【正文】 在 1979 年提出給模糊控制器增加學習功能。 通過了解 新的信息 ，在根據(jù)新的新的信息 對控制量做出相應的調整，從而使得系統(tǒng)的性能大大改善 [9]。它用在了 蒸汽機和鍋爐的控制過程中，而且 控制效果比常規(guī) PID 調節(jié)器好很多。 其 控制 的 方法是通過把操縱人員的經(jīng)驗轉化為計算機所能理解的控制策略，為不知道精確模型的生產(chǎn)過程提供了較為簡單的模式。在隨后的幾年中，美國、荷蘭、日本和丹麥 等通過模糊控制方法 在溫度、十字路口交通樞紐指揮、 汽車速度等其他領域得到了成功的應用。它是由 英國的 和 兩位學者提出 的。 自組織的模糊控制器 提出以后 ， 讓 模糊控制器有了新的發(fā)展方向，邁入了“智能化”的發(fā)展階段。 八十 年代后期，由于模糊控制技術的興起，在日本爆發(fā)了一次革命 。這些成果已經(jīng)被廣泛的應用于各個領域。 在國外 著手研究 的同時，國內(nèi) 的研究 也 取得 了 良好的效果，在 20 世紀 70 年代末，模糊數(shù)學傳入了我國，在 1980 年，中國模糊數(shù)學與模糊系統(tǒng)學會在我國成立了。 1988年，“模糊推理機分離元件樣機”誕生了。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 25 頁 模糊控制的特點 模糊控制語言在模糊控制中很重 要，它可以極其有效地表 現(xiàn)出 人類 的思考方式 以及 對 復雜事物 的控制方法 。但是采用了模糊控制的技術，這些問題就可以很好地解決了。 模糊控制系統(tǒng)通過把 操作人員 多年形成的 控制經(jīng)驗 和專業(yè)人員的知識 相結合 成控制規(guī)則來控制。所以，模糊控制適合于系統(tǒng)復雜，難于或者無法建立精確模型系統(tǒng)的控制。 在模糊控制中，模糊規(guī)則和推理是根據(jù) 專 業(yè)人員的 知識或操作人員的成熟經(jīng)驗 的總結而成的，通過這些知識的不斷更新，使得控制系統(tǒng)的適應能力不斷增強，滿足生產(chǎn)過程的需要。 模糊控制采用 連續(xù) 多值 的邏輯方式來適應參數(shù)的變化，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的控制要求。 在生產(chǎn)過程中，對控制系統(tǒng)進行定性的分析，就能很好的建立模糊規(guī)則和參數(shù)。系統(tǒng)的軟 件和 硬件實現(xiàn)都比較方 便。 模糊控制它經(jīng)常被當做傳統(tǒng)控制的補充和改進方法同時又與傳統(tǒng)控制相結合，并且用在各種復雜的自動化控制系統(tǒng)中 。這些成果引發(fā)了其 他的控制理論研究人員以及相關領域的工程技術人員對這個領域產(chǎn)生了很大的興趣。還有以下幾個方面要改善，例如： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 25 頁 (1) 建立一套 較為完整的 模糊控制理論。 隨著生產(chǎn)過程的復雜程度不斷加深，一種控制策略已經(jīng)無法滿足要求，往往需要采用兩種或者多種控制策略的結合，并且在生產(chǎn)過程中采用動態(tài)特性上的互補來取得很好地控制。 (3) 使智能化控制 得到實現(xiàn)。 (5) 將 鉆研出的結論 用到 控制 過程中，促進工程的生產(chǎn)，同時加快模糊集成芯片和模糊控制裝置的發(fā)展，把這些芯片和裝置向簡單實用的方向發(fā)展。 隨著研究的深入，以后的應用前景將會十分廣闊。簡單的介紹了模糊控制的特點和將來的發(fā)展方向。 專家為了滿足生產(chǎn)過程的需要，設計出了模糊控制系統(tǒng)。 模糊控制系統(tǒng)組成 模糊控制 系統(tǒng)的結構 如圖 所示 。 模糊控制器 需要用到 計算機程序 或者 硬件 ，通過這兩樣就可以 實現(xiàn)模糊控制算法的存放。這 個輸入量在 模糊控制器 算法 的作用下 ， 得 出 對應的 控制量。 (3) 執(zhí)行機構：包括 各種各樣的電動機還有液壓缸等。 上述中提到的一些難以建立精確的數(shù)學模型的用了模糊控制將會得到很好地控制。 被控制量 有位移、速度、加速度和溫度等等都是非電量的。 模糊控制器 D/A 執(zhí)行機構 被控對象 A/D 傳感器 給定值 r + _ 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 25 頁 圖 模糊控制系統(tǒng)的工作原理圖 模糊控制系統(tǒng) 至關 重要的組成部分為模糊控制器。 這個 可以通過計算機的程序或者模糊控制通用芯片來實現(xiàn)，下面講述下計算機實現(xiàn)的具體過程。計算機 通 過采樣 ，把所得到 系統(tǒng)被控量的精確值 與給定值進行比較記錄兩者之間的差值。 (3) 輸入量的模糊化。 (4) 控制規(guī)則。 (5) 模糊推理。 (6) 模糊判決。 模糊控制器的設計要求 模糊控制器的設計 一環(huán)套著一環(huán)的，先根據(jù)對象 的 輸入和輸出，確定輸入和輸出之后就要選擇它的結構；結構確定完了還要經(jīng)過 A/D轉化，最后一步把轉化后的值輸入到控制器中。 在這個要求中，首先要確定模糊控制器 輸入 的變量d/dt 模糊化 模糊推理 去模糊 D/A 執(zhí)行機構 被控對象 A/D 傳感器 控制規(guī)則 給定值 r + — y 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁 共 25 頁 和輸出 的 變量， 恰恰像上面描述的那樣 ，模糊控制器是模糊控制系統(tǒng)的核心，它結構的選擇對整個系統(tǒng)有著很大的影響 。 (2) 模糊控制器是 一種語言型控制器。 模糊控制器里面的規(guī)則并不是客觀世界中本來就存在的，它是設計者 在設計過程中， 結合專業(yè)人員的知識， 慢慢的總結在實驗中得到的實驗數(shù)據(jù) 或者從有經(jīng)驗的操作人員那歸納的，經(jīng)過了去偽求真、去粗求精的過程才形成的。 (3) 選擇 模糊控制器中的模糊化和反模糊化的方法。 (4) 模糊控制器 中參數(shù)的計算和確定 。 (5) 模糊控制軟件開發(fā)。 其工作過程如下： 第一步是 將給定 的 轉速和實際 的轉速兩者相減之后得到的 值 作為 模糊控制器的輸入量 。 第三步把這個模糊值去模糊化，變成精確值，方便執(zhí)行機構的執(zhí)行。 其詳細步驟如下 ： (1) 模糊化過程： 把輸入的精確值轉化為模糊值 ， 即 將數(shù)字 量的 表現(xiàn)形式轉化為相應的模糊子集， 這個過程 通過隸屬度函數(shù)實現(xiàn)。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 25 頁 (2) 模糊推理： 根據(jù)在操作控制系統(tǒng)時之前制定的模糊條件，組成所需要的模糊控制規(guī)則。詳細的 模糊推理 算法 有 Zadeh法， Mamdani法以及強度轉移法。精確化 過程 包含 了 兩個方面。第二方面是 將表示在論域范圍的清晰量經(jīng)過尺度 的 變換，變成實際的控制量范圍的清晰量 。但是在這個計算過程中， 隨著選擇 計算方法的 不同，所計算出的值也會不同。 最大隸屬度法的計算方法 是先確定控制系統(tǒng)的的模糊論域，在這個模糊集合的論域中，有 n 個點 u 的隸屬度都取最大值。 即 j( u ) ( u)A =m a x( A ) ,j =1,2, ,n （ ） 取最大的絕對值的點 最為模糊集合的代表點即 jkm ax( u )= u ，klomu =u （ ） 重心法又 可以 稱 為 面積中心法，是取隸屬度函數(shù)曲線與橫坐標圍成面積的重心作為輸出值。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 25 頁 4 直流電機 的 PID 控制及其仿真 直流電動機在日常生活中的應用領域非常廣，它有良好的啟動和制動性能。 直流電動機雙 閉環(huán)調速系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用最為廣泛，它采用的是內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，外環(huán)為轉速環(huán)的結構，這樣確保了最大允許的恒電流，使 調速系統(tǒng) 在 最大的加速度 的情況下 達到穩(wěn)定 。最后，通過外轉速 環(huán)的反饋 使得電動機 的 轉速 保持 恒定。 圖 直流電機雙閉環(huán)調速系統(tǒng)結構原理圖 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)有著很廣泛的應用，它的結構圖也是眾所周知。 這兩個環(huán)組成了 電流調節(jié)器 (ACR)和 轉速調節(jié)器 (ASR)，它們通過串聯(lián)而形成了整個調速系統(tǒng)。 圖 中的 E是電樞反電動勢，它是在勵磁作用下形成的。 然后在利用電流調節(jié)器