模糊控制理论应用课件.ppt

1、模糊控制理论及应用计算机控制技术第六章第六章 模糊控制模糊控制模糊理论的发展“Fuzzy”概念是1965年由美国的自动控制专家Zadeh首次提出来的。1974年英国工程师Mamdani 首次把模糊数学应用于锅炉和蒸汽机的控制，获得了圆满的成功。模糊概念 80年代以来，自动控制系统被控对象的特点：多输入-多输出的强耦合性；参数的时变性；严重的非线性；从系统对象获得的知识信息量相对减少；对控制性能的要求日益高度化。精确建模描述的模糊性模糊控制的感性认识1 模糊控制与经典控制理论的本质区别：模糊控制的核心只用已知的系统的粗略的知识描述系统，并在此基础上引入模糊控制算法。模糊控制的特点：不用数学方程，

2、而用语言为代表的模糊变量描述系统；用条件命题语句记述模糊变量间的关系；用模糊推理方法实现系统的运算。模糊控制的感性认识2举例1：汽车倒车开进停车库（两车之间）考虑：传统的微分方程法车的位置为，车的方向为车的状态为x=(,)，操作量为u=(u1,u2)，u1为前轮的角度，u2为车速车的运动方程NoImage求出使x从 x0 移动到中某一点的操作量u车的初始状态最终可能的全部停车状态？解决方案 在汽车驾驶学校，教员通过简单的口头传授将汽车开入车库的技能教会学员。“先把方向盘向左打，前进、停车，然后再调整方向盘、后退，如不成功就再来一次”模糊控制算法模糊控制算法特点：很强的鲁棒性举例2:两辆车前后追

3、踪高速行驶 当前后两辆车相距过近时，后面的一辆车就应当减速以免发生碰撞。模糊控制规律和模糊推理规则：如果两车相距过近就减速状况：两车现相距20m操作：刹车、大幅度减速大前提小前提推理结果模糊集 用数学方法表述模糊概念的手段 模糊概念的量化 横轴代表体温，它是问题所涉及的范围，称做台集合；纵轴是从0到1的一个实数闭区间，函数在该区间内取值，表现台集合中某一个数值究竟在多大程度上符合所表达的模糊概念。NoImageNoImage模糊数学不仅抓住了事物的两头，判明Yes和No，且还注意到它们中间的联接，用函数的方法细腻地刻画出它们之间符合自然的过渡过程。台集合为上班的单程路途时间，范围为03h。No

4、Image模糊集合与分明集合 A=A,B,C,D B=上海，东京，纽约 C=x|x是一个自然数 D=x|x是世界上的商业、金融中心城市 E=x|x是一个大数隶属函数 定义模糊集合的方法 隶属函数是一个从论域到闭区间0，1的一个映射：论域中的元素x越接近A，则hA（x）的取值越接近1，表示x属于A的程度越大；反之，hA（x）的取值就越接近于0。NoImage隶属函数及其确定 普通集合论中，是0，1的二值逻辑；描述客观事物的FUZZY性，将二值逻辑推广至0，1间的连续逻辑值；隶属函数的确定：1）Fuzzy统计法；2）人工函数隶属函数的确定：Fuzzy统计法隶属函数的确定：人工函数NoImage1）

5、梯形：“降半的”、“升半的”、“对称的”2）正态分布 3）s形 4）三角形NoImage模糊控制一般过程 控制对象模糊化；模糊逻辑、模糊推理；去模糊,精确控制。模糊控制器的结构NoImage 模糊控制器的核心是模糊控制规则。在模糊控制器中，模糊控制规则一般取“ifthen”的形式。if x1is大AND x2 is小 then y is 中控制规律的前件部后件部模糊语言变量对某一物理量的模糊化的描述NoImageNoImage(,)x fxu设计模糊控制器的方法 依据专家的知识和经验 依据操作员操作模型的方法 建立受控系统模糊模型的方法依据专家的知识和经验控制变量：d,模糊变量的隶属函数控制规则设汽车距离导引线的垂直距离为d，汽车的指向角为,而汽车方向盘的转角为d,均为采用LEFT、MIDDLE、RIGHT三种语言模糊描述采用LEFT、RIGHT两种描述NoImage依据操作员操作模型的方法NoImageNoImageNoImage建立受控系统模糊模型的方法NoImageNoImage理 念 用精确的数学来处理模糊的对象，并非用模糊（不精确）的数学来解决模糊的对象；模糊隶属度及模糊控制策略极大包含了人的主观因素；模糊控制器具有非线性特征。