.H.Mafndaflj成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机控制；20世纪1976年，荷兰学者w.J.M.Kicke〜利用模糊表明了模糊控控制器解决了含有非

4、线性,时滞性的热交70年代制领域的潜力换过程的控制问题；1978年，Holmblad和Oster鼬IId为整个工业过程开发岀第一.个模糊控制器一模糊水泥窑控制器.曰本的工程师用模糊控制技术首先控制20世纪•一家富士电子水净化工厂，又开发了仙台引起了模糊领80年代地铁模糊系统，创造Y当时世界上最先进域的一场巨变的地铁系统.20世纪Y〜awa首次研制了模糊组件；空调，吸尘器等高档家电屮普遍应用了模糊应用更加广泛90年代控制技术.模糊控制无处21世纪控制系统，模式识别，医药，游戏理论等.不在1-3模糊控制的特点由于模

5、糊控制采用模糊推理，模拟人类思维，对难以建立精确数学模型的对象实施控制.模糊控制过程和人们凭经验操作的过程相类似.正是由于模糊控制的突出特点，模糊控制理论在控制领域应川广泛，其特点归纳如下：①控制系统的鲁棒性强，对过程参数的变化很不敏感，适应于解决常规控制难以解决的非线性，时变及滞后等问题.另外，对于滞后系统能对纯滞后给予补偿.②控制系统不要求知道被控对象的精确数学模型，W耑要提供现场操作人员的经验知识及操作数据.这样，对于电液伺服系统这样的一些复杂系统，因难以建立精确数学模型，所以适用于采用模糊控制.③控制推

6、理采用”不精确推理”(Appm〜tcReasOningl.推理过程模仿人的思维过程.由于介入了人类的经验.因而能够处理复杂甚至“病态”系统.④以语言变量代替常规的数学变量，易于形成专家的”知识”.并且控制方法简单.2模糊控制系统模糊控制以现代控制理论为基础，同吋与自适应控制技术，人工智能技术，神经网络技术的相结合，在控制领域得到Y空前的应川.2.1Fuzzy1-PID复合控制Fuzzy—PID复合控制足模糊技术与常规PID控制算法相结合，以达到较高的控制精度.当温度偏差较人时采用Fuzzy控制，响应速度快，动态

7、性能好;当温度偏差较小时采用PID控制，使其静态性能好，满足系统控制精度.因此它比单个的模糊控制器和单个的P1D调节器均有更好的控制性能.2.2自适应模糊控制这种控制方法具有自适应自学习的能力，能自动地对自适应模糊控制规则进行修改和完善，以提高控制系统的性能.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性能.2.3参数自整定模糊控制也称为比例因子向整定模糊控制.这种控制方法对环境变化有较强的适应能力，在随机环境屮能对控制器进行自动校正，使得被控对象特性变化或扰动情况下控制系统保持较好性能.2.4专

8、家模糊控制EFC(ExpenFuzCont〜0模糊控制与专家系统技术相结合，进一步提岛了模糊控制器智能水平.这种控制方法既保持了基于规则的方法的价值和用模糊集处理带来的灵活性，同吋把专家系统技术的表达与利用知识的长处结合起來，能处理更广泛的控制问题.2.5仿人智能模糊控制其特点在于Ic算法具有比例模式和保持模式两种基本模式.这两种特点使得系统对误差绝对值变化时，可使系统处于闭环运行和开