模糊控制的基本知识.pdf

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1、第七章概述1.什么是模糊控制?模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制。2.模糊控制的特点与经典控制理论和现代控制理论相比，模糊控制的主要特点是不需要建立对象的数学模型。3.手动控制和经验控制操作人员根据对象的当前状态和以往的控制经验，用手动控制的方法给出适当的控制量，对被控对象进行控制。用计算机模拟操作人员手动控制的经验，对被控对象进行控制。上一页下一页4.模糊控制的基本思想首先根据操作人员手动控制的经验，总结出一套完整的控制规则，再根据系统当前的运行状态，经过模

2、糊推理、模糊判决等运算，求出控制量，实现对被控对象的控制。5.模糊控制的发展5.1模糊控制的起源1965年美国加利福尼亚大学自动控制专家L.AZadeh（扎德或查德）教授论文《模糊集合论》。1974年英国工程师（E.H.Mamdani）马丹尼将模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制，获得成功，模糊数学走向应用，取名模糊控制。上一页下一页手动控制、经验控制和模糊控制的比较操作员手动控制控制经验+当前状态控制量手动给出将控制经验根据当前的状传感器事先总结归计算机态，对照控制经验控制+测量的纳好，放在自动给出经验，给出适当前值计算机中。当的

3、控制量事先总结归纳出一套完整的控制规传感器模糊推理判决模糊控制+测量的控制量则，放在计计算出当前值算机中。上一页下一页5.2模糊控制发展的三个阶段1）基本模糊控制2）自组织模糊控制3）智能模糊控制4）三个阶段比较基本模糊控制：针对特定对象设计，控制效果好。控制过程中规则不变，不具有通用性，设计工作量大。自组织模糊控制：某些规则和参数可修改，可对一类对象进行控制。智能模糊控制：具有人工智能的特点，能对原始规则进行修正、完善和扩展，通用性强。上一页下一页4第二章模糊数学的相关知识和自动控制是在自动控制理论的基础上发展起来的一样，模糊控制

4、是在模糊数学的基础发上展起来的。只有掌握了模糊数学相关的知识，才能实现模糊控制，本章主要学习模糊数学的知识。2.1普通集合及其运算规则2.2模糊集合及其运算规则2.3模糊关系与模糊推理上一页下一页2.1普通集合及其运算规则1)普通集合的基本概念论域被讨论的对象的全体称作论域。论域常用大写字母U、X、Y、Z等来表示。元素论域中的每个对象称为元素。元素常用小写字母a、b、x、y等来表示。集合给定一个论域，论域中具有某种相同属性的元素的全体称为集合。集合常用大写字母A、B、C等来表示，集合的元素可用列举法（枚举法）和描述法表示。列举法：将

5、集合的元素一一列出，如：A={a1，a2，a3，…an}。描述法：通过对元素的定义来描述集合。如：A＝｛x│x≥0andx/2=自然数｝上一页下一页全集若某集合包含论域里的全部元素，则称该集合为全集。全集常用E来表示。空集不包含论域中任何元素的集合称作空集。空集用Φ来表示。子集设A、B是论域U上的两个集合，若集合A上的所有元素都能在集合B中找到，则称集合A是集合B的子集。记作AB。集合相等设A、B为同一论域上的两个集合，若AB，且BA，则称集合A与集合B相等。记作A=B。上一页下一页2)普通集合的并、交、补运算设A、B为同一论

6、域上的集合，则A与B的并集()AB、交集()AB、补集()A分别定义为：AB{}uuAoruBAB{}uuAanduBA{}uuA上一页下一页3)集合的直积设A、B分别为论域U、V上的集合，由A和B的各自元素a∈A及b∈B做成的序偶（a，b）组成的集合，称为A与B的直积，记作A×B。即：A×B={(a，b)a∈A，b∈B}例：若A={a，b，c}，B={1，2}，则A×B={(a,1)(a,2)(b,1)(b,2)(c,1)(c,2)}B×A={(1,a)(1,b)(1,c)(2,a)(2,b)(2,c)}上一页下一

7、页92.2模糊集合及其运算规则在普通集合中，论域中的元素（如a）与集合（如A）之间的关系是属于（a∈A），或者不属于（aA），它所描述的是非此即彼的清晰概念。但在现实生活中并不是所有的事物都能用清晰的概念来描述，如:风的强弱人的胖瘦年龄大小个子高低上一页下一页1)模糊集合的概念在模糊数学中，我们称没有明确边界（没有清晰外延）的集合为模糊集合。常用大写字母下加波浪线的形式来表示，如A、B等。元素属于模糊集合的程度用隶属度或模糊度来表示。用于计算隶属度的函数称为隶属函数。隶属度即论域元素属于模糊集合的程度。用Ai()x来表示。隶属度

8、的值为[0，1]闭区间上的一个数，其值越大，表示该元素属于模糊集合的程度越高，反之则越低。计算隶属度的函数称为隶属函数。用A()x表示。上一页下一页模糊集合的表示当论域U由有限多个元素组成时，模糊集合可用向量表示法或法扎德表示法表示