模糊控制编辑本段回目录
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下图为模糊控制系统的结构组成和工作原理。控制器的任务是根据系统输出的误差和误差变化情况来决定控制对象的输入量,在手工操作情况下这项工作原来是由控制人员通过手动控制完成的。把他们的经验表述为一套自然语言的条件语句,再应用模糊集合论将其转化为一组模糊条件语句,就可用来组成模糊控制规则。例如,对于由下述语句表述的经验规则:“如果误差很大,且误差继续朝不利方向很快变化,应加大控制量;如果误差大小为中等程度,且朝着有利于减小误差的方向变化,应使用很小的控制量来使误差继续缄小,……”,按照法则可把这些自然语言的条件语句转化为相应的模糊条件语句: 否则……其中
。E指误差,EC指误差变化情况,u指控制量;N表示负的,P表示正的,B表示大,M表示中等,S表示小,O表示零。NB、NM、NS、NO、O、PO、PS、PM、PB表示不同的模糊集合,它们用来表示误差、误差变化情况和控制量的大小或程度。如将误差可能出现的范围分为13个区间,那么NB、NM、…、PB就是这13个元素组成的论域上的不同的模糊集。已有一些方法可用来将模糊条件语句表述的模糊算法变成计算机可以执行的运算。常用的方法是,将模糊条件语句变换为一个模糊关系记作 R,将系统的实际误差和误差变化情况变换成模糊集记作A,然后通过公式 U=A?R(其中“?”表示某种运算)来算出控制量论域上的模糊集U,再根据U和一定的法则即可求出所需要的控制量
模糊控制的特点是不需要考虑控制对象的数学模型和复杂情况,而仅依据由操作人员经验所制订的控制规则就可构成。凡是可用手动方式控制的系统,一般都可通过模糊控制方法设计出由计算机执行的模糊控制器。模糊控制所依据的控制律不是精确定量的。其模糊关系的运算法则、各模糊集的隶属度函数,以及从输出量模糊集到实际的控制量的转换方法等,都带有相当大的任意性。对于模糊控制器的性能和稳定性,常常难以从理论上作出确定的估计,只能根据实际效果评价其优劣。
参考书目
贺仲雄编:《模糊数学及其应用》,天津科学技术出版社,天津,1983。
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