文档介绍：模糊控制理论及应用
《计算机控制技术》
第六章模糊控制
模糊理论的发展
“Fuzzy”概念是1965年由美国的自动控制专家Zadeh首次提出来的。
1974年英国工程师Mamdani 首次把模糊数学应用于锅炉和蒸汽机的控制,获得了圆满的成功。
模糊概念
80年代以来,自动控制系统被控对象的特点:
多输入-多输出的强耦合性;
参数的时变性;
严重的非线性;
从系统对象获得的知识信息量相对减少;
对控制性能的要求日益高度化。
精确建模
描述的模糊性
模糊控制的感性认识1
模糊控制与经典控制理论的本质区别:
模糊控制的核心——只用已知的系统的粗略的知识描述系统,并在此基础上引入模糊控制算法。
模糊控制的特点:
不用数学方程,而用语言为代表的模糊变量描述系统;
用条件命题语句记述模糊变量间的关系;
用模糊推理方法实现系统的运算。
模糊控制的感性认识2
举例1: 汽车倒车开进停车库(两车之间)
考虑:传统的微分方程法
车的位置为θ,车的方向为ω
车的状态为x=(ω,θ),操作量为u=(u1,u2) , u1为前轮的角度,u2为车速
车的运动方程
求出使x从 x0 移动到Γ中某一点的操作量u
车的初始状态
最终可能的全部停车状态
?
解决方案
在汽车驾驶学校,教员通过简单的口头传授将汽车开入车库的技能教会学员。
“先把方向盘向左打,前进、停车,然后再调整方向盘、后退,如不成功就再来一次”
模糊控制算法
特点:很强的鲁棒性
举例2:两辆车前后追踪高速行驶
当前后两辆车相距过近时,后面的一辆车就应当减速以免发生碰撞。
模糊控制规律和模糊推理
规则:如果两车相距过近就减速
状况:两车现相距20m
操作:刹车、大幅度减速
大前提
小前提
推理结果
模糊集 ——用数学方法表述模糊概念的手段
模糊概念的量化
横轴代表体温,它是问题所涉及的范围,称做台集合;
纵轴是从0到1的一个实数闭区间,函数在该区间内取值,表现台集合中某一个数值究竟在多大程度上符合所表达的模糊概念。
模糊数学不仅抓住了事物的两头,判明Yes和No,且还注意到它们中间的联接,用函数的方法细腻地刻画出它们之间符合自然的过渡过程。
台集合为上班的单程路途时间,范围为0~3h。