计算机控制系统设计-第五章-模煳控制技术.ppt
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1、第五章第五章 模糊控制技术模糊控制技术n5.1 模糊控制的数学基础 n5.2 模糊控制的理论基础n5.3 模糊控制系统概述n5.4 模糊控制器设计n5.5 双入单出模糊控制器设计模糊控制理论n是由美国著名学者加利福尼亚大学教授Zadeh L A于1965年首先提出的.n它以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的微机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策略。n它属于智能控制范畴,而且发展至今已成为人工智能领域中的一个重要分支。模糊控制应用概况n1974年,英国伦敦大学教授,利用模糊控制语句构成模糊控制器。首次将模糊控制理论应用于蒸汽机及锅炉的控制,取得了优于常规调节器的控制品质。n1979
2、年英国的和E.H.Mamdanil9提出了一种自组织模糊控制器,它可在控制过程中不断修改和调整控制规则,使控制系统的性能不断完善。它标志着模糊控制器“智能化”程度进一步向高级阶段发展。n80年代末,美国国家航空与航天局(NASA)曾实验把模糊系统用于太空和航空系统;国外已将模糊控制应用于绕飞和逼近阶段的控制,克服了难以建立精确数学模型的困难;日本九州大学的户贝博士与山川教授分别开发了将模糊推理作为硬件的模糊集成块,后来制成了推理机及模糊控制用的“模糊计算机”。n国内由刘增良教授主持完成的“模糊控制计算机系沈阳工业大学硕十学位论文统”和“基于因素神经网络理论的学习型模糊推理控制机”成果,达到了世
3、界先进水平。n1989年北师大建立国家级模糊实验室。n20世纪90年代,模糊控制软件与硬件技术的完善,为模糊控制技术的实现提供了更好的发展空间。n近年来,随着模糊控制的广泛应用,模糊硬件产品和软件正使模糊控制向更高一级的新领域扩展,如机器人定位系统,汽车定位系统、智能车辆高速公路系统。5.1 5.1 模糊控制的数学基础模糊控制的数学基础 n模糊集合模糊集合n模糊集合的表示方法模糊集合的表示方法n模糊集合的运算模糊集合的运算 n隶属函数确定方法隶属函数确定方法n模糊关系模糊关系 模糊集合模糊集合 n模糊集合:一般而言,在不同程度上具有某种特定属性的所有元素的总和,用 表示。n隶属函数:用于描述模
4、糊集合,并在0,1闭区间连续取值的特征函数,用 表示。A=x|15岁x25岁 模糊集合的表示方法模糊集合的表示方法n隶属度数学定义:设给定论域U,为U到0,1闭区间的任一映射,都可确定U的一个模糊集合 ,称为模糊集合的隶属函数。,称为元素x对的隶属度,即 x隶属于 的程度。n有限论域:论域U ,则U上的模糊集合可表示为n无限论域:其中为隶属度,为论域中的元素。=1/a+0.9/b+0.4/c+0.2/d+0/e =1/a+0.9/b+0.4/c+0.2/d或模糊集合的运算模糊集合的运算 n空集 n等集 n子集 n并集 n交集 n补集n模糊集运算的基本性质 与普通集合一样,模糊集满足幂等律、交换
5、律、吸收律、分配律、结合律、摩根定理等,但是,互补律不成立,即 隶属函数确定方法隶属函数确定方法n模糊统计法n相对比较法 n专家经验法模糊统计法n定义:对模糊性事物的可能性程度进行统计,统计的结果称为隶属度。当n足够大时,隶属函数是一个稳定值。n例如,已知20个人的高度,以m表示时,分别是150,155,156,160,161,164,165,169,170,171,198。n考虑“中等身材”的集合 以及164属于的隶属度。n为此,选择20位评委,各自提出“中等身材”最适宜的年龄,组成一个普通集合A*。1.601.69 1.631.70 1.651.75 1.561.70 1.621.731.
6、651.72 1.641.73 1.601.69 1.691.75 1.691.781.601.71 1.631.73 1.651.78 1.611.72 1.641.721.671.78 1.601.70 1.681.78 1.611.73 1.621.72(1.56)=1/20=0.05(1.64)=13/20=0.65 对于“中等身材”集合,用单点表示时则可得=0.051.56+0.251.60+0.351.61+0.651.64+0.81.65+11.69 +0.91.70+0.751.71+0.51.73+0.31.75+0.21.77+0.21.78 身高1.64cm的人隶属于“中
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- 计算机控制 系统 设计 第五 控制 技术
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