模糊控制基礎(chǔ)ppt課件-資料下載頁
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【正文】 取重心元素的方法。 – 把模糊量的重心元素作為反模糊化之后得到的精確值 u*。 – 求取公式： *()()iiiiiuuuu??????C2022/5/29 56 模糊量的精確化 ? 重心法（質(zhì)心法或力矩法） – 本質(zhì)上是通常所講的加權(quán)平均法。 – 顯然，選擇隸屬函數(shù)作為加權(quán)平均值是恰當?shù)摹? – 加強隸屬函數(shù)的作用，可取 ，即 *iiiiikuuk????? ?2()iiku??? ?? ?2*2()()iiiiiuuuu??????2022/5/29 57 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 模糊控制是建立在一系列模糊控制規(guī)則的基礎(chǔ)上的。 ? 模糊控制規(guī)則是人對被控對象進行控制時的經(jīng)驗總結(jié)。 ? 模糊控制規(guī)則是一些邏輯推理規(guī)則，其形式表現(xiàn)為模糊條件語句。 ? 在實際控制中，把有關(guān)規(guī)則加以處理產(chǎn)生相應(yīng)的控制算法，模糊控制器就以相應(yīng)的算法去控制被控對象工作。 2022/5/29 58 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 模糊控制規(guī)則的格式 – 若 則 型（或 IF THEN ） 即 – 若 則 否則 型（或 IF THEN ELSE ） 即 – 若 且 則 型（或 IF AND THEN ） 即 AB?BCAAABB AABB BAC CC? ? ? ?A B A C? ? ?A B C??2022/5/29 59 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 數(shù)據(jù)基 – 在模糊控制器中，需要考慮的數(shù)據(jù)有，輸入量和輸出量的論域，在論域中模糊變量值的范圍，論域的歸一化或整數(shù)化，模糊變量值的隸屬函數(shù)等。這些數(shù)據(jù)的總體稱為模糊控制的數(shù)據(jù)基。 ? 規(guī)則基 – 所有的條件語句，也即是控制規(guī)則的全體稱為模糊控制器的規(guī)則基。 ? 知識基 – 數(shù)據(jù)基和 規(guī)則基 的和。 2022/5/29 60 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 規(guī)則基是模糊控制器 關(guān)鍵 的知識，它不僅含有數(shù)據(jù)基的成分（例如模糊變量值），而且還表明了模糊控制器的控制機理。 ? 設(shè)計模糊控制器規(guī)則基應(yīng)考慮的一些問題 – 控制規(guī)則的條數(shù) ? 目前，尚未有一種通用的方法去確定模糊控制規(guī)則的最優(yōu)條數(shù)。 ? 確定時應(yīng)考慮的因素有：模糊控制器的性能、計算效率、語言變量的選擇、手動操作人員的情況等。 2022/5/29 61 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 設(shè)計模糊控制器規(guī)則基應(yīng)考慮的一些問題 – 控制規(guī)則的完整性 ? 模糊控制算法應(yīng)能不停地對任何一個過程狀態(tài)產(chǎn)生適當?shù)膭幼?，這個特性稱為完整性。 ? 模糊控制算法是與數(shù)據(jù)基和規(guī)則基有關(guān)的，故控制規(guī)則直接影響到完整性。 ? 控制規(guī)則的完整性好，在控制算法的完整性好。 – 控制規(guī)則的一致性 ? 如果控制規(guī)則是由手動操作人員的經(jīng)驗派生的，則控制規(guī)則可能會有各種不同的目標準則。 ? 控制規(guī)則的一致性水平反映了控制規(guī)則的目標準則是否相同或接近。 2022/5/29 62 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 設(shè)計模糊控制器規(guī)則基應(yīng)考慮的一些問題 – 控制規(guī)則的交互性 ? 控制規(guī)則所推理出來的控制量與控制規(guī)則的原則有異，顯然是不合理的。 ? 通常與其規(guī)則有關(guān)，這即是控制規(guī)則的交互性。 ? 控制規(guī)則的交互問題很復(fù)雜，目前尚不十分清楚。 ? 選擇恰當?shù)哪：N含關(guān)系算法和合成運算可以控制交互性。 2022/5/29 63 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 模糊控制規(guī)則的表示 – 用一系列條件語句表示（繁瑣，不直觀） – 用規(guī)則基表表示（簡單，明確） ? 模糊控制規(guī)則的生成方法 – 根據(jù)專家經(jīng)驗或過程控制知識生成控制規(guī)則； – 根據(jù)過程的模糊模型生成控制規(guī)則； – 根據(jù)對手工控制操作的系統(tǒng)觀察和測量生成控制規(guī)則； – 根據(jù)學(xué)習(xí)算法生成控制規(guī)則。 2022/5/29 64 模糊控制規(guī)則和控制算法 ? 模糊控制規(guī)則表 共有 7 8＝ 56條規(guī)則。 NB NM NS ZE PS PM PB NB NB NB NB NB NM ZE ZE NM NB NB NB NB NM ZE ZE NS NM NM NM NM ZE PS PS NZ NM NM NS ZE PS PM PM PZ NM NM NS ZE PS PM PM PS NS NS ZE PM PM PM PM PM ZE ZE PM PB PB PB PB PB ZE ZE PM PB PB PB PB y z x 2022/5/29 65 作業(yè) ? MATLAB仿真（ 1） – 學(xué)習(xí)使用以下函數(shù) 1. newfis 建立新的 FIS(Fuzzy Illation System) 2. addvar 在 FIS中添加變量 3. addmf 隸屬函數(shù)添加到 FIS 4. addrule 在 FIS中添加規(guī)則 5. setfis 設(shè)置模糊系統(tǒng)的特性 6. evalfis 完成模糊推理計算 7. showrule 顯示 FIS規(guī)則 8. plotfis 繪圖表示 FIS 2022/5/29 66 作業(yè) 51 使用 MATLAB建立 FIS，要求： 1. FIS名稱：“ fuzzypid”； 2. 輸入變量名稱：“ e”，論域 [3， 3]； 3. 輸入變量名稱：“ ec”，論域 [3， 3]； 4. 輸出變量名稱：“ kp”，論域 [， ]； 5. 所有語言變量值均取為： NB， NM， NS，Z， PS， PM， PB。 建立完整的模糊控制規(guī)則，在作業(yè)本上寫出完整的程序。 2022/5/29 67 作業(yè) 52 設(shè)模糊控制器進行模糊推理后的輸出為模糊量 有如下形式： 試分別用最大隸屬度法、中位數(shù)法、重心法求控制器輸出的精確值。 C0 . 1 0 . 5 0 . 5 0 . 2111 0 1 2 3 4C ? ? ? ? ? ??
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