【正文】 和普通模糊控制器相比采用 Fuzzy Smith 預估控制后，系統(tǒng)各項動靜態(tài)指標都得到了極大地改善，由此可以看出 Fuzzy Smith 預估控制一定程度上改進了常規(guī) PID Smith 預估控制和模糊控制的缺點。 圖 42 控制器輸出隸屬函數(shù)圖 北京理工大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 在這一編輯框中就可以按照上面的論述對各輸入輸出實現(xiàn)模糊語言變量、論域及隸屬度函數(shù)的定義。 Simulink 基本操作 Simulink 運行 Simulink 包括三種方式：在 MATLAB的命令窗口上直接鍵入 “Simulink”并回車； 單擊 MATLAB 上的 Simulink 圖標 ；在 MATLAB 菜 單上選FileNewModel。 MATLAB 語言 MATLAB 語言是一個高級的基于矩陣 /數(shù)組的語言，具有程序流控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入 /輸出和面向?qū)ο缶幊痰忍攸c。 MATLAB 是以復數(shù)矩陣作為基本編程單元的一種程序設(shè)計語言，它提供了各種矩陣的運算操作，并具有較強的繪圖功能。 為了解決這個問題 ,很多學者提出了基于常規(guī) Smith 預 估控制器的各種改進方法 ,大致可以分為以下兩種 :一種是基于結(jié)構(gòu)上的改進 ,它們結(jié)合智能控制的各種方法 ,即通過在不同位置增加一些并聯(lián)或者串聯(lián)的環(huán)節(jié)進行補償；還有就是在參數(shù)整定上的改進 ,它們或者將 se?? 項通過泰勒多項式展開用魯棒性能指標及其它指標函數(shù)對控制器進行解析設(shè)計 ,或者對其中的控制參數(shù)進行魯棒調(diào)整 ,或者對 Smith 預估系統(tǒng)的反饋傳遞函數(shù)進行改進 ,以增強它的魯棒性和穩(wěn)定性。這個補償環(huán)節(jié)被稱為 Smith 預估器，其傳遞函數(shù)為 )1(1)( ss eTKsG ????? 由 Smith 預估器和 W(s)組成的補償回路稱為純滯后補償器，其傳遞函數(shù)為 )1)(()(1 )()( sp esGsW sWsW ?????? 經(jīng)過補償后的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 sppsPsP esGsW sGsWesGsW esGsWs ???? ??????? ?? )()(1 )()()()(1 )()()( 從式中可看出，經(jīng) Smith 補償后，閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程式中不再含有滯后se?? 說明純滯后被消除了，只是它的輸出響應(yīng)位移了一個純滯后時間。此外，當計算機發(fā)生故 障時，由于輸出通道或執(zhí)行裝置具有信號的鎖存作用，故能仍然保持原值； 算式中不需要累加。 式中的輸出量為全輸出值，它對應(yīng)于被控對象的執(zhí)行機構(gòu)每次采樣時刻應(yīng)達到的位置。 積分時間 IT 對積分部分的作用影響極大。 PID 控制器的數(shù)學模型可以用下式表示： ])()(1)([)( 0 dt tdeTdtteTtektu DtIp ??? ? 理想 PID 控制器的傳遞函數(shù)為： )11()( )()( sTsTksE sUsG DIp ???? 北京理工大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 式中， pk —比例系數(shù)； IT —積分時間常數(shù)； DT —微分時間常數(shù)； e(t)－調(diào)節(jié)器輸入函數(shù)，即給定量與反饋量 (輸出量 )的偏差； u(t)－調(diào)節(jié)器輸出函數(shù)。所以對于存在大滯后工業(yè)對象的控制一直是過程控制研究中的熱點問題。此時被控對象動態(tài)特性通常近似為具有純滯后的標準形式，如下式所示： LseTsKsG ??? 1)(1 (34) 式中， K 為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)增益； T 為慣性時間常數(shù)。 二、非線性系統(tǒng) 應(yīng)用中的模糊集建模，模糊規(guī)則的建立和模糊推理算法的深入研究。不用數(shù)值而用語言式的模糊變量來描述系統(tǒng)，模糊控制器不必對被控制對象建立完整的數(shù)學模式。該方法的數(shù)學表達式為： )()(0 zCzC Zz??? （ 2）中位數(shù)法 (面積法 )： 最大隸屬度法主要只考慮主要的信息，若要兼顧其它信息，則可選取中位數(shù)法。模糊控制器控制規(guī)則的設(shè)計原則是：當誤差較大時，控制量的變化應(yīng)盡力使誤差迅速減小。概括來說， Ke 越大，系統(tǒng)的超調(diào)量越大，過 渡時間就越長； Ke 越北京理工大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 小，則系統(tǒng)變化越慢，穩(wěn)態(tài)精度降低。模糊控制中隸屬函數(shù)的選取沒有統(tǒng)一的標準，完全取決于控制對象的不同情況、設(shè)計者的習慣以及處理的簡便程度等。 單變量二維模糊控制器是最常見的結(jié)構(gòu)形式，如圖 22 所示。模糊控制已成功地運用于紙張計算機控制系統(tǒng)、 萬噸水泥窯煅燒過程、多溫區(qū)加熱爐等復雜工業(yè)過程，同時，春蘭成功地生產(chǎn)出了智能模糊取暖器、小天鵝生產(chǎn)出了模糊洗衣機等家用電器。它的核心部分為模糊控制器，其控制規(guī)律由計算機的程序?qū)崿F(xiàn)。它通過估計對象的動態(tài)特性，用一個預估模型作為補償，從而得到一個沒有時滯的被調(diào)節(jié)量反饋到反饋器， 實現(xiàn)了將純滯后環(huán)節(jié)移到閉環(huán)控制回 路之外，從而有效地消除了純滯后對控制系統(tǒng)的影響。迄今為止，美國、英國、法國等國家已經(jīng)研制出了上百種軍事數(shù)據(jù)融合與控制系統(tǒng)。在控制過程中，當多目標出現(xiàn)沖突時，它可以在的任務(wù)要求范圍內(nèi)自行決策，主動采取行動。 智能控制的特點 一、智能控制是一門邊緣交叉學科。模糊控制器是迷糊控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，一般由模糊化、精確化計算、模糊決策三基本部分組成。 1979年，瑪達尼成功地研制出自組織模糊控制器，使得模糊控制具有了較高的智能。 1965 年美國著名控制論家 扎德教授創(chuàng)立了模糊集合論，奠定了模糊的數(shù)學基礎(chǔ)。 關(guān)鍵字 ：模糊控制；大時滯對象；史密斯預估器； MATLAB 仿真 北京理工大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） ABSTRACT In the field of industrial process control, many of the controlled objects are different level there is a timedelay phenomenon. With the rapid development of science and technology, the fields of automatic control system precision, response speed, system stability, adaptive ability of the demand is higher and higher, the study of the system are also increasingly plex and changeful. However, in many cases it is difficult to establish accurate mathematical model. Even for some plex object to establish mathematical model, the model also are often too plex, is not conducive to design can also be difficult to achieve effective control. Although the conventional adaptive control technology can solve some problems, but its capacity is limited. The essence characteristics of controlled object is a very, very mon, but because of the lag seriously affect the control effect and the stability of the system, and the system overshoot, caused to adjust time, appear even oscillation and divergence. Improves the response speed of system and the stability of the system, thus put forward the simple, effective, practical large time delay control method, it is very meaningful. In view of the controlled object with time delay characteristics, this paper mainly studies to get a lot of application in industrial process of PID control, Smith prediction control and fuzzy control in the application of multivariable systems with timedelay. The existing fuzzy methods is improved, and form a more perfect control method。然而，在許多情況下精確數(shù)學模型很難建立。 六、進度安排 — 查找資料，通過書籍和網(wǎng)絡(luò) 了解模 糊控制基本原理及研究方法，完成 開題報告。它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及各各方面，控制方法也有廣很大進展，模糊 控制器 的性能不斷提高。 1957 年 首次提出預估控制器，這是一個時滯補償?shù)念A估算法。 二、參考文獻 [1] 王志萍 .帶有 Smith 預估器的模糊控制系統(tǒng)仿真研究 [J].上海電力學院學報 . 20xx(02). [2] 儲岳中 ,陶永華 . 基于 MATLAB的自適應(yīng)模糊 PID控制系統(tǒng)計算機仿真[J]. 安徽工業(yè)大學學報 (自然科學版 ). 20xx(01) . [3] 尹明 ,董振銀 ,宋利君 .模糊 PID在電爐溫度控制中的應(yīng)用 [J]. 齊齊哈爾大學學報 . 20xx(02) . [4] 張濤 ,李家啟 .基于參數(shù)自整定模糊 PID控制器的設(shè)計與仿真 [J].交通與計算機 . 20xx(S1). 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Understand the basic concept and principle of fuzzy control system。同年，美國的費根鮑姆著手研制世界上第一關(guān)專家系統(tǒng)。 三、智能控制的發(fā)展期 20 世紀 80 年代，隨著專家系統(tǒng)技術(shù)的成熟和微型計算機的迅速發(fā)展，智能控制的研究和應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，智能控制的研究也進入了飛速發(fā)展的階段。 二、分層遞階智能控制 分層遞階智 能控制是智能控制的最早理論之一，是從工程控制角度總結(jié)人工智能、自適應(yīng)、自學習和自組織的關(guān)系后逐漸形成的。是由自動控制、人工智能、運籌學等多學科交叉組成的學科，為智能控制的深入研究提供理論指導和技術(shù)支持。 五、智能控制具有優(yōu)化能力。 三、在航天控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 19771986 年美國 NASA 噴氣推進研究所在“旅行者”號探測器上采用人工智能技術(shù)完成了精密導航和科學觀測等任務(wù) 。但是它過分依賴于精確數(shù)學模型，工業(yè)過程中不可能獲得被控對象的精確數(shù)學模型，因此很難運用。 模糊控制系統(tǒng)由傳感器獲取被控量信息，并將其轉(zhuǎn)化為與給定值具有相同量綱的物理量，然后將此轉(zhuǎn)化后的物理量與給定值進行比較后獲得誤差信號 E，一般選誤差信息號 E 作為模糊控制器的一個輸入量。 模糊控制技術(shù)是一項正在發(fā)