模糊控制理论及其应用综述

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1、滨江学院题目模糊控制理论及应用综述院系滨江自控系专业自动化学生姓名卢林华学号20102336022指导教师林屹职称讲师二O—三年十二月十日模糊控制理论及应用综述卢林华20102336022南京信息丁.程大学滨江学院A动控制系，南京210044摘要：模糊控制近来不论在理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。论文学习掌握了模糊控制理论的基本内容、模糊控制器的结构、工作原理等.论文学习掌握了模糊逻辑工具箱的基本组成和基本使用方法。论文总结归纳了模糊控制技术的优点.同时论文对模糊控制的应用进行了总结、归纳，并举例进行了相应的介绍.关键词:

2、模糊控制理论：模糊控制器：模糊逻辑丁.具箱：模糊控制的应用1绪论1.1模糊控制理论的产生自20

3、U:纪60年代以来，现代控制理论己经在工业生产过程和军事科学以及航空航天等许多方面取得了成功的应用。但他们都有一个基本的要求,这个基本要求就是他们需要建立被控对象的精确数学模型。随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高，所研宄的系统也日益复杂多变。然而由于一系列原因，诸如被控对象或过长的非线性、时变性、多参数间的强烈耦合、较大的随机干扰、过程机理错综S杂、各种不确定性以及现场测量手段不完善等，难以建立被控对象的精确模型

4、。对于那些难以建立数学模型的复杂被控对象，采用传统的控制方法效果并不好。而看起来似乎不确切的模糊手段往往可以达到精确地目的。操作人员是通过不断地学习、积累操作经验来实现对被控对象进行控制的，这些经验包括对被控对象特征的了解、在各种情况下相应的控制策略以及性能指标判据。这些信息通常是以自然语言的形式表达的，其特点是定性的描述，所以具有模糊性。由于这种特性使得人们无法用现有的定量控制理论对这些信息进行处理，于是需探索出新的理论与方法"］。L.A.Zadeh教授提出的模糊集合理论，其核心是对复杂的系统或过程建立一种语言分析的数学模式，使自然语言能直接转化为汁算机所能接受的算法语

5、言。模糊集合理论的诞生，为处理客观世界中存在的一类模糊问题，提供了有力的工具。同时，也适应了自适应科学发展的迫切需要。正是这种背景下，作为模糊数学一个重要应用分的模糊支控制理论便应运而生了。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”是人类感知万物，获取知识，思维推理，决策实施的重要特征。“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。模糊逻辑控制(FuzzyLogicControl)简称模糊控制(FuzzyControl),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。模糊控制理论是由美国著名的学者加利福尼

6、亚大学教授Zadeh•L•A于1965年首先提出，它是以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的计算机技术，巾模糊推理进行决策的一种高级控制策。在1968〜1973年期间Zadeh•L•A先后提出语言变量、模糊条件语句和模糊算法等概念和方法，使得某些以往只能用自然语言的条件语句形式描述的手动控制规则可采用模糊条件语句形式来描述，从而使这些规则成为在计算机上可以实现的算法。1974年,英国伦敦大学教授Mamdani•E•H研制成功第一个模糊控制器，并把它应用于锅炉和蒸汽机的校制，在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生并充分展示了模糊技术的应用前景［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论、模糊语言及模糊逻辑为基础的控制，它是模糊数学在控制系统中的应用,是一种非线性智能控制。模糊控制是利用人的知识对控制对象进行控制的一种方法，通常用“if条件，then结果”的形式來表现，所以又通俗地称为语言控制。一般用于无法以严密的数学表示的控制对象模型，即nJ•利用人（熟练专家＞的经验和知识来很好地控制。因此利用人的智力模糊地进行系统控制的方法就是模糊控制。模糊控制器输出＞知识库参考输入模糊化一＞模糊推理非模糊化控制对象图1模糊控统原理框图它的核心部分为模糊控制器。模糊控制器的控制规律由计算机的程序实现，实现一步模糊控

8、制算法的过程是：微机采样获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号E;—般选误差信号E作为模糊控制器的一个输入量，把E的精确量进行模糊量化变成模糊量，误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示;从而得到误差E的模糊语言集合的一个子集e（e实际上是一个模糊向量）;再由e和模糊控制规则R（模糊关系）根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量u为：u=eoR（1）式中u为一个模糊量；为；r对被控对象施加精确的控制，还耑要将模糊量u进行非模糊化处理转换为精确量：得到精确数字量后，经数模转换变为精确的模拟量送给执行机构，对被