模糊控制

利用模糊数学理论的控制方法
image
模糊控制（fuzzy control）是以模糊集合论、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础的计算机控制技术，是用计算机来模拟人的模糊推理和决策过程。模糊集合论是美国的L.A.Zadeh于1965年创立的，1974年英国的E.H.Mamdani首次将模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制。从此，模糊控制得到了迅速的发展，目前已在许多工程领域，特别是机电一体化领域和民用家电等领域得到广泛应用，以取代传统控制。[1]
模糊控制不依赖于被控对象精确的数学模型。模糊控制在特定的条件下可以达到经典控制论难以达到的“满意控制”，而不是最佳控制。然而，模糊理论确实有很多不完善之处，比如模糊规则的获取和确定，隶属函数的选择以及比较敏感的稳定性问题至今都未得到完善的解决，但这些却不能抹杀模糊控制的科学性和有效性，事实上它是智能控制的一个重要分支。与此同时，模糊控制不仅适用于小规模、线性的单变量系统，而且也正在逐渐向大规模、非线性的复杂系统扩展。[2]
模糊控制是一类应用模糊集合理论的控制方法。模糊控制的价值可从两方面来看：一方面，模糊控制提出一种新的机制，用于实现基于知识（规则），甚至语义描述的控制规律；另一方面，模糊控制为非线性控制器提出一个比较容易的设计方法，尤其是当受控装置（对象或过程）含有不确定性，而且很难用常规非线性理论处理时，更为有效。[3]

概念

图3.1为一般控制系统的架构，此架构包含了五个主要部分，即：定义变量、模糊化、知识库、逻辑判断及反模糊化，下文将对每一部分做简单的说明：