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[導讀]模糊控制技術是近代控制理論中的一種高級策略和新穎技術。模糊控制技術基于模糊數(shù)學理論,通過模擬人的近似推理和綜合決策過程,使控制算法的可控性、適應性和合理性提高,成為智能控制技術的一個重要分支。

模糊控制技術是近代控制理論中的一種高級策略和新穎技術。模糊控制技術基于模糊數(shù)學理論,通過模擬人的近似推理和綜合決策過程,使控制算法的可控性、適應性和合理性提高,成為智能控制技術的一個重要分支。

模糊控制理論的產生及其概要在控制技術的應用過程中,對于多變量、非線性、多因素影響的生產過程,即使不知道該過程的數(shù)學模型,有經驗的操作人員也能夠根據長期的實踐觀察和操作經驗進行有效地控制,而采用傳統(tǒng)的自動控制方法效果并不理想。從這一點引申開來,是否可將人的操作經驗總結為若干條控制規(guī)則以避開復雜的模型建造過程?模糊控制理論與技術由此應運而生。模糊控制最重要的特征是反映人們的經驗以及人們的常識推理規(guī)則,而這些經驗與常識推理規(guī)則是通過語言來表達的。如“溫度上升過快,則稍微降低升溫速度” 就是一種基于經驗表達的語言。在控制系統(tǒng)的運用初期,由于對系統(tǒng)缺乏了解,控制效果可能不太好,但經過若干次探索后終能實驗預期的理想控制,這就是經驗對模糊控制系統(tǒng)的重要性。與傳統(tǒng)的控制相比較,模糊控制有其明顯的優(yōu)越性。

由于模糊控制實質上是用計算機去執(zhí)行操作人員的控制策略,因而可以避開對象復雜的數(shù)學模型,力圖對人們關于某個控制問題的成功與失敗的經驗進行加工,總結出知識,從中提煉出控制規(guī)則,實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的控制。模糊理論的基礎是模糊集合理論,主要包括模糊集合理論、模糊邏輯、模糊推理和模糊控制等方面的內容。在普通集合中,任何一個元素或個體與任何一個集合之間的關系只有“屬于”和“不屬于”兩種情況,兩者必須其一,而且只居其一,絕對不允許模棱兩可。鑒于普通集合只能表達“非此即彼”概念的情形,美國加州大學控制專家L.A.Zadeh 教授創(chuàng)立了模糊集合理論,即用模糊集合來刻畫模糊概念。

由淺入深地論述了模糊邏輯控制原理、模糊控制器的結構、控制規(guī)則的形式、模糊推理以及反模糊化等基本理論;從傳統(tǒng)控制工程設計出發(fā),將傳統(tǒng)控制理論應用到模糊控制器的設計過程中;介紹了建立模糊控制系統(tǒng)仿真模型的方法及用MATLAB建立模糊推理系統(tǒng)和進行系統(tǒng)仿真的方法;此外,還論述了模糊控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法以及穩(wěn)定性準則;講述了目前工程上較多采用的模糊控制與其他先進控制技術相結合的控制技術,分析其控制原理及控制系統(tǒng)設計方法。書中列舉了很多模糊控制應用實例,具有一定的參考價值。

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