模糊控制理论应用.ppt

理念用精确的数学来处理模糊的对象，并非用模糊（不精确）的数学来解决模糊的对象；模糊隶属度及模糊控制策略极大包含了人的主观因素；模糊控制器具有非线性特征。第30页,共30页，星期六，2024年，5月模糊理论的发展“Fuzzy”概念是1965年由美国的自动控制专家Zadeh首次提出来的。1974年英国工程师Mamdani首次把模糊数学应用于锅炉和蒸汽机的控制，获得了圆满的成功。第2页,共30页，星期六，2024年，5月模糊概念80年代以来，自动控制系统被控对象的特点：多输入-多输出的强耦合性；参数的时变性；严重的非线性；从系统对象获得的知识信息量相对减少；对控制性能的要求日益高度化。精确建模描述的模糊性第3页,共30页，星期六，2024年，5月模糊控制的感性认识1模糊控制与经典控制理论的本质区别：模糊控制的核心——只用已知的系统的粗略的知识描述系统，并在此基础上引入模糊控制算法。第4页,共30页，星期六，2024年，5月模糊控制的特点：不用数学方程，而用语言为代表的模糊变量描述系统；用条件命题语句记述模糊变量间的关系；用模糊推理方法实现系统的运算。模糊控制的感性认识2第5页,共30页，星期六，2024年，5月举例1：

汽车倒车开进停车库（两车之间）考虑：传统的微分方程法车的位置为θ，车的方向为ω车的状态为x=(ω,θ)，操作量为u=(u1,u2)，u1为前轮的角度，u2为车速车的运动方程求出使x从x0移动到Γ中某一点的操作量u车的初始状态最终可能的全部停车状态？第6页,共30页，星期六，2024年，5月解决方案在汽车驾驶学校，教员通过简单的口头传授将汽车开入车库的技能教会学员。“先把方向盘向左打，前进、停车，然后再调整方向盘、后退，如不成功就再来一次”模糊控制算法特点：很强的鲁棒性第7页,共30页，星期六，2024年，5月举例2:两辆车前后追踪高速行驶当前后两辆车相距过近时，后面的一辆车就应当减速以免发生碰撞。模糊控制规律和模糊推理规则：如果两车相距过近就减速状况：两车现相距20m操作：刹车、大幅度减速大前提小前提推理结果第8页,共30页，星期六，2024年，5月模糊集

——用数学方法表述模糊概念的手段模糊概念的量化横轴代表体温，它是问题所涉及的范围，称做台集合；纵轴是从0到1的一个实数闭区间，函数在该区间内取值，表现台集合中某一个数值究竟在多大程度上符合所表达的模糊概念。第9页,共30页，星期六，2024年，5月模糊数学不仅抓住了事物的两头，判明Yes和No，且还注意到它们中间的联接，用函数的方法细腻地刻画出它们之间符合自然的过渡过程。台集合为上班的单程路途时间，范围为0～3h。第10页,共30页，星期六，2024年，5月模糊集合与分明集合A={A,B,C,D}B={上海，东京，纽约}C={x|x是一个自然数}D={x|x是世界上的商业、金融中心城市}E={x|x是一个大数}第11页,共30页，星期六，2024年，5月隶属函数

——定义模糊集合的方法隶属函数是一个从论域∪到闭区间［0，1］的一个映射：论域∪中的元素x越接近A，则hA（x）的取值越接近1，表示x属于A的程度越大；反之，hA（x）的取值就越接近于0。第12页,共30页，星期六，2024年，5月隶属函数及其确定普通集合论中，是{0，1}的二值逻辑；描述客观事物的FUZZY性，将二值逻辑推广至[0，1]间的连续逻辑值；隶属函数的确定：1）Fuzzy统计法；2）人工函数第13页,共30页，星期六，2024年，5月隶属函数的确定：Fuzzy统计法第14页,共30页，星期六，2024年，5月第15页,共30页，星期六，2024年，5月隶属函数的确定：人工函数1）梯形：“降半的”、“升半的”、“对称的”第16页,共30页，星期六，2024年，5月2）正态分布3）s形4）三角形第17页,共30页，星期六，2024年，5月模糊控制一般过程控制对象模糊化；模糊逻辑、模糊推理；去模糊,精确控制。第18页,共30页，星期六，2024年，5月模糊控制器的结构第19页,共30页，星期六，2024年，5月模糊控制器的核心是模糊控制规则。在模糊控制器中，模糊控制规则一般取“if—then—”的形式。ifx1is大ANDx2is小thenyis中控制规律的前件部后件部第20页,共30页，星期六，2024年，5月模糊语言变量

——对某一物理量的模糊化的描述第21页,共30页