新第6章 先进控制技术.ppt

6.3.4 专家控制组织结构 专家控制系统的一般结构下图所示，这种系统的组织结构有两个显著特点： ①知识库可以由定量知识与定性知识分离构造。 ②用户可以通过知识获取系统直接地与内部规则，进而间接地与数值算法进行交互，以便操作人员可以对控制系统进行离线的修改和在线的监督干预。 6.4 预测控制技术 预测控制是一类控制算法的统称，其中有动态矩阵控制（DMC, Dynamic Matrix Control）、模型算法控制（MAC, Model Algorithmic Control）、预测控制（PC，Predictive Control）以及广义预测控制（GPC，Generalized Predictive Control）等。 预测控制系统如下图所示，主要由内部模型、预测模型、参考轨迹和预测控制算法组成。 6.4.1 内部模型 内部模型即为被控对象的阶跃响应或脉冲响应，下图通过实验方法采集对象的阶跃响应或脉冲响应，分别以 和 表示。 对象的阶跃响应如图a）所示，采样周期为 ，对每个采样时刻 有对应的响应值 ，从 开始变化直到 时刻对象趋向稳态值 ，其中 为截断步长。这有限个响应信息 的集合就是对象的内部模型。 对象的脉冲响应如图b）所示，采样周期为 ，对每个采样时刻 有对应的响应值 ，从 开始变化直到 时刻对象趋向稳态值 ，其中 为截断步长。这有限个响应信息 的集合就是对象的内部模型。 6.4.2 预测模型 根据内部模型的信息，预测未来的控制量及响应，即构成预测模型。 1.基于阶跃响应的开环预测模型 2.基于脉冲响应的开环预测模型 3.闭环预测模型 6.4.3 预测控制算法 1.动态矩阵控制（DMC） 2.模型算法控制（MAC） 6.5 其它先进控制技术 1.自适应控制 2.分层递阶控制 3.鲁棒控制 4.学习控制 习 题 第六章 先进控制技术 6.1 模糊控制技术 6.2 神经网络控制技术 6.3 专家控制技术 6.4 预测控制技术 6.5 其它先进控制技术 控制技术中的模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制技术和预测控制技术。先进控制技术主要解决传统的、经典的控制技术所难以解决的控制问题，代表着控制技术必威体育精装版的发展方向，并且与多种智能控制算法是相互交融、相互促进发展的。 6.1 模糊控制技术 6.1.1 模糊控制的数学基础 6.1.2 模糊控制原理 6.1.3 模糊控制器设计 6.1.1 模糊控制的数学基础 1. 模糊集合 2. 模糊集合的运算 (1)相等： ,都有 ，则称A与B相等，记作 。 (2)补集： ,都有 ，则称B是A的补集，记作 。 (3)包含： ,都有 ，则称A包含B，记作 。 (4)并集： ,都有 ，则称C是A与B的并集，记作 。 (5)交集： ,都有 ，则称C是A与B的交集，记作 。 3.模糊关系 (1)关系 ①关系的概念 ②直积集 ③几个常见的关系 我们常见的关系有自返性、对称性和传递性等关系。 (2)模糊关系 模糊关系也有自返性、对称性、传递性等关系。 (3)模糊矩阵 模糊矩阵的一般形式为 其中 ， ， ，矩阵A可记为 。 4.模糊逻辑 5.模糊推理 6.1.2 模糊控制原理 模糊控制系统通常由模糊控制器、输入输出接口、执行机构、测量装置和被控对象等五个部分组成，如下图所示。 模糊控制器主要包括输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清晰化接口四个部分，如下图所示。 1.模糊化接口 2.知识库 3.推理机 4.清晰化接口 6.1.3 模糊控制器设计 设计一个模糊控制系统的关键是设计模糊控制器，而设计一个模糊控制器需要：选择模糊控制器的结构、选取模糊规则、确定模糊化和清晰化方法、确定模糊控制器的参数、编写模糊控制算法程序。 1．模糊控制器的结构设计 (1)单输入单输出结构 ①一维模糊控制器 ②二维模糊控制器 (2)多输入多输出结构 2.模糊规则的选择和模糊推理 (1)模糊规则的选择 ①模糊语