模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用-展示頁(yè)
2025-07-16 15:02本頁(yè)面
【正文】 體現(xiàn)在控制器的研究和開(kāi)發(fā)以及各類(lèi)實(shí)際應(yīng)用中, 目前模糊控制已經(jīng)應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。 2) 自適應(yīng)能力有限。第二, 模糊控制可以不需被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型即可實(shí)現(xiàn)較好的控制, 這是因?yàn)楸豢貙?duì)象的動(dòng)態(tài)特性已隱含在模糊控制器輸入、輸出模糊集及模糊規(guī)則中。(5) 模糊控制系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng), 干擾和參數(shù)變化對(duì)控制效果的影響被大大減弱, 尤其適合于非線性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制。 但一個(gè)系統(tǒng)的語(yǔ)言控制規(guī)則卻具有相對(duì)的獨(dú)立性, 利用這些控制規(guī)律間的模糊連接, 容易找到折中的選擇, 使控制效果優(yōu)于常規(guī)控制器。(2) 由工業(yè)過(guò)程的定性認(rèn)識(shí)出發(fā), 比較容易建立語(yǔ)言控制規(guī)則, 因而模糊控制對(duì)那些數(shù)學(xué)模型難以獲取、動(dòng)態(tài)特性不易掌握或變化非常顯著的對(duì)象非常適用。模糊控制具有以下特點(diǎn):(1) 模糊控制是一種基于規(guī)則的控制。相對(duì)傳統(tǒng)控制, 包括經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論。從信息技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看, 模糊控制是一種基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)。1974 年英國(guó)的Mamdani 首先用模糊控制語(yǔ)句組成模糊控制器,并把它用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制, 在實(shí)驗(yàn)室獲得成功, 這一開(kāi)拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生。 模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用 一、模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用背景模糊控制系統(tǒng)是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。1965年美國(guó)的扎德創(chuàng)立了模糊集合論, 1973 年, 他給出了模糊邏輯控制的定義和相關(guān)的定理。模糊控制系統(tǒng)主要是模擬人的思維、推理和判斷的一種控制方法, 它將人的經(jīng)驗(yàn)、常識(shí)等用自然語(yǔ)言的形式表達(dá)出來(lái), 建立一種適用于計(jì)算機(jī)處理的輸入輸出過(guò)程模型, 是智能控制的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。從控制系統(tǒng)技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看, 模糊控制是一種普遍的非線性特征域控制器。模糊控制能避開(kāi)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型(如狀態(tài)方程或傳遞函數(shù)等) , 它力圖對(duì)人們關(guān)于某個(gè)控制問(wèn)題的成功與失敗和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行加工, 總結(jié)出知識(shí), 從中提煉出控制規(guī)則, 用一系列多維模糊條件語(yǔ)句構(gòu)造系統(tǒng)的模糊語(yǔ)言變量模型, 應(yīng)用CRI 等各類(lèi)模糊推理方法,可以得到適合控制要求的控制量, 可以說(shuō)模糊控制是一種語(yǔ)言變量的控制。它直接采用語(yǔ)言型控制規(guī)則, 出發(fā)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)專(zhuān)家的知識(shí), 在設(shè)計(jì)中不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型, 因而使得控制機(jī)理和策略易于接受與理解, 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 便于應(yīng)用。(3) 基于模型的控制算法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法, 由于出發(fā)點(diǎn)和性能指標(biāo)的不同, 容易導(dǎo)致較大差異。(4) 模糊控制算法是基于啟發(fā)性的知識(shí)及語(yǔ)言決策規(guī)則設(shè)計(jì)的, 這有利于模擬人工控制的過(guò)程和方法, 增強(qiáng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力, 使之具有一定的智能水平。除此, 模糊控制還有比較突出的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):第一, 模糊控制在許多應(yīng)用中可以有效且便捷地實(shí)現(xiàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)。模糊控制也有缺陷, 主要表現(xiàn)在: 1) 精度不太高。 3) 易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。各類(lèi)模糊控制器也非常多, 模糊控制器的研究一直是控制界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題, 而關(guān)于模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析則是模糊控制需要研究和解決的基本問(wèn)題。開(kāi)發(fā)模糊控制系統(tǒng)的軟件工具也出現(xiàn)了不少。1．與其它智能控制的結(jié)合或融合模糊控制與其它智能控制的復(fù)合產(chǎn)生了多種控制方式方法。模糊PID 控制器是一種雙?？刂菩问?。從PID 控制角度出發(fā), 提出FI —PI、FI —PD、FI —PID 三種形式的模糊控制器, 并能運(yùn)用各種方式得出模糊控制器中量化因子、比例因子同PID 控制器的因子KP 、KI 、KD之間的關(guān)系式。有人試圖利用GA 算法, 通過(guò)性能指標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù), 決定模糊控制器的Ke 、Kec 、Ku 等參數(shù)。目前主要有通過(guò)采用一種帶有修正因子的控制算法, 改變控制規(guī)則的特性。 還有一種是對(duì)控制規(guī)則進(jìn)行分級(jí)管理, 提出自適應(yīng)分層模糊控制器。 更進(jìn)一步的是采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模糊控制規(guī)則及參數(shù)進(jìn)行調(diào)整, 也是一種實(shí)現(xiàn)模糊自適應(yīng)控制的好方法。模糊系統(tǒng)是建立在IF2THEN 表達(dá)式之上, 這種方式容易讓人理解, 但是在自動(dòng)生成和調(diào)整隸屬函數(shù)和模糊規(guī)則上卻很困難。現(xiàn)有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代表性的模型有感知器、多層映射、BP 網(wǎng)絡(luò)、RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)局部或全部的模糊邏輯控制功能, 前者如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模糊控制規(guī)則或模糊推理, 后者通常要求網(wǎng)絡(luò)層數(shù)多于3 層。 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬函數(shù)及推理規(guī)則的獲取方法, 具有模糊連接強(qiáng)度的模糊神經(jīng)網(wǎng)等, 均在控制中有所應(yīng)用。4）遺傳算法優(yōu)化的模糊控制考慮到模糊控制器的優(yōu)化涉及到大范圍、多參數(shù)、復(fù)雜和不連續(xù)的搜索表面, 而專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)只能起一個(gè)指導(dǎo)作用, 很難根據(jù)它準(zhǔn)確地定出各項(xiàng)參數(shù),
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