第2章模糊控制论ppt课件.ppt

《第2章模糊控制论ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章模糊控制论目录2.1引言2.2模糊集合论基础2.4模糊控制系统的组成2.5模糊控制系统的设计2.6模糊PID控制器*2.7模糊控制器的应用2.3模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成22.1引言人们发现一个依靠传统控制理论似乎难以实现的控制系统，却可以由一个操作人员凭着丰富的实践经验得到满意的控制结果。骑自行车就是一个例子。任何一个经过训练的人都可以骑车自如地穿过人群，却难以对这种极为复杂的动力学问题使用精确的数学模型进行控制。虽然模糊控制技术的应用取得了许多惊人的成就，但与常规控制相比仍然显得很不成熟，至今还未建立用于分析和设计模糊控制系统的十分有效的方法。3

2、模糊控制的发展历史1965年，L.A.Zadeh提出模糊集理论；1972年，L.A.Zadeh提出模糊控制原理；1974年，E.H.Mamdani应用于蒸汽机和锅炉控制中；80年代：污水处理、汽车、交通管理，模糊芯片、模糊控制的硬件系统；90年代：家电、机器人、地铁；21世纪：更为广泛的应用。4模糊控制的特点无需知道被控对象的数学模型与人类思维的特点一致模糊性经验性构造容易鲁棒性好5主要内容模糊控制的理论基础模糊集合论基础模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成模糊控制系统模糊控制系统的组成模糊控制系统的设计模糊PID控制器*模糊控制器的应用6目录2.1引言2.2模糊集

3、合论基础2.4模糊控制系统的组成2.5模糊控制系统的设计2.6模糊PID控制器*2.7模糊控制器的应用2.3模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成72.2模糊集合论基础2.2.1模糊集的概念2.2.2模糊集合的运算2.2.3模糊集合运算的基本性质2.2.4隶属度函数的建立2.2.5模糊关系819世纪末德国数学家乔•康托(GeorageContor，1845-1918)创立的集合论是现代数学的基础。内涵和外延都必须是明确的经典集合论表示方法特点列举法定义法归纳法特征函数法经典集合9归纳法：U=｛ui+1=ui+1，i=1,2,9，u1=1｝特征函数法：用特征函数值表

4、示元素属于集合的程度定义法：U=｛u

5、u为自然数且u<5｝列举法：U=｛1,2,3,4,5,6,7,8,9,10｝表示方法表示方法10模糊概念在人们的思维中，存在许多没有明确外延的概念。日常生活中的成年人、青年人、高个子、冷与热等都是一些不分明的模糊概念，对这样的概念，传统的集合论显得无能为力。因此美国控制论专家L.A.Zadeh于1965年提出了模糊集合用以描述模糊概念。11将特征函数的取值由二值逻辑{0，1}扩展为闭区间[0，1]上取值的隶属度μF（DegreeofMembership），描述思维和语言的模糊性。经典集合对温度的定义模糊集合对温度的定义隶

6、属度函数12F={（u,μF(u))

7、u∈U}（离散域，序偶表示法）论域U中的模糊集F可以用元素u和它的隶属度μF来表示（查德表示法）（连续域）模糊集合(FuzzySets)被考虑对象的所有元素的全体称为论域。F={μF(u)

8、u∈U}（离散域，向量表示法）13表示方法“远远大于0”的实数集合F（连续域）：论域U={0,1,2,…,5}，“接近于0”的整数集合F：F={(0,1),(1,0.9),(2,0.75),(3,0.5),(4,0.2),(5,0.1)}查德表示法：向量表示法：序偶表示法：F={1,0.9,0.75,0.5,0.2,0.1}F=1.0

9、/0+0.9/1+0.75/2+0.5/3+0.2/4+0.1/514模糊集合F的支集S是一个普通集合，它是由论域U中满足μF(u)>0的所有u组成的，即如果模糊集合F的子集在论域U上只包含一个点u0，且μF(u0)=1，则F就称为模糊单点。即支集、模糊单点152.2.1模糊集的概念2.2.2模糊集合的运算2.2.3模糊集合运算的基本性质2.2.4隶属度函数的建立2.2.5模糊关系2.2模糊集合论基础16相等、包含空集、全集相等：对于所有的u∈U，均有μA(u)＝μB(u)。记作A=B。包含：对于所有的u∈U，均有μA(u)≤μB(u)。记作AB。空集：对

10、于所有的u∈U，均有μA(u)＝0。记作：A＝。全集：对于所有的u∈U，均有μA(u)＝1。17交、并、补交集：对于所有的u∈U，均有μC(u)=μA∧μB=min{μA(u),μB(u)}则称C为A与B的交集，记为C=A∩B。并集：对于所有的u∈U，均有μC(u)=μA∨μB=max{μA(u),μB(u)}。则称C为A与B的并集，记为C=A∪B。补集：对于所有的u∈U，均有μB(u)=1-μA(u)则称B为A的补集，记作。18求。举例已知模糊子集解：19代数积代数和有界和有界差有界积其它运算*202.2模糊集合论基础2.2.1模糊集的概念2.2.2模

11、糊集合的运算2.2.3模糊集合运算的基本性质2.2.