自動(dòng)化前沿技術(shù)課程論文-模糊控制的現(xiàn)狀及發(fā)展-在線(xiàn)瀏覽
2024-07-31 13:30本頁(yè)面
【正文】 。 trends； 引言 自從 1965 年美國(guó)自動(dòng)控制理論專(zhuān)家 首先提出來(lái)創(chuàng)立的模糊集理論 描述客觀(guān)世界存在的不確定信息以來(lái)，模糊邏輯理論有了飛躍的發(fā)展 。模糊控制能夠?qū)⑷说闹悄苤苯討?yīng)用于控制過(guò)程，將智能控制的高層次決策和低層次控制實(shí)現(xiàn)結(jié)合于一體。 模糊控制定義為 “ 基于模糊集合理論、模糊邏 輯，并 同傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合 ， 模擬人的思維方式，對(duì)難以建立數(shù)學(xué)模型的對(duì)象實(shí)施的一種控制方法 [1]， 基本思想是在被控對(duì)象模糊模型的基礎(chǔ)上，用機(jī)器去模擬人對(duì)系統(tǒng)控制的一種方法，是一種擬人類(lèi)智能形式 .屬于非線(xiàn)性控制，是智能控制中的一種。就是在被控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊控制器近似推理等手段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的方法?？梢栽谔幚聿痪_性和不確定性問(wèn)題中獲得可處理性、魯棒性。它的核心部分是模糊控制器，它主要包括輸人量的模糊化、模糊推理和模糊判決三部分。 （ 2） 計(jì)算誤差變化率 （ de/dt）。即把誤差及誤差變化率模糊化變成模糊量 E， Ec?？刂埔?guī)則 為控制中所需要的控制策略，它是模糊控制器的核心。 （ 5） 模糊推理。 （ 6） 模糊判決。 模糊控制優(yōu)缺點(diǎn)及問(wèn)題 基于模糊控制的控制系統(tǒng)具有如下突出優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 模糊控制是一種基于規(guī)則的控制，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，對(duì)于具有一 定操作經(jīng)驗(yàn)而非控制專(zhuān)業(yè)的工作 者，模湖控制方 法易于掌握，系統(tǒng)機(jī)觀(guān)和策略易于接受與理解，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用。 （ 3） 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，允其適合于非 線(xiàn)性、時(shí)變及純滯后系統(tǒng)的控制。 （ 5） 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，這使得操作人員易于通過(guò)人的自然語(yǔ)言進(jìn)行人機(jī)界面聯(lián)系，這些模糊條件語(yǔ)言很容易加 入到過(guò)程控制環(huán)節(jié)上。 然而 模糊控制 在 信息簡(jiǎn)單的模糊處理上將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動(dòng)態(tài)品質(zhì)變差，使模糊控制的設(shè)計(jì) 缺乏系統(tǒng)性，這對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的控制 是難以奏效的。 盡管模糊控制理論已經(jīng)取得了可觀(guān)的進(jìn)展，但與常規(guī)控制理論相比仍不成熟。另 — 方面，常規(guī)模糊控制需要不斷改進(jìn)穩(wěn)態(tài)控制情度和提高智能水平與適應(yīng)能力。模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法已成為研究的熱點(diǎn) ， 二者的結(jié)合有效地推動(dòng)了自學(xué)習(xí)模糊控制的發(fā)展 模糊控制發(fā)展趨勢(shì) 將現(xiàn)有的各種控制理論加以結(jié)合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，或者將其它學(xué)科的理論、方法引入工業(yè)控制，走交叉學(xué)科的道路。典型的如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和基于專(zhuān)家系統(tǒng)的控制。比較成熟的是模糊控制，它具有不依賴(lài)被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型、能克服非線(xiàn)性因素的影響、對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象的參數(shù)變化具有較強(qiáng)的魯棒性等優(yōu)點(diǎn) [2]。它的典型應(yīng)用如：用于工業(yè)控制的模糊控制器，模糊 邏輯在工業(yè)模型及參數(shù)辯識(shí)中的應(yīng)用，基于模糊邏輯的效率優(yōu)化控制，基于模糊邏輯的智能逆變器的研究等。 可靠性高，實(shí)時(shí)性好是對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。這些電路大多為模擬數(shù)字混合電路，既提高了可靠性、抗干擾性，又縮短了開(kāi)發(fā)周期和研制費(fèi)用，減 小了體積，因而發(fā)展很快。所以工業(yè)控制專(zhuān)用集成電路品種、規(guī)格繁多，產(chǎn)品資料和應(yīng)用資料十分豐富 [3]。當(dāng)前工業(yè)控制的發(fā)展越來(lái)越趨于多樣化、 復(fù)雜化。這時(shí)可以考慮自己開(kāi)發(fā)工業(yè)專(zhuān)用的控制芯片。作為開(kāi)發(fā)設(shè)備， FPGA 可以方便地實(shí)現(xiàn)多次修改。由于 FPGA 的集成度非常大，一片 FPGA少則幾千個(gè)等效門(mén)，多則幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)個(gè)等效門(mén)。它借助于硬件描述語(yǔ)言 (VHDL 或 Verilog HDL)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)， VHDL 是一種
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