《模糊逻辑控制技术及其应用》教学大纲
模糊逻辑控制及其应用
38
2. 模糊逻辑：
模 糊 逻 辑
它是对经典二值逻辑的补充。 被讨论的对象可不同程度的属于某 一类的； 一个命题可能亦此亦彼，存在着部 分真、部分伪。
在模糊逻辑中，利用隶属度来描述对象 属于某一类的程度。
39
模 糊 逻 辑
模糊逻辑是通过模仿人的思维 方式来表示和分析不确定、不精确 信息的方法和工具。是一种精确解 决不确定、不精确信息的方法。
5
模 糊 逻 辑 的 起 源
1-1
模糊逻辑的发展
一、模糊逻辑的起源
模糊逻辑 --- Fuzzy Logic 模糊概念、模糊现象到处存在。
6
经 典 二 值 逻 辑
-----经典二值（布尔）逻辑： 在经典二值（布尔）逻辑体系中： 所有的分类都被假定为有明确 的边界； （突变） 任一被讨论的对象，要么属于 这一类，要么不属于这一类； 一个命题不是真即是假，不存 在亦真亦假或非真非伪的情况。 （确定）
36
模 糊 络逻 技辑 术技 相术 结与 合神 经 网
因此
模糊逻辑技术与神经网络 技术各有长处和局限性，两 者相结合，可构成模糊神经 网络等，能各取所长，共生 互补。
37
1-4 模糊逻辑技术中的几个问题 一．什么是模糊逻辑？
经 典 二 值 逻 辑
1. 经典二值逻辑： 假定所有的分类都有明确的边界； 任一被讨论的对象： 要么属于这一类， 要么不属于这一类； 一个命题不是真即是伪，不存在亦 真亦伪或非真非伪的情况。
3. “解模糊化”（解模糊判决）：
解 模 糊 化
对模糊逻辑推理输出进行解模糊判 决。即在一个输出范围内，找到一个 被认为最具有代表性的、可直接驱动 控制装置的确定的输出控制值。
44
模糊逻辑控制及其应用
02
模糊逻辑控制原理
模糊逻辑基本概念
01
模糊集合
02
隶属函数
模糊集合是传统集合的扩展，它允许 元素以不同的程度属于集合。在模糊 集合中，每个元素都有一个从0到1的 隶属度，表示该元素属于该集合的程 度。
隶属函数是用来确定元素属于某个模 糊集合的程度的函数。不同的模糊集 合有不同的隶属函数。
03
模糊逻辑运算
系统结构与组成
输入输出接口
用于将模糊逻辑控制系统与被控对象进行连 接，实现信号的输入和输出。
模糊推理机
基于模糊逻辑进行推理，得出控制决策。
模糊化器
将输入的精确量转换为模糊量，以便进行模 糊推理。
去模糊化器
将模糊推理结果转换为精确量，作为控制输 出。
模糊化与去模糊化方法
模糊化方法
主要有最大值、最小值、平均值、中 心平均值等。
机器人领域应用
总结词
在机器人领域，模糊逻辑控制被用于实现机器人的自主导航、人机交互和复杂任务处理等功能，提高 机器人的智能水平和适应性。
详细描述
通过模糊逻辑控制，机器人能够处理不确定性和非线性问题，实现自主导航、避障和路径规划等功能 。此外，模糊逻辑控制还被用于机器人的语音识别、图像识别和情感识别等方面，提高机器人的交互 能力和服务质量。
模糊推理规则
模糊推理是模糊逻辑控制的核心，它基于模糊逻辑规则进行推理。这些规则通常由“如果-那么”语句形式表示，例 如，“如果温度高，则湿度低”。
模糊推理方法
常见的模糊推理方法包括最大值推理、最小值推理、中心平均值推理等。这些方法可以根据具体问题选 择使用，以实现所需的控制效果。
03
模糊逻辑控制系统设计
模糊逻辑控制及其应用
第2章-模糊逻辑控制
例2.3 设论域X={x1, x2, x3, x4, } 以及模糊集合
求 解：
2.2.3模糊集合运算的基本性质 1分配律
2 结合律 3 交换律 4吸收律
5.幂等律 6.同一律
其中x表示论域全集，Φ表示空集。 7.达·摩根律
8.双重否定律 以上运算性质与普通集合的运算性质完全相同，但是在普通集合 中成立的排中律和 矛盾律对于模糊集合不再成立，即
模糊集合的表示方法
序偶 A x, Ax x X
紧凑形式
模糊集合的例子
例2.1 在整数1．2，…，10组成的论域中， 即论域X＝{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}．设A表示模糊集合“几个”。 并设各元素的隶属度函数依次为
Ax 0,0,0.3,0.7,1,1,0.7,0.3,0,0
9．α截集到模糊集合的转换
即
2.2.4 模糊集合的其它类型运算 1．代数和
若有三个模糊集合A、B和C，对于所有的 均有
2.代数积 3.有界和 4.有界差 5.有界积 6.强制和
7.强制积
2.3 模糊关系
2.3.1 模糊关系的定义及表示
定义：n元模糊关系R是定义在直积 X1 X 2 X n 上的模糊集合.
2．2 模糊集合及其运算
2.2.1 模糊集合的定义及表示方法
上节介绍了模糊性的概念．例如到苹果园去摘“大苹果”，这里“大 苹果”便是 个 模糊的概念。如果将“大苹果”看作是一个集合．则 “大苹果”便是一个模糊集合。如前所述． 若认为差不多比2两重的 苹果称之为“大苹果”，那么，2．5两的苹果应毫无疑问地属于 “大 苹果”，如对此加以量化，则可设其属于的程度为1.2.1两苹果属于 “大苹果”的程度譬如说为0.7，2两苹果居于的程度为0.5，1.9两的 苹果届于的程度为0.3等等。以后称属 于的程度为隶属度函数，其值 可在0~1之间连续变化。可见，隶属度函数反映了模糊集合 中的元素 属于该集合的程度。若模糊集合“大苹果”用大写字母A表示，隶属 度函数用µ 表示。A中的元素用x表示,则µA (x)便表示x属于A的隶属度， 对上面的数值例子可写成
模糊控制理论及应用
《模糊控制理论及应用》课程教学大纲学分：2 总学时：36理论学时：36 面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：王冉冉大纲审定人：李有安一、说明1.课程的性质、地位和任务《模糊控制理论及应用》是电气工程及自动化专业的选修课。
主要任务是模糊控制技术作为现代工业与新产品开发的高新技术之一，受到国内外普遍重视。
通过本课程的学习掌握模糊控制技术的一般原理和方法，尤其是模糊推理技术与模糊系统模型的建模技术。
2.课程教学的基本要求先修课程：《高等数学》，《线性代数》，《自动控制理论基础》,《模糊数学》等。
在这些课程中注意讲授：模糊数学的定义，计算方法，控制的基本概念和基本方法等。
由于模糊控制理论内容抽象，国内大部分模糊课程都是面向研究生教学的，同学理解起来较困难。
同时保证课程内容的稳定性，讲课力求突出重点，突出基本原理和基本内容，同时尽量列举应用了模糊系统的实际例子，使同学们理解起来更加容易。
本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业等。
通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生应用自动控制理论分析和设计调速系统方法的掌握。
注重培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析实际问题的能力。
3.课程教学改革总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息量的前提下也能保证教学质量。
采用启发式教学，对重点内容讲深、讲透，鼓励学生自学和课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习兴趣，扩大学生在本学科领域的知识面。
二、教学大纲内容第一章模糊控制系统的结构（讲课8学时）§1-1模糊控制系统产生的背景介绍模糊控制系统产生的背景、目前的应用情况和以后的发展展望等。
§1-2自然语言与模糊集合通过对自然语言的介绍，认识模糊集合的概念。
模糊逻辑控制技术及其应用
模糊逻辑控制技术及其应用
一、模糊逻辑控制技术及其应用
模糊逻辑控制技术是一种新型的、非常有效的工业过程控制技术，它综合了统计学、数学、规则系统、模糊集理论、知识库、优化等多项技术，使用模糊控制模型来准确地模拟实际情况，从而实现了对实际过程的有效控制。
模糊逻辑控制技术主要应用于机械、电力、自动化、航空航天、石油化工、医疗机械、能源等许多领域。
模糊逻辑控制是基于一组规则的模糊控制，它可以设计出能够根据实际情况及时调整控制参数的复杂控制系统，它可以让控制系统更加智能化、灵活性强、可靠性高，能够快速、精确的响应实际系统的变化，较好的满足实际应用的要求。
模糊逻辑控制技术具有以下优点：
1. 模糊逻辑控制可以有效的消除系统中不确定性，使控制量满足实际要求，提高控制精度。
2. 模糊逻辑控制技术对系统的变化响应快，可以根据实际情况实时调整参数，使控制更加准确、灵活。
3. 模糊逻辑控制技术可以有效的缩短设计周期，降低系统维护成本，节省运行成本，提高控制精度。
模糊逻辑控制技术在实际应用中还有许多不足，这也是技术发展的前提，进一步改进模糊控制技术以及更多的应用领域也是当前技术发展的热点。
模糊控制及其应用77
第一章 概述
1. 什么是模糊控制?
模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊 现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行
控制。
2. 模糊控制的特点
与经典控制理论和现代控制理论相比，模糊控制的主要 特点是不需要建立对象的数学模型。 3. 手动控制和经验控制 操作人员根据对象的当前状态和以往的控制经验，用手动 控制的方法给出适当的控制量，对被控对象进行控制。
A (27)
lim
n
27
青年人*的次数 n
101 129
0.78
隶属函数的确定
求取论域中足够多元素的隶属度，根据这些隶属度求出 隶属函数。具体步骤为：
①求取论域中足够多元素的隶属度；
② 求隶属函数曲线。以论域元素为横坐标，隶属度为纵坐 标，画出足够多元素的隶属度（点），将这些点连起来， 得到所求模糊结合的隶属函数曲线；
纳出一套完
整的控制规
传感器 模糊推理判决
则，放在计 + 测量的
计算出
控制量
算机中。
当前值
4. 模糊控制的基本思想
首先根据操作人员手动控制的经验，总结出一套完整的控制 规则，再根据系统当前的运行状态，经过模糊推理、模糊判决等 运算，求出控制量，实现对被控对象的控制。
5. 模糊控制的发展
5.1 模糊控制的起源
3）智能模糊控制 4）三个阶段比较
基本模糊控制：针对特定对象设计，控制效果好。控制过程中规则不变，不 具有通用性，设计工作量大。
自组织模糊控制：某些规则和参数可修改，可对一类对象进行控制。 智能模糊控制：具有人工智能的特点，能对原始规则进行修正、完善和扩展，
通用性强。
6
模糊控制教学大纲
模糊控制系统稳定性的实验验证
实验目的：验证模糊控制系统的稳 定性
实验方法：通过在系统中引入扰动， 观察系统的响应，分
添加标题
实验设备：模糊控制器、被控对象、 数据采集与分析系统
实验结果：通过实验数据，分析模 糊控制系统的稳定性，并验证理论 分析的正确性
模糊控制在工程实践中 的应用
模糊规则库：根据实际需求制定模糊规则，确定输入输出变量的模糊集合和隶属度函数
模糊推理：根据模糊规则进行推理，得到输出变量的模糊集合
反模糊化方法：将输出变量的模糊集合转换为实际输出值，常用的反模糊化方法有最大值、 最小值、中心平均值等
模糊控制系统的稳定性 分析
模糊控制系统稳定性分析的方法
模糊逻辑系统稳定性分析 模糊控制系统的鲁棒性分析 模糊控制系统的稳定性判据 模糊控制系统的稳定性分析方法
模糊化：将输入的精确量转化为 模糊量
规则库：基于模糊逻辑的推理系 统
模糊推理：根据规则库进行模糊 逻辑运算
反模糊化：将输出模糊量转化为 精确量
模糊控制的应用领域
工业控制：用于控制复杂的工业过程，如化工、电力、钢铁等 智能家居：用于智能家电、智能照明等，提高家居生活的便利性和舒适性 医疗领域：用于医疗设备的控制，如呼吸机、血压计等，提高医疗设备的自动化和智能化水平 交通领域：用于智能交通系统，如自动驾驶、智能信号灯等，提高交通效率和安全性
添加副标题
模糊控制教学大纲
汇报人：XX
目录
CONTENTS
01 添加目录标题 03 模糊控制系统的组
成
02 模糊控制的基本概 念
04 模糊控制器的设计 方法
05 模糊控制系统的稳 定性分析
06 模糊控制在工程实 践中的应用
上海交大模糊控制教学大纲
《模糊控制理论与应用》研究生课程代码F031522 学分/学时2.0 /36开课时间秋课程名称模糊控制理论与应用开课学院电子信息与电气工程学院任课教师张秀彬面向专业(null)预修课程自动控制原理、工程数学、高等代数课程讨论时数8 (小时) 课程实验数0 (小时)课程内容简介本课程紧紧围绕模糊控制的基本理论及其应用技术讲授相关知识与模糊控制系统的设计方法。
内容主要包括模糊数学、模糊系统设计、模糊控制设计与计算。
课程有效地结合了理论的前瞻性和方法的实用性，可以使硕士与博士研究生通过本课程的学习，为在研究工作中遇到疑难问题时增加新的思路和解决问题的方法。
课程重视讲授模糊控制系统的建模方法和优化方法，同时还通过工业应用实例的分析以加深同学对相关理论的理解。
课程内容简介（英文）The theory about fuzzy control system and its application technology are instructed in the course，that has included fuzzy mathematics, design on a fuzzy system, contrive about control systems and its compute methods.The course will effectually combine with obvious theory and practicability of methods, therefore postgraduates will get hold of new ideas and more methods to resolve problems after the course. The modeling and methods about fuzzy control systems have been regarded by the course. And many applications of fuzzy control systems are analyzed witch used at the industry processing to help postgraduates catch on the theory of fuzzy control system.教学大纲第一章模糊控制系统概论（2学时）介绍模糊控制系统所包含的知识内容、模糊控制系统理论在工业控制中的意义与应用价值及其发展历程。
模糊数学及应用课程教学大纲
《模糊数学及应用》课程教学大纲制定日期：2008-09-18课程名称：模糊数学及应用英文名称：Fuzzy Mathematics and its application学时：32学分：2适用学科：信息与通信工程、计算机科学与技术课程性质：信息与通信工程学位课程先修课程：高等数学、离散数学一、课程的性质及教学目标模糊数学方法是信息与通信工程专业一门必修的重要的基础理论课程，它是为培养我国社会主义现代化建设所需要的高质量人才服务的。
通过本课程的学习，要使学生掌握崭新的思维方法，打破以二值逻辑为基础的传统思维，使模糊推理成为严格的数学方法。
在传授知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象概括问题的能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力，还要特别注意培养学生具有比较熟练的运算能力和综合运用所学知识去分析问题和解决问题的能力。
二、课程的教学内容及基本要求（一）序论1．了解模糊数学的发展史以及常见的数学模型及其区别。
2．了解模糊数学在现实生活中的广泛应用。
3．理解亦真亦假的命题，打破以二值逻辑为基础的传统思维。
（二）预备知识1、理解集合的相关概念以及运算；2、理解关系的概念，掌握等价关系和偏序关系的证明方法，理解等价关系和集合划分的联系；3、理解特征函数和关系矩阵的概念；4、理解映射和袋鼠系统的概念和性质；5、理解格的概念以及格与偏序集、代数系统的关系；6、理解特殊格的概念及性质。
（三）模糊集基础1．理解模糊集和隶属函数的概念，熟悉模糊集的运算规则。
2．掌握模糊集运算的推广，理解t-模和t-余模、模并和模交。
3．掌握模糊集的分解定理。
4．理解模糊集的数学表现，掌握模糊集的表现定理。
5．掌握模糊模式识别方法。
6．掌握隶属函数的确定方法。
（四）模糊关系1．理解模糊关系的基本概念及运算，理解截关系与强截关系的概念。
2．理解模糊关系的合成，熟悉模糊关系合成的性质定理。
3．理解模糊等价关系的概念以及它与普通等价关系的联系。
模糊控制技术第2章模糊逻辑的数学基础
第２章 模糊逻辑的数学基础 例2.1 在论域U={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}中
讨论“小的数”F这一模糊概念，分别写出上述三种模糊集 合的表达式。
概念的外延，一个概念所包含的那些区别于其他概念的全体 本质属性就是这概念的内涵。用集合论的观点来看，内涵是 集合的定义，外延就是组成集合的所有元素。一个概念的外 延就是一个集合。
集合中的个体称为元素，通常用小写字母u、v表示； 集 合的全体又称为论域，通常用大写字母U、V表示； u∈U， 表示元素u在集合论域U内。一个集合如果由有限个元素 组成，则称为有限集合，不是有限集合的集合称为无限集合。 集合可以是连续的，也可以是离散的。
第２章 模糊逻辑的数学基础
定义2.2 支集（Support）：模糊集合的支集是一个普
通集合，它是由论域U中满足μF(u)>0的所有u组成的，即
S={u∈U|μF(u)>0}
（2.3）
例如，在图2.1中，模糊集合B（“中年”）的支集是开
区间（35，60）。
定义2.3 模糊单点（Singleton）: 如果模糊集合F的支
第２章 模糊逻辑的数学基础
在普通集合中，任何一个元素或个体与任何一个集合之 间的关系只有“属于”和“不属于”两种情况，两者必居其 一，而且只居其一，绝对不允许模棱两可。例如，“大于100 的自 然数”是一个清晰的概念，该概念的内涵和外延均是明确的。
1. 经典集合定义 依据一定的标准进行分类，可以把不同的事物归于这一 类，或不归于这一类。 集合是具有某种特定属性的对象的全体。
模糊控制教学大纲
模糊控制教学大纲1、合同主体11 甲方：＿___________________________12 乙方：＿___________________________2、合同标的21 本合同的标的为模糊控制教学大纲的制定与实施。
22 该教学大纲应涵盖模糊控制的基本理论、方法、应用等方面的内容，包括但不限于模糊集合、模糊逻辑、模糊推理、模糊控制系统的设计与分析等。
23 教学大纲应具有明确的教学目标、教学内容、教学方法、教学进度安排以及考核方式等。
3、双方权利义务31 甲方权利义务311 甲方有权对教学大纲的制定提出要求和建议。
312 甲方有权审查教学大纲的内容，并提出修改意见。
313 甲方应按照合同约定支付相应的费用。
314 甲方应提供必要的协助和支持，以便乙方顺利完成教学大纲的制定工作。
32 乙方权利义务321 乙方有权根据教学规律和专业要求，自主制定教学大纲的具体内容和形式。
322 乙方有权要求甲方按时支付费用。
323 乙方应按照甲方的要求和国家相关教育法规、政策，制定高质量的教学大纲。
324 乙方应在约定的时间内完成教学大纲的制定，并提交给甲方审核。
325 乙方应根据甲方的修改意见，及时对教学大纲进行完善和优化。
4、违约责任41 若甲方未按照合同约定支付费用，每逾期一天，应按照未支付金额的一定比例向乙方支付违约金。
42 若乙方未在约定时间内完成教学大纲的制定，每逾期一天，应按照合同总金额的一定比例向甲方支付违约金。
43 若教学大纲的内容存在严重质量问题，不符合甲方的要求和国家相关法规政策，乙方应负责免费修改，直至达到要求；若因此给甲方造成损失的，乙方应承担相应的赔偿责任。
44 若甲方无故拒绝接受符合要求的教学大纲，应向乙方支付合同总金额的一定比例作为违约金。
5、争议解决方式51 本合同在履行过程中发生的争议，由双方协商解决。
52 协商不成的，任何一方均有权向有管辖权的人民法院提起诉讼。
模糊控制的发展及应用教案
模糊控制的发展及应用教案模糊控制（Fuzzy Control）是一种基于模糊逻辑的控制方法，它是在20世纪70年代由美国学者托马斯·斯嘉里（Lotfi A. Zadeh）提出的。
与传统的控制方法相比，模糊控制具有更好的适应性和鲁棒性，能够更好地应对复杂和不确定的系统。
模糊控制的基本原理是将模糊原理应用于控制过程中的系统建模和决策。
在传统的控制方法中，系统的输入和输出都是准确的数值，而在模糊控制中，输入和输出可以是模糊的概念，例如“冷”、“温暖”、“高速”等。
通过模糊化（Fuzzification）、模糊推理（Fuzzy Inference）和去模糊化（Defuzzification）三个步骤，将模糊的输入转化为模糊的输出，最终通过反模糊化将输出恢复为准确的数值。
模糊控制的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖各个领域。
以下是模糊控制在几个具体领域的应用示例：1. 工业控制：模糊控制在工业控制领域得到了广泛应用，例如温度控制、液位控制、压力控制等。
通过模糊控制，不需要精确的数学模型，就可以实现较好的系统响应和稳定性。
2. 交通系统：模糊控制可以用于交通信号灯的优化控制，通过对交通流量和道路状况的模糊推理，实现交通信号灯的智能控制，提高交通效率和缓解拥堵。
3. 机器人控制：模糊控制在机器人控制中有着广泛应用，可以用于路径规划、避障、动作控制等。
与传统的控制方法相比，模糊控制能够更好地应对环境的不确定性和复杂性。
4. 医疗诊断：模糊控制可以用于医疗诊断，通过对患者的症状和疾病特征进行模糊推理，辅助医生进行病情判断和诊断。
5. 金融领域：模糊控制在金融领域可以用于风险评估和投资决策。
通过对市场指数、经济数据等进行模糊推理，帮助投资者判断风险和做出科学的投资决策。
总的来说，模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，具有更好的适应性和鲁棒性，能够应对复杂和不确定的系统。
其在工业控制、交通系统、机器人控制、医疗诊断和金融领域等多个领域都有着广泛的应用。
模糊逻辑控制及其应用
糊六
逻章
辑
控
制 技 术 应 用
数 字 单 片 机
模
第六章 数字单片机 模糊逻辑控制技术应用
1
模第
糊六
逻章
辑
控
制 技 术 应 用
数 字 单 片 机
第六章 数字单片机模糊逻辑控制技术应用
6-1 数字单片机与模糊逻辑控制技术 6-2 数字单片机模糊逻辑控制技术的
应用
2
模
糊 逻 辑 控 制 技
数 字 单 片 机
它是一个控制器。
单
根据输入的检测结果（温度、湿度、 红外检测的结果）
片
→经过模糊推理
微
→分别控制磁控管、加热器、报警 电路等。
机
单片微机应具有能满足性能要求 的CPU，足够的A/D转换器，相应的 I/O口，一定的内存容量等。
22
模 糊 量
2． 模糊量与推理规则
在模糊控制微波炉中，需要考 虑的因数有五个：
18
磁 ⑶输出控制电路
控
① 磁控管控制电路
管
磁控管在固定的磁感应强度和
控
稳定的阳极电压下工作，其输出功 率恒定，效率也保持基本不变。
制
磁控管控制电路：
电
采用占空比调节磁控管输出
路
功率平均值的方法。
19
加 热 控丝 制和 电炉 路腔 照 明
② 加热丝控制电路 对加热丝的控制，可以采用
移相调压电路，也可以采用占空 比调节的方法。
术
6-1 数字单片机与模糊逻辑控制技术
数字单片微机： 体积小 片内含有多种存储和外围接口部件 计算机基本功能俱全 适合于家电、智能仪器仪表、移动
性自动化设备和通讯设备，以及许多专 用的控制系统。
模糊控制技术课程设计
模糊控制技术课程设计一、课程背景模糊控制技术是应用于自动控制领域中的一种先进控制方法，被广泛应用于各种工业、农业、军事和民用领域。
随着信息技术和控制技术的飞速发展，模糊控制技术在未来将越来越重要。
因此，深入掌握模糊控制技术的原理和应用，是当前自动化控制专业学生必须要掌握的重要课程。
二、课程目标本课程旨在通过课堂讲解、实验模拟、期末课程设计等方式，掌握模糊控制技术的基本原理和应用，提高学生的实际操作能力和综合素质。
三、课程内容1. 模糊控制基础•模糊数学基础•模糊关系•模糊推理2. 模糊控制器设计•模糊控制系统的结构•模糊控制器的设计方法•模糊控制器的参数调整3. 模糊控制应用•基于模糊控制的温度控制•基于模糊控制的速度控制•基于模糊控制的水平控制四、课程要求1. 学习要求•认真听课，积极参与课堂讨论•熟悉模糊控制器的基本原理和应用•熟练掌握课程实验操作流程2. 考核要求•实验成绩：30%•作业成绩：20%•期末课程设计：50%五、实验内容1. 模糊数学基础实验•学习模糊数学的基本概念及运算方法•学习模糊集合的性质和运算规律2. 模糊控制器设计实验•学习模糊控制节点的组成和工作原理•进行模糊控制器的设计和调试3. 模糊控制应用实验•学习模糊控制在温度、速度、水平控制上的应用•进行基于模糊控制的温度控制、速度控制、水平控制实验六、期末课程设计题目设计一款模糊控制小车，能够自动跟随给定路径行驶，实现自主导航功能。
七、学生反馈本课程内容丰富，实用性强，帮助我们深入理解自动控制领域中的模糊控制方法及应用。
同时，实验环节的设计也非常贴近实际操作，对我们的实际操作能力提升非常有帮助。
期末课程设计的设计题目也符合现在自动化控制领域的应用需求，非常实用。
3-5模糊逻辑控制及其应用
8
传 统 控 制 方 法 的 局 限 性
2．传统控制方法的局限性 ． 若用计算机实现传统控制方法： 若用计算机实现传统控制方法： A. 首先要设定控制目标值。 首先要设定控制目标值。 B. 根据被控对象的特性变化和环 境变化，通过负反馈原理， 境变化，通过负反馈原理，不断进行 调节，以跟踪所设定的目标值。 调节，以跟踪所设定的目标值。 C. 设计一个满足控制目标的控制 必须要有数学模型。 器，必须要有数学模型。 实际上有很大困难， 实际上有很大困难，特别是对复 杂的非线性系统和多因素的时变系统。 杂的非线性系统和多因素的时变系统。
知识工程学+ 知识工程学+模糊推理
19
预 测 型 模 糊 控 制 法
2． 预测型模糊控制法 ． 知识工程学 + 模糊推理 + 通过对被控对象动态特性的 模拟而建立的系统模型 即： 预测型模糊控制法 = 状态估计模糊控制法 + 通过对被控对象动态特性的 模拟而建立的系统模型。 模拟而建立的系统模型。
16
规 则 的 形 成 和 推 理
2．模糊规则的形成和推理： ．模糊规则的形成和推理： 模糊规则的形成： 模糊规则的形成： 把有经验的操作人员或专家的 控制知识和经验， 控制知识和经验 ， 制定出若干个 模糊控制规则， 模糊控制规则 ， 并加以形式化数 字处理以后，存入计算机。 字处理以后，存入计算机。 这些规则可以用自然语言来表 达。 根据模糊集合和模糊关系理论， 根据模糊集合和模糊关系理论 ， 对于不同类型的模糊规则， 对于不同类型的模糊规则 ， 可以 用不同的模糊推理方法。 用不同的模糊推理方法。
13
模 糊 逻 辑 控 制 系 统 结 构
14
给 定 值 R + -
模糊逻辑在控制系统中的应用
模糊逻辑在控制系统中的应用第一章：引言近年来，随着科技的不断发展和智能控制技术的不断突破，控制系统在各个领域得到了广泛应用和不断完善。
而在这一系列技术中，模糊逻辑控制系统已经成为了研究的热点之一。
本章将从控制系统的发展背景和模糊逻辑的概念出发，介绍模糊逻辑在控制系统中的应用重要性和价值。
第二章：控制系统的发展背景控制系统是指通过传感器获取环境信息，然后经过处理和计算，以控制执行器实现对被控制对象的控制和调节。
控制系统的发展源远流长，可以追溯到人工智能的初期。
在传统的控制方法中，控制器通过固定的规则和精确的数学模型来实现对被控制对象的精确控制。
然而，这种传统的控制方法在模糊的环境下表现不佳，对于系统的非线性和不确定性较强的情况下并不适用。
第三章：模糊逻辑的概念及特点模糊逻辑是一种基于模糊集合理论的数学工具，用于处理模糊的、不确定的和模糊的信息。
与传统的二值逻辑不同，模糊逻辑允许信息以模糊的形式处理，并在处理中考虑到信息的不确定性。
模糊逻辑的特点有三个方面：一是具有灵活性和适应性，可以适应不同的环境和应用需求；二是能够处理模糊的、不确定的信息，并能够在信息不完整的情况下做出合理的决策；三是能够模拟人类的思维过程，使得系统的决策更加符合人们的直观判断。
第四章：模糊逻辑在控制系统中的应用非常广泛，具有很高的实用价值。
一方面，模糊控制系统可以通过模糊推理来处理模糊和不确定的输入信息，并输出模糊的控制命令。
这种方式可以提高控制系统对复杂系统的适应能力，使得系统能够在给定的环境下做出更为合理的决策。
另一方面，模糊控制系统还可以通过模糊控制器来实现对多变量和非线性系统的控制。
模糊控制器能够根据系统的输入和输出关系，在不需要准确的数学模型的情况下进行控制，具有一定的鲁棒性和适应性。
第五章：模糊逻辑在工业控制中的应用在工业控制领域，模糊逻辑的应用也是非常重要和广泛的。
例如，在温度控制系统中，模糊控制器可以根据温度的模糊输入和模糊输出关系来实现对温度的精确控制。
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《模糊逻辑控制技术及其应用》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：CS416
2、课程名称（中/英文）：
模糊逻辑控制及其应用 / Fuzzy Logic Control and Application
3、学时/学分： 36/2
4、先修课程：计算机原理、计算机组成、微机接口、数字逻辑电路
5、面向对象：计算机应用专业本科生（选修）
6、开课院（系）、教研室：电子信息与电气工程学院计算机科学与工程系
7、教材、教学参考书：
“模糊逻辑控制技术及其应用”窦振中编著北京航空航天大学出版
二、课程性质和任务
模糊逻辑技术在嵌入式系统、工程控制、财政金融、数据挖掘等领域有着广阔的应用前景。
“模糊逻辑控制及其应用”是为计算机应用专业本科生所开设的学科前沿选修课程。
其主要任务是：通过本课程的学习，学生在了解有关模糊逻辑控制技术的基本概念和有关理论的基础上，掌握模糊逻辑控制技术的基本工作原理，以及模糊逻辑控制系统设计基本知识。
通过数字单片微机模糊逻辑控制系统有关实例的学习，对模糊逻辑的应用技术有一定的了解。
三、教学内容和基本要求
1．模糊逻辑概述
了解模糊逻辑技术的发展
了解模糊逻辑与人工智能的关系
了解模糊逻辑技术中的几个问题
2．模糊逻辑及其理论基础
了解并掌握模糊逻辑的有关概念
理解经典集合与模糊集合的不同概念
理解二值逻辑、多值逻辑和模糊逻辑的区别
了解模糊逻辑推理方法
了解并掌握几种解模糊判决算法
3．模糊逻辑控制的工作原理
了解传统控制方法及其局限性
掌握模糊逻辑控制的工作原理
4．模糊逻辑控制器（FLC）
了解模糊逻辑控制器的基本结构和各部分的功能
了解模糊逻辑控制器的基本设计原则和方法
5．模糊逻辑控制系统的设计
了解并掌握模糊逻辑控制系统的一般设计过程
理解模糊逻辑控制系统设计举例的内容
6．数字单片机模糊逻辑控制技术的应用
了解数字单片机与模糊逻辑控制技术的关系
理解并掌握数字单片机模糊逻辑控制技术的应用
7．模糊逻辑控制软件开发工具
了解模糊逻辑控制系统开发与传统控制系统开发的不同之处了解模糊逻辑控制技术软件开发工具及使用方法
8．模糊逻辑控制集成电路和模糊计算机
了解模糊逻辑硬件电路
了解模糊计算机的有关知识
四、实验（上机）内容和基本要求
本课程要求学生，对于应用模糊逻辑控制软件开发工具，实现模糊逻辑技术应用系统的仿真开发方法有一定的了解。
五、对学生能力培养的要求
1.在课内教学活动中能力培养的安排及要求
在课内教学活动中着重于培养学生理解模糊逻辑的基本理论和概念，模糊逻辑控制技术的应用方法和技术。
2.教学实践活动中能力培养的安排及要求
通过实例的介绍，加深学生对模糊逻辑控制技术的基本工作原理、模糊逻辑控制器和模糊逻辑控制系统的设计知识的理解，培养学生从事科学研究工作的能力。
为有条件的学生提供模糊逻辑控制软件开发工具，实现模糊逻辑技术应用系统的仿真开发。
六、其它说明
本课程采用计算机电化教学。