电机的模糊控制课件.ppt

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1、什么是模糊控制？以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制根据人工控制规则组织控制决策表由决策表决定控制量的大小6.1引言6电机的模糊控制（2）由智能机参与生产过程自动控制的系统什么是智能控制系统？（两个含义）（1）智能机自动地完成其目标的控制系统模糊控制属于智能控制模糊控制属于非线性控制1模糊控制的核心：把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的算法控制输出是确定的能模拟人的思维方式对受控对象进行控制利用模糊集合论6.1.1模糊控制器的发展及现状3个阶段基本模糊控制器的应用阶段特点：1）根据某一

2、特定过程制定的模糊控制规则表2）一个控制器一般只适用于某一类特定的过程2自组织模糊控制器应用阶段特点：1）控制算法不固定，可以通过在线修改控制规则或改变某几个参数而变化2）控制器不局限于一类对象，而是通过自组织可以适应几类对象3）可以生产具有通用性、仪表化的模糊控制器智能模糊控制器特点：1）利用模糊语言及模糊条件语句构成原始的人工智能专家系统2）通过产生式学习系统，对原有知识进行反馈修正3被控对象或过程非线性，时变性参数未知或缓慢变化滞后或随机干扰过程机理错综复杂各种不确定因素以及现场测量手段不完善难以建立被控对象的精确模型现状：对经典

3、模糊控制系统稳定性能的改善复杂系统的自学习与参数(或规则)自调整模糊系统模糊自适应控制、专家模糊控制、多变量模糊控制、6.1.2模糊控制的适用场合什么情况适合采用模糊控制？数学模型未知的、复杂的非线性系统4对复杂系统，语言方法是一种很方便的近似使用语言方法，可以不需要精确数学模型模糊控制方法易于掌握尤其适用于具有一定操作经验、而非控制专业者很容易将模糊条件语句加入到控制环节易于通过自然语言进行人机界面联系过程的动态响应品质优于常规PID控制对参数的变化具有较强的适应性6.1.3模糊控制的特点表示成语言变量描述的控制规则将操作者或专家的控

4、制经验和知识用这些规则去控制系统56.2模糊控制系统原理6.2.1模糊控制原理例如：控制电加热炉的温度根据操作者的经验调节供电电压，升温或降温把经验用语言描述为模糊条件语句：若炉温低于给定温度，则升压若炉温高于给定温度，则降压低得越多，升压越高高得越多，降压越低若炉温等于给定温度，则保持电压不变规则的基本形式：如果…，则…用模糊语言来描述用模糊逻辑推理进行处理产生相应的控制决策模糊控制原理：66.2.2模糊控制系统结构人－机控制过程归结为：偏差e，偏差变化率ec的清晰量模糊化得到模糊量E和EC推理分析和模糊决策判断得到模糊控制量输出U解

5、模糊或者清晰化得到清晰值的控制量输出μ执行控制动作根据输入的偏差及偏差的变化率综合地进行权衡和判决7模糊控制系统的核心－－模糊控制器模糊控制系统性能取决于：模糊控制器结构模糊规则模糊推理算法模糊决策方法模糊控制系统8模糊控制器（FuzzyController－－FC）模糊逻辑控制器（FuzzyLogicController－－FLC）模糊语言控制器（FuzzyLanguageController－－FLC）模糊控制规则由模糊理论中模糊条件语句来描述分为：一维、二维和三维模糊控制器根据输入变量和输出变量的个数分类单变量模糊控制器、多变量模

6、糊控制器6.3.1单变量模糊控制器6.3模糊控制器分类（SingleVariableFuzzyController－SVFC）9缺点：动态性能较差输入：受控量和给定值的偏差量e二维模糊控制器一维模糊控制器输入：受控量和给定值的偏差e偏差的变化量ec特点：能反映输出变量的动态特性三维模糊控制器输入：偏差量e、偏差变化量ec偏差变化量的变化率ecc特点：结构复杂，推理时间长适用于动态特性要求特别高的场合106.3.2多变量模糊控制器（MultipleVariableFuzzyController）n个输出Ui（i＝1，2，…，n）m个输入V

7、k（k＝1，2，…，m）6.4模糊控制器结构由输入定标、输出定标、模糊化、模糊推理和精确化等组成比例系数(标度因子)－－实现输入和输出量的折算模糊推理过程－－由推理机实现111、模糊化接口（FuzzyInterface）模糊控制器的组成模糊控制器的输入接口作用：将输入的真实确定值精确量在其论域上转换为相应模糊语言变量值相应语言变量均由对应的隶属度来定义122、知识库（KnowledgeBase）规则库（RuleBase-RB）数据库（DataBase-DB）存放所有输入输出变量的全部模糊子集的隶属度矢量值在规则推理的模糊关系方程求解过程

8、中向推理机提供数据存放全部模糊控制规则在推理时为“推理机”提供控制规则输入输出变量经过论域等级离散化后对应值的集合按人的直觉推理的一种语言表示形式模糊控制规则是基于专家知识长期积累的经验根据控制目的和控制策