【正文】 控制的原理 .............................. 4 模糊控制的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ..................... 5 模糊控制器的設(shè)計(jì) ............................ 5 定義輸入輸出模糊集 ......................... 6 語言值隸屬函數(shù)的確定 ....................... 6 量化因子的精確化 .......................... 8 建立模糊控制規(guī)則 .......................... 9 建立模糊控制表 ............................ 9 模糊推理 .................................. 9 模糊控制的特點(diǎn) ............................ 10 模糊控制的缺點(diǎn) ............................. 11 模糊控制面臨的主要任務(wù) ...................... 11 第三章 時(shí)滯系統(tǒng) ............................... 12 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 時(shí)滯系統(tǒng)控制理論及發(fā)展現(xiàn)狀 .................. 12 時(shí)滯的相關(guān)定義 ........................... 12 時(shí)滯的研究意義 ........................... 13 時(shí)滯系統(tǒng)的常規(guī)控制方法 ...................... 13 傳統(tǒng) PID 控制 ............................. 13 Smith 預(yù)估控制 ............................ 16 第四章 系統(tǒng)建模與算法仿真 ..................... 20 MATLAB 系統(tǒng)概述 ............................. 20 MATLAB 簡介 ............................... 20 MATLAB 系統(tǒng)構(gòu)成 ........................... 20 Simulink 仿真 ............................... 21 Simulink 仿真概述 ......................... 21 Simulink 基本操作 ......................... 21 使用 MATLAB 圖形界面工具建立模糊控制器 ........ 21 模糊控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖 ...................... 24 控制結(jié)果仿真圖 ............................. 24 第五章 總結(jié)與展望 ............................. 26 總結(jié) ....................................... 26 展望 ....................................... 26 參考文獻(xiàn) ......................................... 27 外文資料 中文翻譯 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致 謝 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 智能控制的研究背景 什么是智能控制？簡單地說，就是 “聰明的控制，靈巧的控制 ”。 1967 年利昂茲等人首次正式使用 “智能控制 ”。 1983 年，薩里迪斯把智能控制應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)； 1987 年，美國 Foxboro 公司發(fā)表了新一代 IA 智能控制系統(tǒng)。 三、專家控制 專家控制是一種模擬人類專家解決問題的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。 三、智能控制的核心在高層控制，即組織級(jí)。 智能控制的應(yīng)用 一、在機(jī)器人控制中的應(yīng)用 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 由于機(jī)器人的工作經(jīng)常處于動(dòng)態(tài)、不確定和非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中。此外，在航天飛機(jī)的檢測、發(fā)射、和應(yīng)用等過程中也大量采用了智能控制系統(tǒng)。模糊控制主要是模擬人的思維，推理和判斷的一種方法，因其 能很好的避免傳統(tǒng) Smith 預(yù)測控制的缺點(diǎn)，所以 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。（ R 表示模糊關(guān)系 ，u 表示模糊控制量） Reu *? 圖 21 模糊控制器原理框圖 模糊控制的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在應(yīng)用方面，作為模糊控制理論的起源地美國已經(jīng)成功地將該技術(shù)應(yīng)用于人工智能、信 息工程、空間飛行、衛(wèi)星與導(dǎo)彈等控制系統(tǒng)中，并成為軍事工程的熱點(diǎn)。多年來一直未解決的穩(wěn)定性分析問題正在逐步解決。 P 表示 “正 ”， Z 表示 “零 ”， N 表示 “負(fù) ”。 假設(shè)系統(tǒng)誤差 E（或偏差變化語言能變量 EC，輸出語言變量 U）的模糊語言值?。?NB， NM， NS， Z， PS， PM， PB）七個(gè)值，并取模糊集合的論域?yàn)?[6,6]，其隸屬函數(shù)的定義如圖 23； 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 23 隸屬函數(shù)的圖形表示法 模糊控制器采用常規(guī)的模糊控制器，即輸入量為 E 和誤差變化率 EC，輸出量為控制量 U。根據(jù)人的直覺思維推理，由系統(tǒng)輸出的誤差及誤差變化趨勢來設(shè)計(jì)消除系統(tǒng)誤差的模糊控制規(guī)則。 (1)如表 27 所示，標(biāo)準(zhǔn)共 49 條模糊規(guī)則，各個(gè)模糊語句之間是 “或 ”的關(guān)系，由第一條語句所確定的控制規(guī)則可以計(jì)算出 ，可以由其余各條語句分別求出控制量 u2， ...， u49，則控制量為模糊集合 U，可表示為： 表 27 模糊控制規(guī)則表 模糊推理 模糊推理是模糊控制的核心，它利用某種模糊推理算法和模糊規(guī)則進(jìn)行推北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 理，得出最終的控制量。該方法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ?? ? m a x00m i n)()( zzzz ZCZC （ 2） 重心法： 這種方法也稱為質(zhì)心法或面積中心法，是所有解 模糊化方法中最為合理的方法。 模糊控制的缺點(diǎn) 一、模糊控制的設(shè)計(jì)尚缺乏系統(tǒng)性，這對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的控制是難以奏效的。 五、模糊控制系統(tǒng)方法的研究。 G1（ s） 和 G2（ s） 所描述的為穩(wěn)定系統(tǒng)； G3(s)和 G4（ s） 所描述的為不穩(wěn)定系統(tǒng)。 另一方面，時(shí)滯工業(yè)對(duì)象本身往往為一個(gè)個(gè)分布參數(shù)系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型難以確定，又往往存在大量的不確定因素，如環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化大、強(qiáng)隨機(jī)干擾、 檢測困難、過程噪聲難以消除、難以保證長期運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性等以上因素使得控制非常困難。因此比例系數(shù) pk 選擇必須適當(dāng)，才能取得過渡時(shí)間少、靜差小而又穩(wěn)定的效果。 DT 越大，則它抑制 e（ t） 變化的作用越強(qiáng)； DT 越小，則它抑制 e（ t） 變化的作用越弱。 u(k)大幅度變化會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化，這種情況在生產(chǎn)中是不允許的，在某些重要場合還可能造成重大事故。因此，在選擇時(shí)不可一概而論，一般認(rèn)為在以晶閘管為執(zhí)行機(jī)構(gòu)或在控制精度要求 高的系統(tǒng)中，可采用位置式算法，而在以步進(jìn)電機(jī)或電動(dòng)閥門作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)中，則可采用增量控制算法。所以，常規(guī) Smith 預(yù)估控制系統(tǒng)在實(shí)際中難以得到廣泛北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 的應(yīng)用。當(dāng)溫度偏差較大時(shí)采用 Fuzzy 控制，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)性能好；當(dāng)溫度偏差較小時(shí)采用 PID 控制，使其靜態(tài)性能好，滿足系統(tǒng)控制精度。 MATLAB 系統(tǒng)構(gòu)成 MATLAB 開發(fā)環(huán)境是由 MATLAB 開發(fā)環(huán)境、 MATLAB 數(shù)學(xué)函數(shù)庫、MATLAB 語言、 MATLAB 圖形處理系統(tǒng)和 MATLAB 應(yīng)用程序接口（ API）五大部分構(gòu)成。它包括強(qiáng)力的二維、三維圖形函數(shù)，圖像處理和動(dòng)畫顯示等函數(shù)。 使用 MATLAB 圖形界面工具建立模糊控制器 MATLAB 的模糊邏輯工具箱提供了兩種建立模糊系統(tǒng)的方法：一種是命令行方法，另一種是圖形界面工具法，對(duì)于 MATLAB 的模糊邏輯工具箱主要包括五大組成部分，即：模 糊推理系統(tǒng)編輯器 Fuzzy、隸屬函數(shù)編輯器 Mfedit、模糊北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 規(guī)則編輯器 Ruleedit、模糊規(guī)則觀察器 Ruleview、模糊推理輸入輸出曲面視圖Sufview 五大部分組成。而用的最多二維輸入的模糊控制器不是 PI 就是 PD 型，不是過渡品質(zhì)不好，就是不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，存在著其控制品質(zhì)粗糙和精度不高等弊病。 北京理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 參考文獻(xiàn) [1]陳衛(wèi)東 , 陳亞霖 .基于 SmithFuzzy 控制器的糧庫溫濕度測控算法 [J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自 然科學(xué)版 ),20xx,(01)29—31. [2]馮冬青等 .《一類非線性大滯后系統(tǒng)的智能前饋控制策略與算法》 [J].信息與控制 33 卷第 1 期 9—17. [3]陳可知 .《大滯后系統(tǒng)的控制算法研究》 [J].自動(dòng)控制技術(shù) ,20xx 年第 20 卷第 1 期 69. [4]王巍等《一種智能控制算法的應(yīng)用研究》 [J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào) 20xx 第 20 卷第 11 期81—84. [5]張曉明 ,蔣大真 ,盧宋林 . [J].核技術(shù) ,1996,19(1):23~25. [6]劉金琨《智能控制》 [M] 北京：電子工業(yè)出版社 20xx. [7]儲(chǔ)岳中 ,陶永華 .基于 MATLAB的自適應(yīng)模糊 PID 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真 [J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ).20xx(01) . [8]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(xué)學(xué)報(bào) . 20xx(02) . [9]張濤 ,李家啟 .基于參數(shù)自整定模糊 PID 控制器的設(shè)計(jì)與仿真 [J].交通與計(jì)算機(jī) . 20xx(S1). [10]周荔丹 ,童調(diào)生 .模糊 PID 在電阻加熱爐溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].自動(dòng)化與儀器儀表 . 20xx(05) . [11]饒翡鵬 ,王東云 ,凌德麟 .模糊控制的發(fā)展 和現(xiàn)狀 [J]. 鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報(bào) .20xx(03). [12]馬曉蘭．模糊控制理論及其在熱工過程控制中的應(yīng)用研究［ D］．華北電力大學(xué)， 20xx． [13]韓璞等．智能控制理論及應(yīng)用［ M］．北京 :中國電力出版社， 20xx． [14]李洪興．模糊控制器與 PID 控制器的關(guān)系［ J］．中國科學(xué) ( E 輯 ) ， 1999， 29( 2) :138141． [15]李洪興．模糊控制的插值機(jī)理［ J］．中國科學(xué) (E 輯 )， 1998， 28( 3) : 259 267． [16]郄力博．一類純遲延系統(tǒng)的模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究 ［ D］．華北電力大學(xué)， 20xx． [17]林?。悄芩惴ㄔ趩卧獧C(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［ D］．華北電力大學(xué)， 20xx． [18]陳彥橋，王印松，劉吉臻，曾德良．基于 PID 型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火電站單元機(jī)組協(xié)調(diào) 控制［ J］．動(dòng)力工程， 20xx， 23(1) : 22192223． [19] 金以慧．過程控制［ M］． 北京 : 清華大學(xué)出版社， 1993． [20]劉吉臻．協(xié)調(diào)控制與給水全程控制［ M］．北京 :中國電力出版社， 1995． [21]韓璞．智能控制理論及應(yīng)用［ M］．北京 :中國電力出版社， 20xx． [22] 馬凌雁．智能控制在大型單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［ D］．華北電力大學(xué)， 20xx． [23]張鵬飛．基于模糊 PID 的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究［ D］．華北電力大學(xué)， 20xx． 1 外文資料 In the plicated industry controlled process,the controlled objects usually own the time delay,nonlinear,timechange characteristic and exist the category of ,if the traditional PID control method is only used,the static and dynamic output capab