自动化前沿技术课程论文-模糊控制的现状及发展

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1、模糊控制的现状及发展李小秋1(1湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201)摘要：模糊控制方法是智能控制的重要组成部分，本文介绍了模糊控制的基本结构和原理以及当前模糊控制技术的研究动向，并结合具体的控制系统详细论述了现阶段模糊控制技术的发展趋势，指出了模糊控制正在向与现代的DSP控制融合等方向发展。关键词：模糊控制；现状；发展趋势；中途分类号：TP212文献标识码：ATheStatusandDevelopmentofFuzzyControlLiXiao-qiu1(1CollegeofInformationandElectricalEngineering,HunanUniversit

2、yofScienceandTechnology,Xiangtan411201,China)Abstract：Fuzzycontrolmethodisanimportantpartofintelligentcontrol,thispaperintroducesthebasicstructureandprincipleoffuzzycontrolandthecurrentresearchtrendsoffuzzycontroltechnology,anddiscussesthedevelopmenttrendoffuzzycontroltechnologyindetailwiththesp

3、ecificcontrolsystem,andpointsoutthatthefuzzycontrolisinthedirectionofintegrationwithmodernDSPcontrol.Keywords：fuzzycontrol;status;trends；1、引言自从1965年美国自动控制理论专家L.A.Zadeh首先提出来创立的模糊集理论描述客观世界存在的不确定信息以来，模糊逻辑理论有了飞跃的发展。并由此而产生的模糊控制现已得到广泛的应用。模糊控制能够将人的智能直接应用于控制过程，将智能控制的高层次决策和低层次控制实现结合于一体。模糊控制与传统的PID控制、变结构控

4、制等以及现代的矢量控制、DSP控制等的融合是工业控制技术发展的重要方向之一。模糊控制定义为“基于模糊集合理论、模糊逻辑，并同传统的控制理论相结合，模拟人的思维方式，对难以建立数学模型的对象实施的一种控制方法[1]，基本思想是在被控对象模糊模型的基础上，用机器去模拟人对系统控制的一种方法，是一种拟人类智能形式.属于非线性控制，是智能控制中的一种。它特别适用于被控对象数学模型未知的、复杂的、非线性的控制系统。就是在被控制对象的模糊模型的基础上，运用模糊控制器近似推理等手段，实现系统控制的方法。模糊模型就是用模糊语言和规则描述的一个系统的动态特性及性能指标。可以在处理不精确性和不确定性问题中

5、获得可处理性、鲁棒性。2、模糊控制原理模糊控制的基本原理如图1所示。它的核心部分是模糊控制器，它主要包括输人量的模糊化、模糊推理和模糊判决三部分。模糊控制器的实现可由模糊控制通用芯片实现或由计算机（或微处理机）的程序来实现，实现步骤简述如下：图1模糊控制原理框图（1）求系统给定值与反馈值的误差e，系统通过采样获得系统被控量的精确值，然后将其与给定值比较，得到系统的误差e。（2）计算误差变化率（de/dt）。（3）输入量模糊化。即把误差及误差变化率模糊化变成模糊量E，Ec。（4）总结控制规则。控制规则为控制中所需要的控制策略，它是模糊控制器的核心。控制规则是专家知识或现场操作人员经验的反

6、映，一般都采用“IF…THEN…”的形式进行归纳。（5）模糊推理。根据推理合成规则，将输入量模糊化后的语言变量E，EC具有一定的语言值进行模糊推理得到模糊控制量U。（6）模糊判决。即反模糊化，将模糊控制量转化为精确量对被控对象实行控制。3、模糊控制优缺点及问题基于模糊控制的控制系统具有如下突出优点：（1）模糊控制是一种基于规则的控制，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，对于具有一定操作经验而非控制专业的工作 者，模湖控制方法易于掌握，系统机观和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。（2）模糊控制座接采用语言型控制规则，在工业过程从定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，而模糊控

7、制对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化显著的对象非常适用。（3）模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，允其适合于非 线性、时变及纯滞后系统的控制。（4）基于模型的控制箅法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同、容易导致较大差异，但一个系统的语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，采用模糊控制设计的系统动态响应品质优于常规的P1D控制，并且过程参数的变化具奋较强的