智能控制模糊控制PPT课件
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同时期，Mamdani和Ostergaard分别将模糊控制成功地应用 于蒸汽机和水泥窑的控制，为模糊理论的发展展现了光明 的前景。
机械结构力学及控制国家2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第三阶段
上世纪80年代，模糊理论的应用在深度和广度上 都有了较大进展，产生了大量的应用成果。
识别
输入的烹饪功能命令，口感命令
都是模糊的概念，带有人类思维
执行级
的命令。
对象
智能控制系统分层递阶结构示意图
机械结构力学及控制国家重点实验室
8
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 举个小例子
如何从人群中识别出自己认识的人？
计算机怎么识别？
脸部特征（脸型，眼睛，鼻子等） 身材（高、矮，胖、瘦） 声音 年龄 走路特征
如今需求：要考虑视觉、听觉、触觉信号，包含了图形、 文字、语言、声音等信息
输入参数越来越直接，越来越智能。
机械结构力学及控制国家重点实验室
4
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 一个小问题
随着社会文明的进步，社会分工越来越明确。于是对 于大部分人来说，做饭能力。。。
排骨怎么烧？
机械结构力学及控制国家重点实验室
特别是在日本，模糊控制被成功地应用于废水处 理、机器人、汽车驾驶、家用电器和地铁系统等 许多领域，掀起了模糊技术应用的浪潮。模糊软 硬件也投入商业使用。
机械结构力学及控制国家重点实验室
13
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第四阶段
上世纪90年代以来，模糊理论的研究取得了一系列突 破性的进展，例如自适应模糊控制，模糊系统的结构 和稳定性分析，模糊优化，模糊逼近等。
机械结构力学及控制国家重点实验室
3
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述
传统控制理论的局限性
什么叫复杂系统？具体特征是什么？
（1）控制对象的复杂性
模型不确定或无法建立、 高度非线性、动态突变、多时间 标度、复杂的信息模式等。
（2）输入参数的复杂性
传统控制：通常处理较简单的物理量如电量（电压、电流、 阻抗），机械量（位移、速度、加速度）等
现代智能控制方法
模糊控制
yipeng.
主要内容
2. 模糊控制的理论基础
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 2.1.2 模糊控制的特点
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 2.2.2 模糊集合的运算 2.2.3 隶属度函数的建立 2.2.4 模糊关系
2.3 模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成
（1）列举法：将集合的元素全部列出的方法 （2）定义法：用集合中的共性来描述集合的方法 （3）归纳法：通过一个递推公式来描述集合的方法 （4）特征函数表示法：利用经典集合论非此即彼等 明晰性来表示集合的方法
2.3.1 二值逻辑 2.3.2 模糊逻辑及其基本运算 2.3.3 模糊语言逻辑 2.3.4 模糊逻辑推理
机械结构力学及控制国家重点实验室
2
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 传统控制理论的局限性
随着复杂系统的不断涌现，传统控制理论越来越多地显示 它的局限性。
什么叫复杂系统？具体特征是什么？
2.3.1 二值逻辑 2.3.2 模糊逻辑及其基本运算 2.3.3 模糊语言逻辑 2.3.4 模糊逻辑推理
机械结构力学及控制国家重点实验室
17
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 集合的概念
集合：具有某种特定属性的对象的全体
机械结构力学及控制国家重点实验室
18
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 集合的表示方法
1965 年 ， Professor Lotfi A. Zadeh教授发表了开创性
的文章Fuzzy Sets，标志着
模糊理论的诞生。
机械结构力学及控制国家重点实验室
11
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第二阶段
1973年 Zadeh又在他的重要文章Outline of an approach to the analysis of complex systems and decision process中，引入了语言变量和模糊规则的概念，建立了模 糊控制的基本原理。
模糊理论已成为智能技术的三大支柱之一。
机械结构力学及控制国家重点实验室
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的特点
（1）模糊控制不需要被控对象的数学模型。 模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据而设 计的控制器，故无需知道被控对象的数学模型。
（2）模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。 模糊控制采用人类思维中的模糊量，如“高”、 “中”、“低”、“大”、“小”等，控制量由模 糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活 动的体现。
5
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 一个小问题
加多少水？ 炖多少时间？
机械结构力学及控制国家重点实验室
6
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 三种口感可供选择
机械结构力学及控制国家重点实验室
7
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 电压力锅：典型的模糊控制系统
组织级
协调级
在电压力锅做菜的过程中，我们
机械结构力学及控制国家重点实验室
15
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的特点
（3）模糊控制易于被人们接受。 模糊控制的核心是控制规则，模糊规则是用语言来 表示的，如“今天气温高，则今天天气暖和”，易 于被一般人所接受。
（4）构造容易。 模糊控制规则易于软件实现。
（5）鲁棒性和适应性好。 通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进 行有效的控制。
机械结构力学及控制国家重点实验室
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主要内容
2. 模糊控制的理论基础
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 2.1.2 模糊控制的特点
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 2.2.2 模糊集合的运算 2.2.3 隶属度函数的建立 2.2.4 模糊关系
2.3 模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 自然界中带有人类思维的模糊概念
天气冷热
雨的大小
风的强弱
人的胖瘦
年龄描述
机械结构力学及控制国家重点实验室
个子高低
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的由来
模糊控制（Fuzzy Control）来源于对人类经验控制 行为的模仿。 模糊控制以模糊集合论为数学基础
机械结构力学及控制国家2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第三阶段
上世纪80年代，模糊理论的应用在深度和广度上 都有了较大进展，产生了大量的应用成果。
识别
输入的烹饪功能命令，口感命令
都是模糊的概念，带有人类思维
执行级
的命令。
对象
智能控制系统分层递阶结构示意图
机械结构力学及控制国家重点实验室
8
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 举个小例子
如何从人群中识别出自己认识的人？
计算机怎么识别？
脸部特征（脸型，眼睛，鼻子等） 身材（高、矮，胖、瘦） 声音 年龄 走路特征
如今需求：要考虑视觉、听觉、触觉信号，包含了图形、 文字、语言、声音等信息
输入参数越来越直接，越来越智能。
机械结构力学及控制国家重点实验室
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 一个小问题
随着社会文明的进步，社会分工越来越明确。于是对 于大部分人来说，做饭能力。。。
排骨怎么烧？
机械结构力学及控制国家重点实验室
特别是在日本，模糊控制被成功地应用于废水处 理、机器人、汽车驾驶、家用电器和地铁系统等 许多领域，掀起了模糊技术应用的浪潮。模糊软 硬件也投入商业使用。
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第四阶段
上世纪90年代以来，模糊理论的研究取得了一系列突 破性的进展，例如自适应模糊控制，模糊系统的结构 和稳定性分析，模糊优化，模糊逼近等。
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述
传统控制理论的局限性
什么叫复杂系统？具体特征是什么？
（1）控制对象的复杂性
模型不确定或无法建立、 高度非线性、动态突变、多时间 标度、复杂的信息模式等。
（2）输入参数的复杂性
传统控制：通常处理较简单的物理量如电量（电压、电流、 阻抗），机械量（位移、速度、加速度）等
现代智能控制方法
模糊控制
yipeng.
主要内容
2. 模糊控制的理论基础
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 2.1.2 模糊控制的特点
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 2.2.2 模糊集合的运算 2.2.3 隶属度函数的建立 2.2.4 模糊关系
2.3 模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成
（1）列举法：将集合的元素全部列出的方法 （2）定义法：用集合中的共性来描述集合的方法 （3）归纳法：通过一个递推公式来描述集合的方法 （4）特征函数表示法：利用经典集合论非此即彼等 明晰性来表示集合的方法
2.3.1 二值逻辑 2.3.2 模糊逻辑及其基本运算 2.3.3 模糊语言逻辑 2.3.4 模糊逻辑推理
机械结构力学及控制国家重点实验室
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 传统控制理论的局限性
随着复杂系统的不断涌现，传统控制理论越来越多地显示 它的局限性。
什么叫复杂系统？具体特征是什么？
2.3.1 二值逻辑 2.3.2 模糊逻辑及其基本运算 2.3.3 模糊语言逻辑 2.3.4 模糊逻辑推理
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2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 集合的概念
集合：具有某种特定属性的对象的全体
机械结构力学及控制国家重点实验室
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2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 集合的表示方法
1965 年 ， Professor Lotfi A. Zadeh教授发表了开创性
的文章Fuzzy Sets，标志着
模糊理论的诞生。
机械结构力学及控制国家重点实验室
11
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的发展——第二阶段
1973年 Zadeh又在他的重要文章Outline of an approach to the analysis of complex systems and decision process中，引入了语言变量和模糊规则的概念，建立了模 糊控制的基本原理。
模糊理论已成为智能技术的三大支柱之一。
机械结构力学及控制国家重点实验室
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的特点
（1）模糊控制不需要被控对象的数学模型。 模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据而设 计的控制器，故无需知道被控对象的数学模型。
（2）模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。 模糊控制采用人类思维中的模糊量，如“高”、 “中”、“低”、“大”、“小”等，控制量由模 糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活 动的体现。
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 一个小问题
加多少水？ 炖多少时间？
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 三种口感可供选择
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2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 电压力锅：典型的模糊控制系统
组织级
协调级
在电压力锅做菜的过程中，我们
机械结构力学及控制国家重点实验室
15
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的特点
（3）模糊控制易于被人们接受。 模糊控制的核心是控制规则，模糊规则是用语言来 表示的，如“今天气温高，则今天天气暖和”，易 于被一般人所接受。
（4）构造容易。 模糊控制规则易于软件实现。
（5）鲁棒性和适应性好。 通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进 行有效的控制。
机械结构力学及控制国家重点实验室
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主要内容
2. 模糊控制的理论基础
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 2.1.2 模糊控制的特点
2.2 模糊集合论基础
2.2.1 模糊集的概念 2.2.2 模糊集合的运算 2.2.3 隶属度函数的建立 2.2.4 模糊关系
2.3 模糊逻辑、模糊逻辑推理和合成
机械结构力学及控制国家重点实验室
9
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 自然界中带有人类思维的模糊概念
天气冷热
雨的大小
风的强弱
人的胖瘦
年龄描述
机械结构力学及控制国家重点实验室
个子高低
10
2.1 引言
2.1.1 模糊控制的发展概述 模糊控制的由来
模糊控制（Fuzzy Control）来源于对人类经验控制 行为的模仿。 模糊控制以模糊集合论为数学基础