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1、现代工业企业自动化丛书模糊控制理论与应用技术汤兵勇路林吉王文杰编著清华大学出版社(京)新登字158号内容简介本书从现代工业企业实际应用角度出发,较系统地探讨并介绍了模糊控制的主要理论方法与应用技术,内容包括:模糊数学基础知识、基于模糊推理的模糊控制器、基于T-S模型的模糊控制、基于模糊数的模糊自适应控制、工业企业生产过程模糊控制、工业企业模糊产品设计以及工业企业模糊管理与控制等,其中大部分是近些年的最新研究成果。本书注重理论联系实际,兼顾学术性与实用性,内容丰富,通俗易懂,具有较大的理论意义和使用价值。本书可供工业企业研究开发人员、工程技术人员和经营管理人员等阅读使用,并可
2、作为高等院校自动化、计算机、信息管理及其他相关工程专业的研究生和本科高年级学生的教材或参考书。版权所有,翻印必究。本书封面贴有清华大学出版社激光防伪标签,无标签者不得销售。书名:模糊控制理论与应用技术作者:汤兵勇路林吉王文杰编著出版者:清华大学出版社(北京清华大学学研大厦,邮编100084)http://www.tup.tsinghua.edu.cn印刷者:北京国马印刷厂发行者:新华书店总店北京发行所开本:787×10921/16印张:12字数:285千字版次:2002年9月第1版2002年9月第1次印刷书号:ISBN7-302-05375-8/TP·3161印数:0001
3、～4000定价:16.80元·1·第1章绪论1.1模糊控制简介模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制[1]方法。从控制器的智能性来看,模糊控制属于智能控制的范畴。[2]智能控制是人工智能、控制理论和管理科学相结合的产物。它依靠知识模型,把人类社会数以千万计的技术和非技术的人类行为和经验,归纳为若干系统化的规则(或规律),实[3]现对系统的“拟人智能”控制。模糊控制是智能控制的主要方法之一,它的知识模型是由一组模糊推理产生的规则(主要是由模糊控制规则和表示对象特性的语言规则)构成的,它的人机对话能力较强,能够方便地将专家的经验与思考加入到知
4、识模型中。1.1.1模糊控制的研究对象模糊控制作为智能控制的一种类型,是控制理论发展的高级阶段产物,它主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。具体地说,其研究对象具备以下一些智能控制对象的特点:1.模型不确定性传统的控制是基于模型的控制,这里的模型包括控制对象和干扰模型。对于传统控制通常认为模型已知或者经过辨识可以得到。而模糊控制的对象通常存在严重的不确定性。这里所说的模型不确定性包含两层意思:一是模型未知或知之甚少;二是模型的结构和参数可能在很大范围内变化。无论哪种情况,传统方法都难以对它们进行控制,而这正是模糊控制所要解决的问题。2.非线性在传统的控制理
5、论中,线性系统理论比较成熟。对于具有非线性特性的控制对象,虽然也有一些非线性控制的方法,但总的来说,非线性控制理论还很不成熟,而且方法也比较复杂。采用模糊控制的方法往往可以较好地解决非线性系统的控制问题。3.复杂的任务要求在传统的控制系统中,控制的任务或者是要求输出量为定值(调节系统),或者是要求输出量跟随期望的运动轨迹(跟踪系统),要求比较单一。对于模糊控制系统,任务的要求往往比较复杂。例如,在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自行规划和决策的能力,有自动躲避障碍并且运动到期望目标位置的能力。再如,在复杂的工业过程控制系统中,它除了要求对各被控物理量实现定值
6、调节外,还要求能实现整个系统的自动启停、故·1·障的自动诊断以及紧急情况的自动处理等功能。1.1.2模糊控制是模仿人的控制由人作为控制器的控制系统是典型的智能控制系统,其中包含了人的高级智能活动。模糊控制在一定程度上模仿了人的控制,它不需要有准确的控制对象模型,因此它是一种智能控制方法。例如,一个操作员通过观察仪表显示对过程进行控制,仪表显示反映了过程的输出量。操作员通过仪表观察到输出量发生变化时,便根据所积累的知识和操作经验做出决策,并采取相应的控制动作。这是一个从过程变化到控制行动的映射。这个映射是通过操作员的决策来实现的,这个决策过程并不是通过精确的定量计算,而是依靠
7、定性或模糊的知识来实现的。例如,若控制的过程是水箱中的水温,检测仪表给出的是精确值,比如80℃,操作员将这个精确值转化为头脑中的概念量,比方说“温度偏高”。他将这个概念与头脑中已有的控制经验和模式相匹配,得到“温度偏高应该加入较多冷却水”的推断,进而需将“加入较多冷3却水”这个模糊概念给出定量解释。例如,加入冷却水的流量应为10m/h,然后按此定量值控制执行装置,从而完成整个控制过程的一个循环。这里操作员并不是按照某种控制算法进行了精确的计算,而是采用了一种模糊的控制方法,其中包含了他的智能行为。模糊控制即是模仿上
