【正文】 設(shè)計(jì)報(bào)告 16 利用參考模型輸出與控制作用下系統(tǒng)輸出間的偏差來修正模糊控制器的輸出，包括比例因子、解模糊策略、模糊控制規(guī)則等。 2． 4 自組織模糊控制 將參考模型和自組織機(jī)制相結(jié)合，它能自動的對模糊控制規(guī)則進(jìn)行修改、改進(jìn)和完善，以提高控制系統(tǒng)的性能。 2． 5 具有自學(xué)習(xí)功能的模糊控制 包括多種對外擾影響或重復(fù)任務(wù)的性能具有自學(xué)習(xí)功能的模糊控制方法，以及自尋優(yōu)模糊控制器等，其關(guān)鍵在于學(xué)習(xí)和尋優(yōu)算法的設(shè)計(jì)，尤其是提高其速度和效率。 2． 6 多變量模糊控制 一個多變量模糊控制器有多個輸入變量和輸出結(jié)果、一 般采用結(jié)構(gòu)分解和分居分級結(jié)構(gòu)，利用多個簡單的模糊控制器進(jìn)行組合，并兼顧多規(guī)則集之間的相互關(guān)系。 模糊控制的進(jìn)展 目前，模糊控制技術(shù)日趨成熟和完善。各種模糊產(chǎn)品充滿西方國家的市場，如模糊洗衣機(jī)、模糊吸塵器和模糊攝像機(jī)等等，模糊技術(shù)幾乎變得無所不能，各國都爭先開發(fā)模糊新技術(shù)和新產(chǎn)品。多年來一直未解決的穩(wěn)定性分析問題正在逐步解決。模糊芯片也已研制成功且功能不斷加強(qiáng)，成本不斷下降。直接采用模糊芯片開發(fā)產(chǎn)品己成為趨勢。模糊開發(fā)軟件包也充滿市場。模糊控制技術(shù)除了在硬件、軟件上繼續(xù)發(fā)展外，將在自適應(yīng)模糊控制、混合模 糊控制以及神經(jīng)模糊控制上取得較大發(fā)展。隨著其它學(xué)科新理論、新技術(shù)的建立和發(fā)展，模糊理論的應(yīng)用更加廣泛。 3． 1 模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合 近年來，模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅在各自的學(xué)科里取得了引入注目的進(jìn)展，而且在這兩個學(xué)科的邊緣開辟了眾多研究新領(lǐng)域。兩者的相互滲透和有機(jī)結(jié)合必將引起電子產(chǎn)業(yè)和信息科學(xué)的新革命。 3． 2 模糊控制與遺傳算法的融合 由于模糊邏輯控制所要確定的參數(shù)很多，專家的經(jīng)驗(yàn)只能起一個指導(dǎo)作用，很難根據(jù)它準(zhǔn)確地定出各項(xiàng)參數(shù)，因而實(shí)際上還要反復(fù)試湊，尋找一個最優(yōu)過程。通過改進(jìn)遺傳算法，按所給優(yōu)化性 能指標(biāo)，對被控對象進(jìn)行尋優(yōu)學(xué)習(xí)．從而有效地確定模糊邏輯控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 專家模糊控制 專家模糊控制器 EFC(Expert Fuzzy Controller)由 R． M． Tong 提出， 1984年他發(fā)表了關(guān)于模糊控制系統(tǒng)展望的論文，首先提出這一新概念。專家模糊控制系統(tǒng)是由專家系統(tǒng)技術(shù)和模糊控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 3． 4 模糊系統(tǒng)建模及參數(shù)變識 建模與參數(shù)辯識是實(shí)現(xiàn)控制的重要基礎(chǔ) ,因此這一研究工作從 1991 年至今一直是模糊控制領(lǐng)域的熱門話題。系統(tǒng)模糊模型就是指采用與系統(tǒng)輸入輸出樣本數(shù)據(jù)相關(guān)的，能表示系統(tǒng)狀 態(tài)的一組模糊規(guī)則來描述系統(tǒng)特征的、具有模糊性的表示形式。 3． 5 模糊硬件產(chǎn)品 雖然模糊控制器的設(shè)計(jì)方法越來越成熟和完善，但是在時間要求非常高的控制問黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 17 題中，軟件實(shí)現(xiàn)已不能滿足控制要求，這時常常采用硬件實(shí)現(xiàn)。模糊硬件產(chǎn)品適應(yīng)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)和信息處理。如下列領(lǐng)域： (1)工業(yè)自動化的控制系統(tǒng)； (2)伺服電機(jī)； (3)自動駕駛； (4)燃料噴射控制等。 3． 模糊控制在實(shí)際中的應(yīng)用 電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)見圖 3— 1，模糊控制器的輸入變量為實(shí)際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速給定值之間的差值 e 及其變化率 ec，輸出變量為電機(jī)的電壓變化量 u。圖 3— 2 為電機(jī)調(diào)試輸出結(jié)果，其橫坐標(biāo)為時間軸，縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速。當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速為 2 000r／ s 時，電機(jī)能很快穩(wěn)定運(yùn)行于 2 000r／ s；當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)速下降到 1 000r／ s 時，轉(zhuǎn)速又很快下降到 1 000r／ s 穩(wěn)定運(yùn)行。 模糊控制展望 模糊系統(tǒng)理論還有一些重要的理論課題還沒有解決。其中兩個重要的問題是：如何獲得模糊規(guī)則及隸屬函數(shù)，這在目前完全憑經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行；以及如何保證模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性。大體說來，在模糊控制理論和應(yīng)用方面應(yīng)加強(qiáng)研究的主要方向?yàn)椋? (1)適合于解決工程上普遍問題的穩(wěn)定性分析方法，穩(wěn)定性評價(jià)理論體系；控制器的魯棒性分析，系統(tǒng)的可控性分析和可觀性判定方法等。 (2)模糊控制規(guī)則設(shè)計(jì)方法的研究，包括模糊集合隸屬函數(shù)設(shè)定方法，量化水平，采樣周期的最優(yōu)選擇，規(guī)則的系數(shù)，最小實(shí)現(xiàn) 以及規(guī)則和隸屬函數(shù)參數(shù)自動生成等問題；進(jìn)一步則要求我們給出模糊控制器的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。 (3)模糊控制器參數(shù)最優(yōu)調(diào)整理論的確定，以及修正推理規(guī)則的學(xué)習(xí)方式和算法等。 (4)模糊動態(tài)模型的辨識方法。 (5)預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和提高計(jì)算速度的方法。 (6)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制相結(jié)合，有望發(fā)展一套新的智能控制理論。 (7)模糊控制算法改進(jìn)的研究：由于模糊邏輯的范疇很廣，包含大量的概念和黃石理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 18 原則；然而這些概念和原則能真正的在模糊邏輯系統(tǒng)中得到應(yīng)用的卻為數(shù)不多。這方面的嘗試有待深入。 (8)最優(yōu)模糊控制器設(shè)計(jì)的研究：依據(jù)恰當(dāng)提出的性能指標(biāo)，規(guī)范控制規(guī)則的設(shè)計(jì) 依據(jù)，并在某種意義上達(dá)到最優(yōu)。 (9)簡單、實(shí)用且具有模糊推理功能的模糊集成芯片和模糊控制裝置、通用模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)和推廣應(yīng)用。 近年以來，模糊控制得到長足發(fā)展。它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及各各方面，控制方法也有廣很大進(jìn)展，模糊控制器的性能不斷提高。模糊控制系統(tǒng)易于接受，設(shè)計(jì)簡單，維護(hù)方便，而且比常規(guī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，魯棒性高。由于它的這些特點(diǎn)，模糊控制正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) [1] ． Fuzzy Sets[J]． Information and Control,1965,8 [2] E． of Fuzzy Algorithms for the Control of a Dynamic Plant[J].,121(12) [3] W． J． M． Kicket， E． H． of a Fuzzy Logic Controller[J].Fuzzy Sets and ， 1(1) [4] R． M． Control Engineering Review of Fuzzy [J].1977，13(6 [5] R． M． Retrospective View of Fuzzy Control Systems [J].Fuzzy Sets and SYStems, 1984， 14 [6] L． A． Zadeh． Fuzzy Algorithms[J]. Information and control,1986,12 [7] L． A． Zadeh ． Outline of a New Approach to the Analysis and Decision processes[J]IEEE Trans SMC,1973,3(1) [8] 吳介一．提高模糊控制精度的研究 [J]．控制理論及應(yīng)用， 1996， 13(2) [9] 胡家耀，吳植翹，宋壽山．參數(shù)自調(diào)整 FuzzyPI 調(diào)節(jié)器 [J]．信息與控制 ,1987， (6) [10] 鄭維歌．用模糊集理論設(shè)計(jì)模型參考自適應(yīng)系統(tǒng) [J]．信息與控制， 1982， (3) [11] 張?zhí)煜?，? 輝．無數(shù)學(xué)模型的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［ M］．西北工業(yè)大學(xué)． 2021． [12] 齊 蓉．新一代可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)［ M］ ．西北工業(yè)大學(xué)出版社． 2021． [13] 章為國，楊向忠．模糊控制理論與應(yīng)用［ M］．西北工業(yè)大學(xué)出版社． 1999．