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...新版220
控制系统的模糊控制理论与应用
控制系统的模糊控制理论与应用控制系统是指通过对特定对象的操作，以达到预期目标的过程。
在控制系统中，模糊控制理论是一种常用的控制方法。
本文将介绍控制系统的模糊控制理论以及其应用。
一、模糊控制理论的基本概念模糊控制理论是一种基于模糊逻辑的控制方法，它模拟了人类的思维和决策过程。
与传统的精确控制方法相比，模糊控制理论能够应对现实世界中存在的模糊不确定性和非线性关系。
1. 模糊集合模糊集合是模糊控制理论的基础，它是对现实世界中一类事物或对象的模糊描述。
不同于传统的集合理论，模糊集合允许元素以一定的隶属度或可信度属于这个集合。
2. 模糊逻辑模糊逻辑是模糊控制理论的核心，它用于描述和处理具有模糊性质的命题和推理。
模糊逻辑采用模糊集合的运算规则，能够处理模糊不确定性和非精确性的信息。
3. 模糊控制器模糊控制器是模糊控制系统的核心组件，它基于模糊逻辑进行决策和控制。
模糊控制器通常由模糊规则库、模糊推理机和模糊输出函数组成。
二、模糊控制理论的应用领域模糊控制理论具有广泛的应用领域，并在许多实际问题中取得了良好的效果。
1. 工业控制在工业控制领域，模糊控制理论可以应对复杂的非线性系统和参数不确定性。
例如，在温度控制系统中，模糊控制器可以根据当前的温度和环境条件，控制加热器的输出功率，以使温度保持在设定范围内。
2. 智能交通在智能交通系统中，模糊控制理论可以用于交通信号灯控制、车辆路径规划和交通流量优化。
通过根据交通状况和道路条件动态调整信号灯的时序，可以提高交通效率和道路安全性。
3. 机器人技术在机器人技术中，模糊控制理论可以用于机器人路径规划、动作控制和感知决策。
通过将环境信息模糊化，机器人可以根据当前的感知结果和目标任务制定合理的动作策略。
4. 金融风险控制在金融风险控制中，模糊控制理论可以用于风险评估和交易决策。
通过建立模糊规则库和模糊推理机制，可以根据不确定和模糊的市场信息制定合理的交易策略。
三、模糊控制理论的优势和发展方向模糊控制理论具有以下几个优势，使其在实际应用中得到了广泛的应用和研究：1. 简化建模过程：相比传统的控制方法，模糊控制理论能够简化系统的建模过程，减少系统的复杂性。
控制逻辑和方法-概述说明以及解释
控制逻辑和方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述控制逻辑和方法在不同领域和行业中都起着重要的作用。
它们是一种用于指导和调节系统行为的手段，通过对输入信号的处理和输出响应的控制，实现对系统的稳定性和性能进行优化。
在自动化、电子工程、机械工程等领域中，控制逻辑和方法被广泛应用于各种系统的设计和控制中。
无论是工业自动化生产线还是家用电器，都需要一种有效的控制方法来确保系统的正常运行和优化性能。
控制逻辑是指根据系统的输入和输出之间的关系，确定系统的控制策略和步骤的一种逻辑表达。
它可以基于数学模型、经验规则或专家知识来定义。
控制逻辑可以采用不同的方法和算法，例如经典控制理论中的比例-积分-微分（PID）控制和现代控制理论中的模糊控制和神经网络控制等。
控制方法则是根据特定的控制逻辑，采用一系列实施控制的手段和技术来实现对系统状态和输出的调节。
根据控制方法的不同，可以将其分为单一控制方法和组合控制方法。
单一控制方法通常指使用单一的控制器来对系统进行控制。
例如，在温度控制系统中，可以使用一个PID控制器来控制加热器的功率。
而组合控制方法则是将多个控制器结合起来，通过协同工作来对系统进行更加精确的控制。
本文将详细介绍控制逻辑和方法的定义、概念和常见方法。
我们将首先讨论控制逻辑的基本概念和特点，然后介绍常见的控制逻辑方法，并分析其适用性和优缺点。
接下来，我们将重点探讨单一控制方法和组合控制方法，并比较它们在不同应用场景下的优劣。
最后，我们将对控制逻辑和方法进行总结，并展望其在未来的应用前景。
通过阅读本文，读者将能够了解控制逻辑和方法在不同领域的应用，理解不同控制方法的原理和特点，并对其在实际工程中的选择和应用有一定的指导意义。
1.2文章结构文章结构文章结构旨在为读者提供清晰的导览，使他们能够更好地理解文章的主题和内容安排。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
概述部分介绍了本文要讨论的主题——控制逻辑和方法。
模糊控制的优缺点 (自动保存的)
(2) 和各种智能优化算法相结合的模糊控制。各种智能优化算
法(如遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等)能够对模糊
控制规则进行动态寻优,故能在线修改模糊控制规则,改善系统的控制品质。
(3) 专家模糊控制。专家模糊是将专家系统技术与模糊控制相
结合的产物。引入专家系统, 可进一步提高模糊控制的智能水平, 专家模糊控制保持了基于规则的方法和模糊集处理带来的灵活性, 同时又把专家系统技术的知识表达方法结合起来, 能处理更广泛的控制问题。
5.2模糊控制的缺点
(1)信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差;
(2)模糊控制的设计尚缺乏系统性,无法定义控制目标。
6.模糊数学
模糊数学就是利用数学知识研究和解决模糊现象。在数学和模糊现象之间架起了一座桥梁。
6.1模糊集合的概念
每一个概念都有内涵和外延。
内涵就是指概念的本质属性的集合。外延就是符合某种本质属性的全体对象的集合。模糊数学的基础就是模糊理论集。
在模糊集合涉及到的论域U上，给定了一个映射A，A：U [0，1]
， ，则称A为论域U上的模糊集合或者模糊子集； 表示U中各个元素 属于集合A的程度，称为元素 属于模糊集合A的隶属函数。当 是一个确定的 时，称 为元素 对于模糊集合A的隶属度。
F集合引出的几个概念
1）模糊数：支集，Supp A={ | U， >0}称为Supp A为F集合A的支集。（supporter）。Ker A={ | U， =1}则称Ker A为F集合A的核（kernel）。Ker A 的模糊集合A称为正规F集。
目前模糊控制规则中模糊子集的一般选取都是以下3种: e= {
负大, 负小, 零, 正小, 正大} = {NB, NS, ZO, PS,PB }或e =负大
模糊控制系统简介
模糊理论在模糊控制中的应用——模糊控制系统摘要：模糊控制技术对工业自动化的进程有着极大地推动作用。
本文简要的讲述了模糊控制理论的起源及基本原理，详细分析了模糊控制器的设计方法，最后就典型的模糊控制系统原理和新型模糊控制系统应用进行了分析正文：一：模糊理论1.1模糊理论概念：模糊理论（Fuzzy Theory）是指用到了模糊集合的基本概念或连续隶属度函数的理论。
它可分类为模糊数学，模糊系统，不确定性和信息，模糊决策这五个分支，它并不是完全独立的，它们之间有紧密的联系。
1.2模糊理论产生：1965年，模糊理论创始人，美国加州福尼亚大学伯克利分校的自动控制理论专家L.A.Zadeh教授发表了题为“Fuzzy Set”的论文，这标志着模糊理论的诞生。
这一理论为描述和处理事务的模糊性和系统中的不确定性，以及模拟人所特有的模糊逻辑思维功能，从定性到定量，提供了真正强有力的工具。
1966年，马里诺斯发表了模糊逻辑的研究报告，而Zadeh进一步提出了著名的模糊语言值逻辑，并于1974年进行了模糊逻辑推理的研究。
由于这一研究和观点反映了客观世界中普遍存在的事务，它一出现便显示出强大的生命力和广阔的发展前途，在自然科学，其他科学领域及工业中得到了迅速的广泛的应用。
二：模糊控制理论2.1模糊控制理论的产生：在控制技术的应用过程中，对于多变量、非线性、多因素影响的生产过程，即使不知道该过程的数学模型，有经验的操作人员也能够根据长期的实践观察和操作经验进行有效地控制，而采用传统的自动控制方法效果并不理想。
从这一点引申开来，是否可将人的操作经验总结为若干条控制规则以避开复杂的模型建造过程？模糊控制理论与技术由此应运而生。
20世纪70年代模糊理论应用于控制领域的研究开始盛行，并取得成效。
其代表是英国伦敦大学玛丽皇后分校的E.H.Mamdani教授将IF-THEN型模糊规则用于模糊推理，并把这种规则型模糊推理用于蒸汽机的自动运转中。
北京市考研控制科学与工程复习资料控制理论与智能控制技术实践讲解
北京市考研控制科学与工程复习资料控制理论与智能控制技术实践讲解北京市考研控制科学与工程复习资料——控制理论与智能控制技术实践讲解控制科学与工程是一门综合性学科，主要研究系统的建模、分析和控制方法，以及利用计算机和智能技术解决实际控制问题的理论和方法。
作为控制科学与工程的一部分，控制理论与智能控制技术是考研考试中的重要内容之一。
本文将为考生们提供一些关于控制理论与智能控制技术实践的资料和讲解，以帮助考生们系统地复习与准备考研。
一、控制理论概述控制理论是控制科学与工程的核心理论。
它研究如何通过系统的输入与输出之间的关系对系统进行控制，以实现预期的目标。
控制理论又可分为经典控制理论和现代控制理论两个方面。
1. 经典控制理论经典控制理论主要研究线性时不变系统和连续时间系统的控制方法。
其中，著名的控制方法包括比例控制、积分控制、微分控制、PID控制等。
这些方法利用数学建模和系统分析的原理，设计出可以稳定系统、减小系统响应时间和减小系统误差的控制器。
2. 现代控制理论现代控制理论主要研究非线性系统、时变系统和离散时间系统的控制方法。
在现代控制理论中，研究者们提出了诸如状态空间法、根轨迹法、频率域法等一系列新的理论和方法，用于解决更为复杂的系统控制问题。
现代控制理论在控制精度、鲁棒性和自适应性方面较经典控制理论具有明显的优势。
二、智能控制技术实践智能控制技术是应用智能计算和智能算法进行系统控制的一种方法。
它结合了控制理论和人工智能技术，旨在通过人工智能算法来提高系统的自学习和自适应能力。
1. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑和模糊推理的控制方法。
它通过将人类专家的经验知识转化为模糊规则，并结合系统输入与输出之间的模糊关系进行控制。
模糊控制在处理模糊和不确定信息方面具有一定的优势，适用于一些复杂且非精确的系统控制问题。
2. 神经网络控制神经网络控制是一种模拟人脑神经网络结构和功能的控制方法。
它通过训练神经网络来建立系统的输入与输出之间的映射关系，并利用训练好的神经网络进行实时控制。
智能控制的产生与发展
智能控制的产生和发展
智能控制的发展
1965年,著名的美籍华裔科学家傅京孙 (K.S.Fu)教 授首先把人工智能的启发式推理规则用于学习控 制系统；然后 ,他又于1971年论述了人工智能与自 动控制的交接关系。由于傅先生的重要贡献 ,他已 成为国际公认的智能控制的先行者和奠基人。 模糊控制是智能控制的又一活跃研究领域。扎德 (Zadeh) 于 1965 年发表了他的著名论文 “模糊集 合”(fuzzy sets),开辟了模糊控制的新领域。 1967 年 , 利昂兹 (Leondes) 等人首次正式使用“智 能控制”一词。这一术语的出现要比“人工智能” 晚11年,比“机器人”晚47年。
智能控制初步介绍
——产生与发展
主要内容
智能控制的产生和发展 智能控制的定义、特点 智能控制的主要分支 智能控制的结构理论体系
2
智能控制的产生和发展
瓦特 瓦特蒸汽机
3
智能控制的产生和发展
瓦特的离心调速器
4
智能控制的产生和发展
在公元 1788 年前后，瓦特采用离心调速器， 改进了蒸气机，促进了工业大生产的进程。 这种采用机械式调节原理实现的动力机速度 自动控制是自动化发展中的第一个里程碑。 离心调速器开启了近代自动化控制的先河， 实现了自动化控制，标志着近代自动化控制 技术的诞生，对工业革命的影响巨大而深远。 离心调速器结构简单，性能可靠，至今仍在 大范围使用，具有不可或缺的作用！
15
智能控制的产生和发展
两次学术会议
1985年8月美国纽约，IEEE召开了第一 届智能控制学术讨论会，成立 IEEE 智 能控制专业委员会。 1987年1月美国费城，第一次智能控制 国际会议。标志着智能控制作为一门 独立学科，正式在国际上建立。
模糊控制
A = {x, x∈R,1.0 ≤ x ≤100} .
以上两个集合是完全不模糊的。对任意元素x， 以上两个集合是完全不模糊的。对任意元素x 只有两种可能：属于A 不属于A 只有两种可能：属于A，不属于A。这种特性可以 用特征函数
µ A (x) 来描述： 来描述：
1 µ A (x) = 0
x∈ A x∉ A
模糊控制的理论基础
概述
模糊控制的特点 模糊控制是建立在人工经验基础之上的。 模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于一 个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践经验， 个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践经验， 采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。 采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。若能 将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述， 将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述，并 语言表达出来，就会得到一种定性的、 用语言表达出来，就会得到一种定性的、不精确的 控制规则。如果用模糊数学将其定量化就转化为模 控制规则。 糊控制算法，形成模糊控制理论。 糊控制算法，形成模糊控制理论。
为了表示模糊概念， 为了表示模糊概念 ， 需要引入模糊集合和隶属函 数的概念： 为对象x的集合， 数的概念：X为对象x的集合，即论域 x∈ A 1 µ A ( x ) = ( 0 ,1) x 属于 A 的程度 0 x∉ A 其中A称为模糊集合， 其中A称为模糊集合，由0,1及 µ A (x) 构成。 构成。
7．对偶律 8．两极律
AI B = A U B
AU B = A I B
A∪E=E，A∩E=A E=E， A∪Ф=A，A∩Ф=Ф Ф=A，
例 3 .4 设
A=
B =
0 .9 0 .2 0 .8 0 .5 + + + u1 u2 u3 u4
模糊控制理论在磨煤机控制系统中的应用
夭 ）
１ ， 课 隧提 出背景 火 力发 电厂锅 炉 配套磨 煤系统 中使用 中间储仓 式钢 球磨 煤机 制粉
系统 的较 多， 中间储 仓式钢球 磨煤 机制粉 系统 具有 调节简便 、 运行 稳定 以及实 用性 强的特点 。 通常实 际生 产 中所规 定 的球 磨机 的长 期运 行方 式 是保 持其处 于最 佳通风 量下， 通过人 工调节入 口 冷、 热风量 和给 煤量
确 的控制量 ， 对被 控对象 进行控制 。 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 给被控 对 象建 立复杂 的数 学模 型。 通俗 的说 模糊控 制就 是利 用计算 机模拟 优秀 的操作人 员现场 控制 的经 验， 按 照经验对 被控对 象实施最有效 的控制 。 模 糊 控制应 用 到实际 需要 经过 模 糊推 理 、 模糊 判决 等 运算 ， 求出 控制 量， 最 终实现对 被控对 象的控制 。
Байду номын сангаас
度和入 口 负 压在规 定数值范 围之 内， 同时使其磨 煤出力最大 。 ４ ． 模 糊 控制 方案的设 计 模糊 控制 器的总体 结构 如下 图所示 ， 根 据可调 整变 量对 控制结 果 即磨 煤 出力的影 响采取分 级模 糊控制 的方式
。
【 关键 字】模糊控制 ； 磨煤机 ； 控 制方案
徽专
模糊控制理论在磨煤机控制系统中的应用
线羽 大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂
【 摘 要 ｌ本文介 绍了 模糊控 制理论在火电厂磨煤机运 行控制过程 中的应 用情况 ， 并 详细 阐述 了 该模糊控 制系统控制方 案的制 定方法以及实
际控 制 效果 。
河北唐 山 ０ ６ ３ ０ ２ ８
模糊控制_精品文档
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模糊控制的基本原理
清晰化计算 Defuzzification
120
X Years
“年轻”的隶属函数曲线
模糊控制的基本原理
模糊隶属度函数
隶属度函数是模糊集合论的基础，实质上反映的是事物的 渐变性。
规则
✓表示隶属度函数的模糊集合必须是凸模糊集合。
一个模糊集合是凸的，当且仅当任何 x1, x2 X
和任何 0,1 ，满足：
A ( x1 (1 )x2 ) min{A (x1), 2 (x2 )}
模糊控制的基本原理
模糊系统发展的历程
1965年，美国系统论专家Zadeh教授创立了模糊集合理论，提供了处 理模糊信息的工具
1974年，英国学者Mamdani首次将模糊理论应用于工业控制（蒸气 机的压力和速度控制）
近30年来，模糊控制在理论、方法和应用都取得了巨大的进展
模糊控制的基本原理
模糊控制理论出现的必然性
人类的控制规则 如果水温比期望值高，就把燃气阀关小； 如果水温比期望值低，就把燃气阀开大。
描述了输入（水温与期望值的偏差 e）和输出（燃气阀开度的增量 u） 之间的模糊关系R
模糊控制的基本原理
模糊控制的基本结构
模糊化 知识库 模糊推理 反模糊化
给定值
FC 模糊化
知识库 模糊推理
解模糊
模糊控制器
作用：将模糊推理得到的模糊控制量变换为实际用于控制的清晰量。 包括：
先进控制技术的几种控制策略综述
先进控制技术的几种控制策略综述明权（湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410004）（E-mai: 87269709@）摘要：近十几年来，世界各国在加强建模理论、辨识技术、最优控制、高级过程控制等方面进行了研究，涌现出很多针对模型要求不高、在线计算方便、对过程及环境的不确定性有一定适应能力的先进控制策略和方法，主要有自适应控制、鲁棒控制、预测调制、H∞控制、模糊控制、人工智能控制等，本文综合分析了这些先进控制策略发展动态。
关键词：先进控制；控制策略；自适应控制；鲁棒控制；H∞控制；预测调制；模糊控制；人工智能控制。
1、引言众所周知，控制策略是控制的核心。
从模拟控制系统开始，到数字控制系统及模数混合系统的长期发展过程中，形成了许多有效的控制策略(方法)，一般分为两类：传统控制策略和现代控制策略。
传统控制策略主要有PID控制、Smith控制和解耦控制。
然而随着现代工业的大型化、复杂化发展，为了保证系统的稳定性、生产的安全性以及控制的精确性，采用单一基于定量的数学模型的传统控制理论与控制策略已经远远不能胜任。
于是，开发高级的过程控制系统，研究高级的控制策略，越来越成为控制界的关注对象。
近些年来，针对复杂控制过程的不确定性（环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性）、非线性、变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等，一批对模型要求不高、在线计算方便，对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法得到了引用、改进和发展。
下文将先简单介绍几种传统控制策略，然后在其基础上比较性地引出自适应控制、鲁棒控制、H∞控制、预测控制、模糊控制、智能控制等控制策略。
2、传统控制策略简介2.1 PID控制PID控制策略是应用的最广泛的一种算法，它无论在模拟调节或数字控制中，都得到了广泛的应用。
这种控制方法具有一系列特性:（1）PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息，而且其配置几乎最优。
模糊控制优缺点范文
模糊控制优缺点范文模糊控制是一种基于模糊逻辑推理的控制方法，它可以处理不确定性和模糊性问题。
模糊控制的优点和缺点如下所述。
优点：1.具有较强的鲁棒性：模糊控制是基于计算机模拟人类智能的方法，能够处理系统非线性、不确定性以及外部扰动等问题，并具有较强的鲁棒性。
即使在系统参数变化或环境改变的情况下，模糊控制仍能保持良好的控制效果。
2.适用于复杂系统：模糊控制可以应用于各种复杂系统的控制，特别是那些难以建立精确的数学模型的系统。
通过模糊控制，可以利用专家知识来设计控制器，从而实现对复杂系统的有效控制。
3.灵活性强：模糊控制器具有灵活性和可调整性。
通过改变模糊控制器的参数或规则，可以调节控制器的性能。
这种灵活性使得模糊控制器能够适应不同的工作环境和应变场景。
4.易于实现和调试：相对于其他控制方法来说，模糊控制器的设计和实现相对简单。
控制规则的设计可以通过专家经验和试错法进行，很容易调试和改进。
缺点：1.规则设计困难：模糊控制涉及到模糊化、模糊规则的建立和解模糊化等步骤，其中最困难的一步是确定模糊规则。
规则的设计需要基于专家经验和试错法进行，这对于一些复杂系统来说非常困难。
2.性能受到规则数量和结构限制：模糊控制器的性能很大程度上受到规则数量和结构的限制。
如果规则的数量过少或结构设计不合理，可能无法有效控制系统。
此外，规则的维护和更新也是一个挑战。
3.计算复杂度较高：模糊控制的计算复杂度较高，尤其是在规模较大的系统中。
由于涉及到模糊集的交集和并集运算以及模糊推理的计算过程，需要较高的计算能力和资源。
4.需要大量的专家知识：模糊控制需要依赖大量的专家知识来进行规则的设计和系统的建模。
如果没有足够的专家知识或经验，很难设计出有效的模糊控制器。
总结而言，模糊控制具有较强的鲁棒性、适用于复杂系统、灵活性强以及易于实现和调试等优点。
然而，规则设计困难、性能受到规则数量和结构限制、计算复杂度较高以及需要大量的专家知识等缺点也需要认真考虑。
模糊控制介绍
模糊控制介绍附件:一、模糊控制概况模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control)，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。
1965年，美国的L.A.Zadeh创立了模糊集合论；1973年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。
1974年，英国的E.H.Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器，并把它应用于锅炉和蒸汽机的控制，在实验室获得成功。
这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。
模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。
模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论，又有着大量实际应用背景。
模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力；然而在东方尤其是在日本，却得到了迅速而广泛的推广应用。
近20多年来，模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。
其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面，例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等；在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等的模糊控制；在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制等。
二、模糊控制基础模糊控制的基本思想是利用计算机来实现人的控制经验，而这些经验多是用语言表达的具有相当模糊性的控制规则。
模糊控制器(Fuzzy Controller，即FC)获得巨大成功的主要原因在于它具有如下一些突出特点：模糊控制是一种基于规则的控制。
它直接采用语言型控制规则，出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用。
由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控制对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。
5.5 模糊控制
自动控制 智能控制
智能控制系统
用于驱动自主智能机器以实现其目标而 无需人员干预的系统叫智能控制系统。
3）智能控制的结构理论
二元结构
傅京孙(K.S.Fu) 首先 论述了人工智能与自动控 AI IC AC 制的交接关系 ，指出“智 能控制系统描述自动控制 系统与人工智能的交接作 用”。 图 智能控制的二元结构
三元结构
萨里迪斯(Saridis)认为，二元 交集的两元互相支配无助于 智能控制的有效和成功应用， 必须把远筹学的概念引入智 能控制，使它成为三元交集 中的一个子集。
X={-3，-2，-1，0，1，2，3}。
通常的做法是将基本论域分成2n等份，如上例中，取 n=3，分割点的个数为为2n+1=7，将这7个分割点作为模 糊集合论域元素，模糊集合论域为X={-3，-2，-1，0，1， 2，3}。 误差变化率和控制量的转换方式类似。
误差基本论域和模糊集合论域如下： -3 -2 -1 0 1 2 3
若控制量电压范围为±5∨，则控制量的基本论域为 [-5，5]，一般形式为[-u，u]。 同理：误差变化率e的基本论域为[-e，e]。
精确量转换成模糊集合论域元素 仍以误差为例。基本论域为[-3，3]，将其在数轴上 表示出来，即为-3到3之间的一段连续区间。 -3 -2 -1 0 1 2 3
模糊集合论域如
AI AC IC IN OR
图
智能控制的四元结构
4） 智能控制器的一般结构
不完全任务描述 任务协商
混合知识表示
控制系统中的模型控制与模糊控制比较
控制系统中的模型控制与模糊控制比较控制系统是一种用来管理、操作和调节各种系统的工具，其作用是通过对输入参数的控制来实现系统的预期输出。
在控制系统中，模型控制和模糊控制是两种常见的方法，它们在不同的应用场景下具有各自的优势和特点。
本文将对这两种控制方法进行比较和分析。
一、模型控制模型控制是一种基于系统动态模型的控制方法。
它通过建立系统的数学模型，利用模型预测系统的未来状态，并根据预测结果调整输入参数，以实现对系统的控制。
模型控制通常基于系统的物理原理、数学模型或实验数据构建，对系统的特性和行为有较深入的了解。
模型控制的优势主要体现在几个方面。
首先，它可以对系统进行精确的建模和分析，对系统的运行行为进行模拟和预测。
这使得在设计和调整控制策略时能够更加准确和可靠。
其次，模型控制可以对系统进行优化和优化，通过对模型的参数调整和优化，可以实现系统的最优控制。
此外，模型控制方法具有较高的稳定性和鲁棒性，在面对系统参数的变化和外部干扰时，能够保持较好的控制性能。
然而，模型控制也存在一些限制和挑战。
首先，模型控制方法需要对系统进行准确的建模和参数确定，这对于一些复杂系统来说是一项具有挑战性的任务。
其次，模型控制仅适用于那些已知且可测量的变量。
当系统存在未知或难以测量的变量时，模型控制的效果可能会受到限制。
此外，由于模型的误差和不确定性，模型控制方法在一些时候可能会导致控制性能下降。
二、模糊控制模糊控制是一种基于模糊推理的控制方法。
它通过模糊化输入和输出变量，利用模糊规则库对输入输出关系进行建模和推理，以实现对系统的控制。
相比于模型控制方法，模糊控制更加适用于那些难以建立精确模型或存在不确定性的系统。
模糊控制通过灵活的模糊规则和推理机制，实现对系统的适应性和容错性。
模糊控制的优势主要表现在几个方面。
首先，模糊控制对于那些难以确定的系统，如非线性系统和模糊系统具有较好的适应性。
其次，模糊控制通过模糊规则和推理机制，能够实现对系统非精确建模的补偿，保证控制性能的稳定性和准确性。
模糊控制基本介绍
模糊控制介绍模糊控制，是采用由模糊数学语言描述的控制律（控制规则）来操纵系统工作的控制方式。
按照模糊控制律组成的控制装置称为模糊控制器。
“模糊”是人类感知万物，获取知识，思维推理，决策实施的重要特征。
“模糊”比“清晰”所拥有的信息容量更大，内涵更丰富，更符合客观世界。
模糊控制以现代控制理论为基础,同时与自适应控制技术、人工智能技术、神经网络技术的相结合,在控制领域得到了空前的应用。
Fuzzy-PID复合控制将模糊技术与常规PID控制算法相结合，达到较高的控制精度。
当温度偏差较大时采用Fuzzy控制，响应速度快，动态性能好；当温度偏差较小时采用PID控制，静态性能好，满足系统控制精度。
因此它比单个的模糊控制器和单个的PID调节器都有更好的控制性能。
这种控制方法具有自适应自学习的能力，能自动地对自适应模糊控制规则进行修改和完善，提高了控制系统的性能。
对于那些具有非线性、大时滞、高阶次的复杂系统有着更好的控制性能。
也称为比例因子自整定模糊控制。
这种控制方法对环境变化有较强的适应能力，在随机环境中能对控制器进行自动校正，使得控制系统在被控对象特性变化或扰动的情况下仍能保持较好的性能。
模糊控制与专家系统技术相结合，进一步提高了模糊控制器智能水平。
这种控制方法既保持了基于规则方法的价值和用模糊集处理带来的灵活性，同时把专家系统技术的表达与利用知识的长处结合起来，能够处理更广泛的控制问题。
这种控制适用于多变量控制系统。
一个多变量模糊控制器有多个输入变量和输出变量。
(1)模糊化。
主要作用是选定模糊控制器的输入量，并将其转换为系统可识别的模糊量，具体包含以下三步：第一，对输入量进行满足模糊控制需求的处理;第二，对输入量进行尺度变换;第三，确定各输入量的模糊语言取值和相应的隶属度函数。
(2)规则库。
根据人类专家的经验建立模糊规则库。
模糊规则库包含众多控制规则，是从实际控制经验过渡到模糊控制器的关键步骤。
(3)模糊推理。
第四章_模糊控制器的设计
2）模糊子集的分布 每个语言变量的取值，对应于其论域上 的一个模糊集合。个数确定以后，需要考 虑模糊子集的分布，即模糊子集在模糊论 域上的分布方式和情况，即确定每个模糊 子集的隶属函数
1
NB NM NS
ZO
PS
PM PB
隶属函数的类型 ① 正态分布型（高斯基函数 ）
( x ai )2 bi 2
第4章 模糊控制器的工作原理
一、模糊控制与传统控制 二、模糊控制系统的组成 三、确定量的模糊化 四、模糊控制算法的设计 五、模糊推理 六、输出信息的模糊判决 七、基本模糊控制器的设计 八、模糊模型的建立
4.1 模糊控制系统的基本组成
从传统控制到模糊控制 • 传统控制（Conversional control）：经典反馈控 制和现代控制理论。它们的主要特征是基于精确 的系统数学模型的控制。适于解决线性、时不变 等相对简单的控制问题。
• 完备性 属函数的分布必须覆盖语言变量的整个论域，否则，将会出现“空档”， 从而导致失控。
NB NM 1 NS ZO PS PM PB
0 -6 空档
-4
-2
0
2
4
6
x
不完备的隶属函数分布
一致性：即论域上任意一个元素不得同时是两个F子集的核
交互性：即论域上任何一个元素不能仅属于一个F集合
3）一个确定数的模糊化 一个确定数的模糊化分为两步： （1）根据确定数以及量化因子求在基本论域 上的量化等级。 （2）查找语言变量的赋值表，找出与最大隶 属度对应的模糊集合，该模糊集合就代表 确定数的模糊化结果。
假设E*=－6，系统误差采用三角形隶 属函数来进行模糊化。 E*属于NB的 隶属度最大（为1），则此时，相对 应的模糊控制器的模糊输入量为：
控制系统中的非线性控制与模糊控制比较
控制系统中的非线性控制与模糊控制比较在控制系统中，非线性控制和模糊控制是两种常见的控制方法。
本文将对这两种控制方法进行比较，包括原理、适用性、优势和局限性等方面的内容。
一、非线性控制非线性控制是指对具有非线性特性的系统进行控制的方法。
相比于线性控制，非线性控制更适用于那些系统输出与输入之间关系非线性、难以建立准确数学模型的情况。
非线性控制采用了更加复杂的数学模型与控制算法来实现对系统的控制。
非线性控制的主要原理是将系统的非线性部分进行线性化处理，然后应用线性控制理论进行控制。
这需要对系统进行局部线性化，并构建相应的线性控制器。
非线性控制方法包括但不限于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）、自适应控制（Adaptive Control）、滑模控制（Sliding Mode Control）等。
非线性控制的优点在于可以应对系统的非线性特性，在一定程度上提高了系统的控制性能和稳定性。
然而，也存在一些限制。
首先，非线性控制的设计和实现比较复杂，需要进行系统建模和参数调整等工作。
其次，非线性控制可能会导致控制系统的不稳定性问题，需要特别注意控制器的设计和系统的工作条件。
二、模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑理论的控制方法。
它利用模糊集合和模糊规则来描述系统输入和输出之间的关系，从而实现对系统的控制。
模糊控制适用于那些难以用精确的数学模型描述的系统，或者系统具有模糊、不确定性的特征。
模糊控制的主要原理是根据系统的输入和输出之间的经验数据，通过建立模糊集合和模糊规则，设计出相应的模糊控制器。
模糊控制器将输入模糊化处理，并根据模糊规则进行模糊推理，得到对系统的控制指令。
最后，将模糊控制指令通过去模糊化处理转换为具体的控制信号。
模糊控制的优点在于它可以处理模糊性和不确定性的问题，适用于那些难以用数学模型准确描述的系统。
并且，模糊控制还具有较强的适应性和鲁棒性，能够应对系统参数变化和外部扰动等不确定因素。
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...新版220
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修改降半哥西型隶属函数参数，使其函数曲线与所求隶属函数 曲线非常接近。此时取α=1/25，a=24.5，β=2。参数修改后
的降半哥西型函数即为模糊集合“青年人”的隶属函数。即：
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1 1 青年人 （x） 1 ( x 24.5 ) 2 5
1965年 美国加利福尼亚大学自动控制专家 L.A Zadeh （扎德 或 查 德）教授 论文《模糊集合论》。 1974年 英国工程师 （E.H.Mamdani）马丹尼 将模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制，获得成功，模糊数学走向应用， 取名模糊控制。
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手动控制、经验控制和模糊控制的比较
模糊统计法的具体步骤
（1）确定一个论域U； （2）在论域中选择一个确定的元素u0； （3）考虑U上的一个边界可变的普通集合A*； （4）就u0是否属于A*的问题针对不同对象调查统计，并记录结果； （5）根据模糊统计规律
u0 A*的次数 A (u0 ) lim n n
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计算u0属于模糊集合A的隶属度
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第二章 模糊数学的相关知识
和自动控制是在自动控制理论的基础上发展起来的一样， 模糊控制是在模糊数学的基础发上展起来的。只有掌握了 模糊数学相关的知识，才能实现模糊控制，本章主要学习 模糊数学的知识。
2.1
普通集合及其运算规则
2.2
2.3
模糊集合及其运算规则
模糊关系与模糊推理
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~
1
1
~
隶属度 0.62
16
17 18 19 20 21
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51
67 124 125 129 129
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第二章 模糊数学的相关知识
和自动控制是在自动控制理论的基础上发展起来的一样， 模糊控制是在模糊数学的基础发上展起来的。只有掌握了 模糊数学相关的知识，才能实现模糊控制，本章主要学习 模糊数学的知识。
2.1
普通集合及其运算规则
2.2
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模糊集合及其运算规则
模糊关系与模糊推理
风的强弱hhjkl Nhomakorabea人的胖瘦
年龄大小
个子高低
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1) 模糊集合的概念
在模糊数学中，我们称没有明确边界（没有清晰外延）的集 B 合为模糊集合。常用大写字母下加波浪线的形式来表示，如 A 、 等。 元素属于模糊集合的程度用隶属度或模糊度来表示。 用于计算隶属度的函数称为隶属函数。 隶属度即论域元素属于模糊集合的程度。用 A ( xi ) 来表示。隶 属度的值为[0，1]闭区间上的一个数，其值越大，表示该元素 属于模糊集合的程度越高，反之则越低。 计算隶属度的函数称为隶属函数。用 A ( x) 表示。
子集
集合相等
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2) 普通集合的并、交、补运算
设A、B为同一论域上的集合，则A与B的并集 ( A 补集 ( A) 分别定义为：
B) 、交集 ( A B) 、
A B {u u A or u B} A B {u u A and u B}
A {u u A}
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模糊集合的表示
当论域U由有限多个元素组成时，模糊集合可用向量表示法 或法扎德表示法表示。设 U {x1, x2 , , xn } (1) 向量表示法
A {A ( x1 ), A ( x2 ), (2) 扎德表示法 A ( x1 ) A ( x2 )
A x1 x2
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用计算机模拟操作人员手动控制的经验，对被控对象进行 上一页 下一页 控制。
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
第七章 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。
全集 空集
若某集合包含论域里的全部元素，则称该集合 为全集。全集常用E来表示。
不包含论域中任何元素的集合称作空集。空集 用Φ来表示。
设A、B是论域U上的两个集合，若集合A上的所 有元素都能在集合B中找到，则称集合A是集合B的子 集。记作A B。 设A、B为同一论域上的两个集合，若A B，且 B A，则称集合A与集合B相等。记作A=B。
手动控制 控制经验
+ 当前状态 操作员 手动给出 控制量
经验控制
将控制经验 事先总结归 纳好，放在 计算机中。
+
传感器 测量的 当前值
根据当前的状 计算机 态，对照控制 自动给出 经验，给出适 当的控制量
模糊控制
事先总结归 纳出一套完 整的控制规 则，放在计 算机中。
+
传感器 测量的 当前值
模糊推理判决 计算出 控制量
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3)集合的直积 设A、B分别为论域U、V上的集合，由A和B的各自元素 a∈A及b∈B做成的序偶（a，b）组成的集合，称为A与B的 直积，记作A×B。即： A×B={(a，b) a∈A，b∈B}
例：若A={a，b，c}，B={1，2}，则 A×B={(a, 1) (a, 2) (b, 1) (b, 2) (c, 1) (c, 2)}
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2.1 普通集合及其运算规则 1) 普通集合的基本概念 论域 被讨论的对象的全体称作论域。论域常用大写 字母U、X、Y、Z等来表示。 论域中的每个对象称为元素。元素常用小写字 母a、b、x、y等来表示。
元素 集合
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给定一个论域，论域中具有某种相同属性的元素 的全体称为集合。集合常用大写字母A、B、C等来表 示，集合的元素可用列举法（枚举法）和描述法表示。 列举法：将集合的元素一一列出， 如：A={a1，a2，a3，…an}。 描述法：通过对元素的定义来描述集合。 上一页 下一页 如：A＝｛x│x≥0 and x/2=自然数｝
1965年 美国加利福尼亚大学自动控制专家 L.A Zadeh （扎德 或 查 德）教授 论文《模糊集合论》。 1974年 英国工程师 （E.H.Mamdani）马丹尼 将模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制，获得成功，模糊数学走向应用， 取名模糊控制。
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手动控制、经验控制和模糊控制的比较
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5.2 模糊控制发展的三个阶段
1）基本模糊控制 2）自组织模糊控制 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。
B×A={(1, a) (1, b) (1, c) (2, a) (2, b) (2, c)}
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2.2 模糊集合及其运算规则
在普通集合中，论域中的元素（如a）与集合（如A）之间的关系是属 于（a∈A），或者不属于（a A），它所描述的是非此即彼的清晰概念。 但在现实生活中并不是所有的事物都能用清晰的概念来描述，如:
, A ( xn ),}
A ( xn )
xn
例：设论域U={钢笔，衣服，台灯，纸}，他们属于学习用品的隶属度分别 为:1， 0， 0.6， 0.8，则模糊集合学习用品可分别用向量表示法和扎德 表示法表示如下：
学习用品 （1 0 0.6 0.8）
学习用品=
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