智能控制04-模糊控制.ppt

第三章 模糊控制 上次课内容回顾 模糊关系及模糊推理 If A1, and B1, Then C1； If A2, and B2, Then C2 ...... If An, and Bn, Then Cn 模糊控制 3.1 模糊控制的工作原理 3.1 模糊控制的工作原理 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 3.2 模糊控制器的结构和设计 若模糊输出量的元素隶属度有几个相同的最大值，则取相应诸元素的平均值，并进行四舍五入取整，作为控制量。上式中，元素－4、－3、－2对应的隶属度均为1，则精确输出控制量为 （2）加权平均法（重心法） 对模糊输出量中各元素及其对应的隶属度求加权平均值，并进行四舍五入取整，来得到精确输出控制量。 清晰化后的U*，经过比例因子可以转化为实际作用于控制对象的控制量u* 模糊控制器的工作过程: 模糊控制器实时检测系统的误差和误差变化率e*和ec*； 通过量化因子ke和kec将e*和ec*量化为控制器的精确输入E*和EC*； E*和EC*通过模糊化接口转化为模糊输入A*和B*； 将A*和B*根据规则库蕴涵的模糊关系进行模糊推理，得到模糊控制输出量C*； 对C*进行清晰化处理，得到控制器的精确输出量U*； 通过比例因子ku将U*转化为实际作用于控制对象的控制量u*。 将（3）～（5）步离线进行运算，对于每一种可能出现的E和EC取值，计算出相应的输出量U，并以表格的形式储存在计算机内存中，这样的表格我们称之为模糊查询表。 已知A*,B*,求C* 例2-16 已知语言规则为“如果e是A，并且ec是B，那么u是C。”其中 试求该语句所蕴涵的模糊关系 R。 解： 第一步，先求R1＝A×B： 第二步，将二元关系矩阵R1排成列向量形式R1 T，先将中的第一行元素写成列向量形式，再将中的第二行元素也写成列向量并放在前者的下面，如果是多行的，再依次写下去。于是R1可表示为： 第三步，R计算如下： 例2-18，已知 试根据例2-16中的语言规则求“e 是A* 并且ec 是B* ”时输出u的模糊值C* 。 解： 把R2写成行向量形式，并以R2T表示，则 令 将人类专家对特定对象的控制经验，运用模糊集理论进行量化，转化为可数学实现的控制器，从而实现对被控对象的控制。 人类专家的控制经验是如何转化为数字控制器的 ？ 人类对热水器水温的调节 控制思想： 如果水温偏高，就把燃气阀关小；如果水温偏低，就把燃气阀开大。 输入e 输出u 规则库R D/A 电磁阀 A/D 期望值 ＋ － e u 模糊值 模糊值 精确值 精确值 模糊化 去模糊化 热水器水温模糊控制系统结构 模糊推理 温度 传感器 热水器 模糊控制器的基本结构通常由四个部分组成： 模糊化接口 规则库 模糊推理 清晰化接口 3.2.1 模糊化接口 模糊化就是通过在控制器的输入、输出论域上定义语言变量，来将精确的输入、输出值转换为模糊的语言值。 1) 语言变量的确定 定义模糊控制器的输入、输出语言变量。 通常取系统的误差值e和误差变化率ec为模糊控制器的两个输入，在控制量u为系统输出 E, EC, U 2)语言变量论域的设计 在模糊控制器的设计中，通常就把语言变量的论域定义为有限整数的离散论域。 例如， E的论域定义为{-m, -m+1, …, -1, 0, 1, …, m-1, m}； EC的论域定义为{-n, -n+1, …, -1, 0, 1, …, n-1, n}； U的论域定义为{-l, -l+1, …, -1, 0, 1, …, l-1, l}。 如何实现实际的连续域到有限整数离散域的转换？ 通过引入量化因子ke、kec和比例因子ku来实现 ke kec d/dt 模糊 控制器 ku 期望值 y ＋