智能控制大作业.doc

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1、南京工程学院自动化学院《智能控制技术》大作业　　　　　课程名称：智能控制技术　院（系、部、中心）：康尼学院　专业：自动化　班级：K自动化121　姓名：刘爽学号：课程论文成绩评定：指导教师签字：2015年6月24日20摘要模糊控制是以模糊集合论作为它的数学基础，用语言规则表示方法和先进的计算机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策。模糊控制作为以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式尤其是模糊控制和神经网络、遗传算法及混沌理论等新学科的融合，正在显示出其巨大的

2、应用潜力。实质上模糊控制是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论，又有着大量实际应用背景。本文简要回顾了模糊控制理论的发展，详细介绍了模糊控制理论的原理和模糊控制器的设计步骤，分析了模糊控制理论的优缺点以及模糊控制需要完善或继续研究的内容，根据各种模糊控制器的不同特点，对模糊控制的应用进行了分类，并分析了各类模糊控制器的应用效能.最后，展望了模糊控制的发展趋势与动态。关键词：模糊控制；模糊控制理论；模糊控制系统；模糊控制理论的发展20第一节引言1.1模糊控制系统简介模糊控制系统是以模糊集合论、模糊

3、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。自从美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.Zadeh教授在1965年提出的《Fuzzy Set》开创了模糊数学的历史，吸引了众多的学者对其进行研究，使其理论和方法日益完善，并且广泛的应用于自然科学和社会科学的各个领域，尤其是第五代计算机的研制和知识工程开发等领域占有特殊重要的地位。把模糊逻辑应用于控制领域则始于1973年。1974年英国的E.H.Mamdani成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机的控制。此后20年来，模糊控制不断发展并在许多领域中得到成功应用。由于模糊逻辑本身提供了由专

4、家构造语言信息并将其转化为控制策略的一种体系理论方法，因而能够解决许多复杂而无法建立精确数学模型系统的控制问题，所以它是处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法。从广义上讲，模糊控制是基于模糊推理，模仿人的思维方式，对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制策略。它是模糊数学同控制理论相结合的产物，同时也是只能控制的重要组成部分。1.2模糊控制的特点(1)20模糊控制是一种基于规则的控制。它直接采用语言型控制规则,出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识,设计中不需要建立被控对象的精确数学模型,因而使得控制机理和策

5、略易于接受与理解,设计简单,便于应用；(1)由工业过程的定性认识出发,比较容易建立语言控制规则,因而模糊控制对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用；(2)基于模型的控制算法及系统设计方法,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,使控制效果优于常规控制器；(3)模糊控制算法是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平；(4)模糊控制系

6、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,尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。除此,模糊控制还有比较突出的两个优点:第一,模糊控制在许多应用中可以有效且便捷地实现人的控制策略和经验； 第二,模糊控制可以不需被控对象的数学模型即可实现较好的控制,这是因为被控对象的动态特性已隐含在模糊控制器输入、输出模糊集及模糊规则中。 模糊控制也有缺陷,主要表现在:1)20模糊控制的设计尚缺乏系统性，这对复杂系统的控制是难以奏效的。所以如何建立一套系统的模糊控制理论，以解决模糊控制的机理、稳定性分析、系统化设计方法等一系列问题；  

7、1)如何获得模糊规则及隶属函数即系统的设计办法，这在目前完全凭经验进行；  2)信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差。若要提高精度则必然增加量化级数，从而导致规则搜索范围扩大，降低决策速度，甚至不能实时控制；  3)如何保证模糊控制系统的稳定性即如何解决模糊控制中关于稳定性和鲁棒性问题还有待完善。第二节模糊控制器的设计2.1模糊控制器的结构设计在设计模糊控制器时，首先是根据被控对象的具体情况来确定模糊控制器的结构。所谓模糊控制器的结构指的无非是它的输入输出变量、模糊化算法、模糊推理规则和精确化计算方法。模糊控制器的

8、结构根据被控制对象的输入输出变量的多少、模糊控制器输入变量和输出变量的多少分为单输入-单输出结构和多输入-多输出结构、一维模糊控制器和多维模糊控制器。2.2模糊控制器的常规设计方法20由模糊控制的理论基础和模糊控制器的基