模糊控制 课件 第1章 绪论

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1、第1章绪论1.1智能控制简介1.2模糊控制理论的产生1.3模糊控制理论的发展概况1.4模糊控制理论的应用概况1.5模糊逻辑与计算机1.6模糊逻辑与人工智能1.7模糊控制所面临的任务10/9/202111.控制理论和应用发展的概况2.传统控制理论的局限性3.智能控制的组成、定义与研究内容4.智能控制与传统控制的关系和差别5.智能与智能控制的定义6.智能控制研究的主要内容7.智能控制的分类自动控制（自动化）是一门交叉学科1.1智能控制简介10/9/202121.1智能控制简介10/9/202131.控制理论和应用发展的概况控制理论的发展始于Watt飞球调节蒸汽机以后的100年。

2、40~60年代以反馈控制理论为代表，形成经典控制理论，著名的控制科学家有：N.Wiener,Nyquist,H.W.Bode,W.R.Evans.2.随着航空航天事业的发展,60~70年代形成以多变量控制为特征的现代控制理论,主要代表有:Kalman的滤波器,Pontryagin的极大值原理,Bellman的动态规划和Lyapunov的稳定性理论.3.70年代初,以分解和协调为基础,形成了大系统控制理论,用于复杂系统的控制,重要理论有递阶控制理论、分散控制理论等。主要用于资源管理、交通控制、环境保护等。以上控制理论我们称之为传统控制理论。1.1智能控制简介10/9/2021

3、4应用上：●工厂全球化、开放化。出现柔性制造、虚拟工厂、CIMS、CIPS（ComputerIntegratedProcessingSystems).现场总线技术越来越成熟。企业生产的发展趋向：单件生产大批量生产多品种小批量变品种变批量1.1智能控制简介10/9/20215企业自动化系统结构1.1智能控制简介10/9/202161.1智能控制简介10/9/202171.1智能控制简介10/9/202181.1智能控制简介10/9/202191.1智能控制简介10/9/2021101.1智能控制简介10/9/2021111.1智能控制简介10/9/2021121.1智能

4、控制简介10/9/2021131.1智能控制简介10/9/202114理论与实际应用存在很大差距！！！PID在实际应用中仍占统治地位。原因：●自动控制学科高度的交叉性、应用的广泛性；●所需数学工具难以被多数技术人员所掌握；●自动控制需要其它技术支持，如网络、计算机；●实际应用情况的复杂性、多变性、不确定性；●国内企业存在管理体制问题，技术投入力度不够。1.1智能控制简介10/9/2021152.传统控制理论的局限性随着复杂系统的不断涌现，传统控制理论越来越多地显示出它的局限性。1.1智能控制简介什么叫复杂系统？特征表现为：控制对象的复杂性环境的复杂性控制任务或目标的复杂性1

5、0/9/202116控制对象的复杂性模型的不确定性控制模型和干扰模型不确定性有两层含义：模型未知或知之甚少；模型的结构和参数可能在很大范围内变化高度非线性分布式的传感器和执行机构动态突变多尺度特征复杂的信息模式庞大的数据量和严格的性能指标1.1智能控制简介10/9/202117环境的复杂性变化的不确定性难以辨识必须与被控对象集合起来作为一个整体来考虑。控制任务或目标的复杂性控制目标和任务的多重性时变性任务集合处理的复杂性1.1智能控制简介10/9/202118(2)传统控制理论的局限性传统的控制理论建立在精确的数学模型基础上——用微分或差分方程来描述。不能反映人工智能过程：

6、推理、分析、学习。丢失许多有用的信息1.1智能控制简介10/9/202119不能适应大的系统参数和结构的变化自适应控制和自校正控制——通过对系统某些重要参数的估计，以补偿的方法来克服小的、变化较慢的参数不确定性和干扰。鲁棒控制——在一定的外部干扰和内部参数变化作用下，以提高系统的不灵敏度为宗旨来抵御不确定性的（鲁棒的区域是有限的）。自适应控制、鲁棒控制不能克服数学模型严重的不确定性和工作点剧烈的变化。1.1智能控制简介(2)传统控制理论的局限性10/9/202120传统的控制系统输入信息模式单一通常处理较简单的物理量：电量（电压、电流、阻抗）；机械量（位移、速度、加速度）；

7、复杂系统要考虑：视觉、听觉、触觉信号，包括图形、文字、语言、声音等信息。——信息融合、分析和推理。为了克服传统控制理论的局限性，产生了模拟人类思维和活动的智能控制。1.1智能控制简介(2)传统控制理论的局限性10/9/202121与传统的控制理论相比，智能控制对于环境和任务的复杂性有更大的适配程度。它不仅仅是对建立的模型，而且对于环境和任务能抽取多级的描述精度，进而发展了自学习、自适应和自组织等概念，所以能在更广泛的领域中获得应用。1.1智能控制简介10/9/2021223.智能控制的组成、定义与研究内容智能控制(