模糊控制算法简介.ppt

3.3 模糊控制的改进方法 规则自校正模糊控制器 模糊控制要有更好的效果，其前提必须具有较完善与合理的控制规则，但控制规则和查询表都是在人工经验的基础上设计出来的，因而难免带有主观因素，使控制规则往往在某种程度上显得精度不高或不完善，并且当对象的动态特性发生变化，或受到随机干扰的影响时，都会影响到模糊控制的效果。因此需要对控制规则和查询表不断及时地进行修正。 1）为什么进行规则的校正？ 3.3 模糊控制的改进方法 对于一个二维模糊控制器，当输入变量偏差E、偏差变化EC和输出控制量U的论域等级划分相同时，则其控制查询表可以近似归纳为： 在上式的基础上引入一个调整因子，则可得到一种带有调整因子的控制规则： α为调整因子或加权因子，它反映了误差E和误差变化EC对控制输出量U的加权程度，通过调整α值，可以达到改变控制规则的目的。 2）如何进行规则的校正？ 原理 3.3 模糊控制的改进方法 α的调整对控制性能的影响 在实际控制中，模糊控制系统在不同的状态下，对控制规则中误差E与误差变化EC的加权程度会有不同的要求。 对二维模糊控制系统来说，当误差较大时，控制系统的主要任务是消除误差，加快响应速度，这时对误差的加权应该大些； 当误差较小时，此时系统接近稳态，控制系统的主要任务是使系统尽快稳定，减小系统超调，这就要求在控制规则中误差变化起的作用大些，即对误差变化的加权大些。 因此，在不同的误差范围时，可以通过调整加权因子，来实现控制规则的自调整。 3.3 模糊控制的改进方法 α的调整方法 分段法 将误差的取值范围划分为几段，每一段对应一个调整因子α 。 α的取值随误差的增大而增大。 3.3 模糊控制的改进方法 函数法 定义函数： 令 则偏差大时，α较大，系统能尽快消除偏差; 偏差小时， α较小，系统能尽快趋于稳态。即根据模糊目标的隶属函数来调节的大小。从而达到调整控制规则的目的 3.3 模糊控制的改进方法 3.3.4 变结构模糊控制 控制系统在实际运行中，往往会运行于不同的工作状态。在不同的工作状态，控制的规则、输入输出的论域都不同。如果在整个工作过程中，仅用一种单一结构的模糊控制器则不能达到良好的控制效果。为此，可以将工作过程划分为几个状态，对不同的状态分别设计不同的模糊控制器。系统在运行时，可以根据系统偏差、偏差变化率等状态特征，识别出系统所处的状态，切换到所需的模糊控制器。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 3.2 模糊控制器的结构和设计 如果E、EC和U的论域均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}，则生成的模糊查询表具有如下形式 U EC -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 E -6 -6 -6 -6 -6 -6 -5 -5 -4 -3 -2 0 0 0 -5 -6 -6 -6 -6 -5 -5 -5 -4 -3 -2 0 0 0 -4 -6 -6 -6 -5 -5 -5 -5 -3 -3 -2 0 0 0 -3 -5 -5 -5 -5 -4 -4 -4 -3 -2 -1 1 1 1 -2 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -2 -1 0 2 2 2 -1 -4 -4 -4 -3 -3 -3 -3 -1 2 2 3 3 3 0 -4 -4 -4 -3 -3 -1 0 1 3 3 4 4 4 1 -3 -3 -3 -2 -2 1 3 3 3 3 4 4 4 2 -2 -2 0 0 1 2 4 4 4 4 4 4 4 3 -1 -1 0 1 2 3 4 4 4 5 5 5 5 4 0 0 1 2 3 4 5 5 5 5 6 6 6 5 0 0 1 2 3 4 5 5 5 6 6 6 6 6 0 0 1 2 3 4 5 5 6 6 6 6 6 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2.6 模糊控制器的设计内容 （1）确定模糊控制器的输入变量和输出变量； （2）确定输入，输出的论域和Ke、Kec、Ku的值； （3）确定各变量的语言取值及其隶属函数； （4）总结专家控制规则及其蕴涵的模糊关系； （5）选择推理算法； （6）确定清晰化的方法； （7）总结模糊查询表。 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2.7模糊控制器的软件实现（Matlab） 1 模糊控制查询表的实现 初始化 总结模糊关系 总结模糊查询表 3.2 模糊控制器的结构和设计