現(xiàn)代過程控制基礎(chǔ)模糊控制PPT課件

1、 模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與一般計算機控制系統(tǒng)基模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與一般計算機控制系統(tǒng)基本相似，通常由模糊控制器、輸入輸出接口、廣本相似，通常由模糊控制器、輸入輸出接口、廣義被控對象和測量裝置四個部分組成，如圖義被控對象和測量裝置四個部分組成，如圖4-14-1所示。所示。4.1 模糊控制系統(tǒng)4.1.1 4.1.1 模糊控制系統(tǒng)的組成模糊控制系統(tǒng)的組成圖4-1 模糊控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖第1頁/共44頁4.1 模糊控制系統(tǒng) 給定值與被控制量之間的偏差為模糊控制器的輸入量。這是一個精確量，為了增給定值與被控制量之間的偏差為模糊控制器的輸入量。這是一個精確量，為了增強系統(tǒng)控制能力，方便調(diào)節(jié)控制性能，同時也為

2、模糊化處理做準備，對精確量進行強系統(tǒng)控制能力，方便調(diào)節(jié)控制性能，同時也為模糊化處理做準備，對精確量進行量化，然后經(jīng)過模糊化處理轉(zhuǎn)化為模糊量，用相應的模糊子集表示。再由和模糊控量化，然后經(jīng)過模糊化處理轉(zhuǎn)化為模糊量，用相應的模糊子集表示。再由和模糊控制規(guī)則（即模糊關(guān)系），根據(jù)推理的合成規(guī)則進行模糊決策，得到模糊控制量。由制規(guī)則（即模糊關(guān)系），根據(jù)推理的合成規(guī)則進行模糊決策，得到模糊控制量。由于實際被控對象的控制量是精確量，因此需要將模糊控制量進行反模糊化處理變成于實際被控對象的控制量是精確量，因此需要將模糊控制量進行反模糊化處理變成精確量，再經(jīng)過輸出量化處理得到實際輸出值，經(jīng)過精確量，再經(jīng)過輸出量

3、化處理得到實際輸出值，經(jīng)過D/AD/A轉(zhuǎn)換變?yōu)榫_的模擬量送轉(zhuǎn)換變?yōu)榫_的模擬量送到執(zhí)行機構(gòu)對被控對象進行控制。這樣周而復始的循環(huán)下去，就實現(xiàn)了被控過程的到執(zhí)行機構(gòu)對被控對象進行控制。這樣周而復始的循環(huán)下去，就實現(xiàn)了被控過程的模糊控制。模糊控制。4.1.2 模糊控制系統(tǒng)的工作過程第2頁/共44頁 模糊控制器的控制規(guī)律是由計算機的程序?qū)崿F(xiàn)的，模糊控制器的控制規(guī)律是由計算機的程序?qū)崿F(xiàn)的，具體步驟如下：具體步驟如下：4.1 模糊控制系統(tǒng)（1 1）根據(jù)本次采樣值得到模糊控制器的輸入量，并進行輸入量化處理；）根據(jù)本次采樣值得到模糊控制器的輸入量，并進行輸入量化處理；（2 2）量化后的變量進行模糊化處理，

4、得到模糊量；）量化后的變量進行模糊化處理，得到模糊量；（3 3）根據(jù)輸入的模糊量及模糊控制規(guī)則，按模糊推理合成規(guī)則計算控制量（輸）根據(jù)輸入的模糊量及模糊控制規(guī)則，按模糊推理合成規(guī)則計算控制量（輸出的模糊量）；出的模糊量）；（4 4）對得到的模糊輸出量進行反模糊化處理，得到控制量的精確量，并進行輸）對得到的模糊輸出量進行反模糊化處理，得到控制量的精確量，并進行輸出量化處理，得到實際控制量。出量化處理，得到實際控制量。第3頁/共44頁4.1.3 模糊控制器的結(jié)構(gòu)4.1 模糊控制系統(tǒng) 模糊控制器的輸入變量一般選為偏差及其變化率，輸出變量通常為作用于被模糊控制器的輸入變量一般選為偏差及其變化率，輸出變

5、量通常為作用于被控對象的控制量。輸入變量的個數(shù)稱為模糊控制器的維數(shù)，根據(jù)輸入變量的個控對象的控制量。輸入變量的個數(shù)稱為模糊控制器的維數(shù)，根據(jù)輸入變量的個數(shù)不同，模糊控制器一般有三種結(jié)構(gòu)，如圖數(shù)不同，模糊控制器一般有三種結(jié)構(gòu)，如圖4-24-2所示。所示。（a） 一維模糊控制器（b） 二維模糊控制器（c） 三維模糊控制器圖4-2 基本模糊控制器的幾種結(jié)構(gòu)模糊控制器t ddeuececcdtd模糊控制器et dduec第4頁/共44頁4.1 模糊控制系統(tǒng)4.1.3.1 一維模糊控制器 控制器輸入和輸出語言變量只有一個,其模糊控制規(guī)則的形式為：R1： 如果e是E1，則u是U1；R2： 否則如果e是E2

6、，則u是U2；R3： 否則如果e是E3，則u是U3；.Rn： 否則如果e是En，則u是Un；第5頁/共44頁4.1 模糊控制系統(tǒng)4.1.3.2 二維模糊控制器輸入變量為兩個，而控制的輸出變量為一個，被控對象為單輸入單輸出系統(tǒng)?？刂破鞯哪：?guī)則為：R1： 如果e是E1和de是DE1，則u是U1；R2： 如果e是E2和de是DE2 ，則u是U2；R3： 如果e是E3和de是DE3 ，則u是U3；.Rn： 如果e是En和de是DEn ，則u是Un； 二維模糊控制器考慮到系統(tǒng)的誤差和誤差變化，控制性能明顯優(yōu)于一維模糊控制器。（3）、多維模糊控制器應用于更高的控制場合第6頁/共44頁4.2 模糊控制器的

7、設計4.2.1 模糊控制的基礎(chǔ)知識4.2.1.1 4.2.1.1 模糊集合與隸屬函數(shù)模糊集合與隸屬函數(shù) 模糊控制器是一種模擬人的思維推理過程的控制器，采用語言變量來描述輸模糊控制器是一種模擬人的思維推理過程的控制器，采用語言變量來描述輸入輸出數(shù)據(jù)。語言變量是自然語言中的詞或句，它的取值不是通常的數(shù)，而是用如入輸出數(shù)據(jù)。語言變量是自然語言中的詞或句，它的取值不是通常的數(shù)，而是用如長、短、大、小、年輕、年老等模糊語言表示的模糊集合。長、短、大、小、年輕、年老等模糊語言表示的模糊集合。 例如，將例如，將“青年青年”看作是一個集合，則它就是一個模糊集合。若認為小于看作是一個集合，則它就是一個模糊集合。

8、若認為小于4040歲歲的人可稱為的人可稱為“青年青年”，那么，那么3535歲的人應毫無疑問地屬于歲的人應毫無疑問地屬于“青年青年”，如果對此加以量，如果對此加以量化，則可設其屬于化，則可設其屬于“青年青年”的程度為的程度為1 1，3939歲的人屬于歲的人屬于“青年青年”的程度為的程度為0.70.7，4040歲歲的人屬于的程度為的人屬于的程度為0.50.5，4141歲的人屬于的程度為歲的人屬于的程度為0.30.3等等。這種屬于的程度值可在等等。這種屬于的程度值可在0 01 1之間連續(xù)變化，稱為隸屬度函數(shù)（也叫隸屬函數(shù)）。之間連續(xù)變化，稱為隸屬度函數(shù)（也叫隸屬函數(shù)）。第7頁/共44頁4.2 模糊控

9、制器的設計 用大寫字母 表示模糊集合，用 表示隸屬函數(shù)， 中的元素用 表示，則 表示 元素屬于模糊集合 的程度。AAxAx)(xA 定義：所謂給定論域 上的一個模糊集合 是指 都存在一個數(shù) 與 對應，這個數(shù)叫做 對 的隸屬度，即存在映射UAUx 1 , 0)(xAxxA 1 , 0:UA)(xxA 隸屬度表示了 隸屬于模糊集合 的程度，當 為有限集合 時，可以采用下面的表達方法表示模糊集合。xAU,21nxxxnnAAAxxxxxxA)()()(2211式中， 并不表示分數(shù)，而是表示論域中的元素 與其隸屬度 之間的對應關(guān)系；“”也不表示“求和”，而是表示模糊集合在論域上的整體。iiAxx )(

10、ix)(iAx第8頁/共44頁4.2.1.2 幾種典型的隸屬函數(shù)（1）高斯型隸屬函數(shù)222)(),;(cxecxf圖4-3 高斯型隸屬函數(shù)4.2 模糊控制器的設計第9頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計（2）S形隸屬函數(shù))(11),;(cxaecaxf圖4-4 S形隸屬函數(shù)第10頁/共44頁（3）梯形隸屬函數(shù)xddxccdxdcxbbxaabaxaxdcbaxf010),;(圖4-5 梯形隸屬函數(shù)4.2 模糊控制器的設計第11頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計（4）三角形隸屬函數(shù)xccxbbcxcbxaabaxaxcbaxf00),;(圖4-6 三角形隸屬函數(shù)第12頁/共44頁4.2 模糊控

11、制器的設計（5）Z形隸屬函數(shù)bxbxbaabxbbaxaabaxaxbaxf02)(22)(211),;(22圖4-7 Z形隸屬函數(shù)第13頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計4.2.1.3 隸屬函數(shù)的確定方法（1）模糊統(tǒng)計法 隸屬函數(shù)可以通過模糊統(tǒng)計試驗方法來確定。即根據(jù)所提出的模糊概念進行調(diào)查統(tǒng)計，提出與之對應的模糊集合 ，通過統(tǒng)計實驗，確定不同元素屬于 的程度，如下式所示。AANAxAx試驗總次數(shù)的次數(shù)的隸屬度對00（2）例證法AUA（3）專家經(jīng)驗法 專家經(jīng)驗法就是根據(jù)專家的實際經(jīng)驗，再加上必要的數(shù)學處理而得到隸屬函數(shù)的方法。 例證法的主要思想是從已知有限個 的值來估計論域 上的模糊集合

12、的隸屬函數(shù)。第14頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計4.2.2 論域的確定及輸入輸出量化 所謂論域就是被考慮客體所有元素的集合。在模糊控制系統(tǒng)中，把模糊控制器的輸入變量偏差 及其變化率 的實際范圍稱為這些變量的基本論域。基本論域內(nèi)的量為精確量，需要對它們進行量化處理。eec 在實際控制系統(tǒng)中，需要通過所謂量化因子進行量化處理，實現(xiàn)論域變換。量化因子的定義為：eeeabnk22ecececmkba 對于系統(tǒng)輸出量，基于量化因子的概念，定義為其比例因子：labkuuu2第15頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計 模糊控制器的量化因子和比例因子對系統(tǒng)的控制品質(zhì)有很大的影響。從理論上講， 增大，相當

13、于縮小了偏差的基本論域，增大了偏差變量的控制作用。因此，量化因子 選得越大，系統(tǒng)超調(diào)越大，過渡過程時間越長，但穩(wěn)態(tài)控制精度高； 變小，可減小超調(diào)，但會增大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。量化因子 對系統(tǒng)超調(diào)的抑制作用十分明顯， 選擇較大時，超調(diào)量減小，但會減慢系統(tǒng)響應速度。輸出比例因子 的大小也影響模糊控制的特性。 選擇過小會使系統(tǒng)動態(tài)響應過程變長，而 選擇過大會導致系統(tǒng)振蕩。ekekekeckeckukuk第16頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計4.2.3 模糊化處理 模糊控制器的輸入數(shù)據(jù)都是精確量，而模糊控制器是采用人的思維，也就是語言規(guī)則進行推理，因此需要將輸入數(shù)據(jù)(如溫度910)變換成語言值(如溫度“

14、低”、“中”、“高”)，這個過程稱之為模糊化的過程。對輸入數(shù)據(jù)進行模糊化處理是模糊控制器設計必不可少的一步。4.2.3.1 確定輸入輸出變量的模糊集合 模糊控制器中常用正大、正中、正小、零、負小、負中、負大等模糊語言描述輸入的偏差。因此，若將“偏差”看成是一個模糊語言變量，則它的取值不是具體的偏差大小，而是諸如“正大”、“正小”、“負中”、“零”等用模糊語言表示的模糊集合。一個模糊集合通常有三種等級劃分方法：（1）負大，負小，零，正小，正大五個等級；（2）負大，負中，負小，零，正小，正中，正大七個等級；（3）負大，負中，負小，零負，零正，正小，正中，正大八個等級。第17頁/共44頁4.2 模糊

15、控制器的設計4.2.3.2 確定隸屬函數(shù) 輸入變量偏差、偏差變化率和輸出控制量的模糊集合以及論域確定后，需要確定模糊語言變量的隸屬函數(shù)。一般是根據(jù)專家經(jīng)驗或統(tǒng)計分析結(jié)果進行確定。4.2.3.3 模糊化處理 所謂模糊化，就是根據(jù)模糊集合的隸屬函數(shù)，對輸入的數(shù)值找出相應的隸屬度的過程。在確定模糊變量隸屬函數(shù)以后，就可以根據(jù)所選擇的隸屬函數(shù)確定論域內(nèi)元素對模糊語言變量的隸屬度值，即所謂對模糊變量賦值。第18頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計4.2.4 模糊控制規(guī)則的建立與模糊推理4.2.4.1 模糊控制規(guī)則的建立 模糊控制規(guī)則是模糊控制的核心，因此，如何建立模糊控制規(guī)則是至關(guān)重要的問題。模糊控制規(guī)

16、則的生成大致有四種方法：（1）根據(jù)專家經(jīng)驗或過程知識生成控制規(guī)則；（2）根據(jù)過程模糊模型生成控制規(guī)則；（3）根據(jù)對手工控制操作的系統(tǒng)觀察和測量生成控制規(guī)則；（4）根據(jù)學習算法生成控制規(guī)則。 實際工程中，通常采用第一種方法來確定控制規(guī)則，并在試驗過程中不斷進行修改和完善。規(guī)則的形式常采用類似于計算機程序設計語言的條件語句：thenif第19頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計 將模糊控制器的輸入量轉(zhuǎn)化為模糊量功模糊邏輯決策系統(tǒng)用，每一條模糊規(guī)則可以求出一個模糊關(guān)系R。模糊邏輯決策器根據(jù)控制規(guī)則決定的模糊關(guān)系R，應用模糊邏輯推理算法得出控制器的模糊輸出控制量，最后精確化輸出。 對于n條模糊控制規(guī)則

17、可以得到輸入輸出關(guān)系矩陣R1，R2，.，Rn，從而有模糊規(guī)則的合成算法可得到總的模糊關(guān)系矩陣為：4.2.4.2 模糊推理iniRUR1第20頁/共44頁對于任一系統(tǒng)誤差 和系統(tǒng)誤差變化 ，其對應的模糊控制器輸出 為：iEjDEijCRDEECjiij)(通過上面的公式計算出模糊控制量 ，但是計算量非常的大，一般采用查表法ijCk1k2量化量化模糊控制表k3對象edexyzuT+圖4-8 控制表方式的模糊控制邏輯控制器結(jié)構(gòu)圖4.2 模糊控制器的設計第21頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計4.2.5 反模糊化處理 通過模糊推理得到的結(jié)果仍然是一個模糊量，但實際應用中，控制或驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)需要的是精

18、確量。因此要將模糊量轉(zhuǎn)換為精確量，這一過程稱為反模糊化。從工程應用的角度看，需要使用代表性好、算法簡單的反模糊化方法。（1）最大隸屬度法 這種方法最簡單，在輸出模糊集合中取隸屬度最大的作為精確值輸出：（2） 重心法所謂重心法就是取輸出模糊集合隸屬函數(shù)曲線與橫坐標軸圍成面積的重心相應的輸出作為輸出的精確值。Vvvvv )(max0VvVvdvvdvvvv)()(0mkkvmkkvkvvvv110)()(或第22頁/共44頁4.2.6 以溫度控制系統(tǒng)的模糊控制器設計為例，說明設計步驟：（1） 確定模糊控制器的輸入、輸出變量deTTed以及誤差變化輸入語言變量控制加熱裝置的供電電壓u輸出語言變量（）

19、確定個輸入、輸出變量的變化范圍、量化等級和量化因子k1、k2、k3取三個語言變量的量化等級為9級，即x，y，z=-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4。誤差e的論域為-150，150。誤差變化de的論域為-50，50?？刂戚敵鰑的論域為-64，64。則各比例因子為：K1=4/150, k2=4/50, k3=64/4（3） 在各輸入和輸出語言變量的量化域內(nèi)定義模糊子集首先確定各語言變量論域內(nèi)的模糊子集的個數(shù)。這里取5個模糊子集，即PB、PS、ZE、NS、NB。各模糊子集通過隸屬度函數(shù)來定義。為提高穩(wěn)態(tài)點控制的精度，量化方式采用非線性量化。4.2 模糊控制器的設計第23頁/共44頁4.2 模

20、糊控制器的設計誤差e-150-90-30-100103090150誤差率de -50-30-15-505153050控制v-64-16-4-20241664量化等級 -4-3-2-101234狀態(tài)變量相關(guān)的隸屬度函數(shù)PB00000000.351PS000000.410.40ZE0000.210.2000NS00.410.400000NB10.350000000模糊集的隸屬度函數(shù)第24頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計（4）模糊控制規(guī)則的確定 模糊控制規(guī)則的實質(zhì)是將操作員的控制經(jīng)驗加以總結(jié)而得出一條條模糊條件語句的集合。確定模糊控制規(guī)則的原則是必須保證控制器的數(shù)出能夠使系統(tǒng)輸出響應的動靜態(tài)特性

21、達到最佳。設控制系統(tǒng)的響應曲線如下圖：TTd0t12345考慮誤差e=T-Td為負的情況。當e為負大（NB）時，系統(tǒng)處于曲線1段，此時，無論de的值如何，為了消除偏差應使控制量加大，所以控制量u因該取正大（PB），控制規(guī)則如下：第25頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計規(guī)則1 如果誤差e是NB、且誤差變化是PB，則控制U為PB；規(guī)則2 如果誤差e是NB、且誤差變化是PS，則控制U為PB；規(guī)則3 如果誤差e是NB、且誤差變化是ZE，則控制U為PB；規(guī)則4 如果誤差e是NB、且誤差變化是NS，則控制U為PB；當誤差e為負小或者零時，主要矛盾轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)性問題。為了防止超調(diào)量過大并使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定，就要

22、根據(jù)誤差的變化de來確定控制量的變化。若de為正，表明誤差有減小的趨勢。系統(tǒng)響應位于曲線的第2段，所以可以取較小的控制量，控制規(guī)則如下：第26頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計規(guī)則5 如果誤差e是NS、且誤差變化是ZE，則控制U為PS；規(guī)則6 如果誤差e是NS、且誤差變化是PS，則控制U為ZE；規(guī)則7 如果誤差e是NS、且誤差變化是PB，則控制U為NS；規(guī)則8 如果誤差e是ZE、且誤差變化是ZE，則控制U為ZE；規(guī)則9 如果誤差e是ZE、且誤差變化是PS，則控制U為NS；規(guī)則10 如果誤差e是ZE、且誤差變化是PB，則控制U為NB；當誤差變化de為負時，偏差有增大的趨勢，此時系統(tǒng)響應曲線位于

23、第5段。這時應該使控制量增加，防止偏差進一步增加?？刂埔?guī)則如下：規(guī)則11 如果誤差e是NS、且誤差變化是NS，則控制U為PS；規(guī)則12 如果誤差e是NS、且誤差變化是NB，則控制U為PB；規(guī)則13 如果誤差e是ZE、且誤差變化是NS，則控制U為PS；規(guī)則14 如果誤差e是ZE、且誤差變化是NB，則控制U為PB；第27頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計當誤差e和誤差變化de同時變符號時，控制量的變化也應變符號。一共有9條規(guī)則。U EDENBNSZEPSPBNB*PBPBPSNBNSPBPSPSZENBZEPBPSZENSNBPSPBZENSNSNBPBPBNSNBNB*所有的規(guī)則庫為：第28頁

24、/共44頁4.2 模糊控制器的設計（5）求模糊控制表 模糊控制表是最簡單的模糊控制器之一?？梢酝ㄟ^查詢將當前時刻的模糊控制器的輸入變化量值（如誤差、誤差變化量化值）所對應的控制輸出值作為模糊邏輯控制器的最終輸出，達到實時快速控制。離線控制 給定某個時刻的輸入狀態(tài)根據(jù)控制規(guī)則由極大極小推理法得到控制量的輸出模糊集根據(jù)重心法計算出模糊控制輸出的精確量。第29頁/共44頁4.2 模糊控制器的設計 dej ei-4-3-2-101234-4433223000-3333222000-23322110-1-2-1322110-1-1-2022110-1-1-2-212110-1-1-2-2-32110-1

25、-1-2-2-3-33000-2-2-2-3-3-34000-3-2-2-3-3-4 模糊控制表cij模糊控制表的建立是離線進行的，完全滿足實時控制的要求。第30頁/共44頁4.3 模糊控制器的實現(xiàn)4.3.1 查表法 所謂查表法就是將輸入量的隸屬度函數(shù)、模糊控制規(guī)則及輸出量的隸屬度函數(shù)都用表格來表示，通過查表來實現(xiàn)輸入量的模糊化、模糊規(guī)則推理和輸出量反模糊化。查表法是模糊控制最早采用的方法，也是應用最廣的一種方法。4.3.2 專用硬件模糊控制器 專用硬件模糊控制器是用硬件直接實現(xiàn)上述的模糊推理。4.3.3 軟件模糊推理法 軟件模糊推理法的特點是模糊控制過程中輸入量模糊化、模糊規(guī)則推理和輸出量反

26、模糊化這三個步驟都用軟件來實現(xiàn)。人們可以事先編好相應的程序存入計算機的存儲器之中。第31頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例4.4.1 流量控制的模糊控制器的設計流量模糊控制系統(tǒng)是一個單輸入單輸出的控制對象，其要求系統(tǒng)的輸出是液位恒定、系統(tǒng)控制量是控制流量的閥門4.4.1.1 模糊化過程模糊化與自然語言的含糊和不確定相聯(lián)系，這是一個主觀評價，它把測量值轉(zhuǎn)換為主觀量值的評價。模糊劃分：將模糊規(guī)則的前提中的每一個語言變量與模糊輸入控制空間相對應；結(jié)論中的語言變量與模糊輸出空間相對應?；灸：拇_定：通常有：負大（NB）、負中（NM）、負小（NS）、零（ZE）、正小（PS）、正中（PM）、正大（

27、PB）第32頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例對于流量模糊控制器而言：設模糊控制器的輸入量分別為誤差e和誤差變化de，控制器輸出為閥門流量的校正量u典型的二維模糊控制器設計問題。誤差e分為“負大”、“負小”、“零”、“正小”、“正大”五個模糊子集；誤差變化de為“負大”、“負小”、“零”、“正小”、“正大”五個模糊子集；流量校正量u 為“關(guān)”、“半開”、“中等”和“開”四個模糊子集。負大負小零正小正大1.00.6250.3750-16-80816e負大負小零正小正大1.00.80.20-20-1001020de圖4-9 誤差和誤差變化的隸屬度函數(shù)圖第33頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉

28、例關(guān)半開中等開1.004812u 圖4-10 閥門流量的隸屬度函數(shù)4.4.1.2 模糊控制規(guī)則的建立 規(guī)則庫的數(shù)量增加，可以增加控制系統(tǒng)的靈活度和減少對系統(tǒng)模型的依賴，但是系統(tǒng)的建立和調(diào)整不容易把握，需不斷進行修正和調(diào)試。 控制規(guī)則條輸?shù)枚嗌僖曒斎胼敵龅奈锢砹繑?shù)目及所需的控制精度來定。 模糊控制器的中心工作是依據(jù)語言規(guī)則進行的模糊推理。模糊推理的依據(jù)是模糊控制規(guī)則庫。依據(jù)專家的經(jīng)驗利用“IF THEN “的形式建立規(guī)則庫。當然可以用”IF x IS A AND y IS B, THEN z IS C”的形式進行修正和完善。第34頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例如，對于一個二維模糊控制器，

29、若每維輸入量分成3級，那么就有9條規(guī)則對應。對于一個二維模糊控制器，若每維輸入量分成7級，那么就有49條規(guī)則對應。對于流量模糊控制系統(tǒng)：規(guī)則1 如果（IF）誤差為零，或者（OR）誤差變化為正小，則（THEN）閥門半開規(guī)則2 如果（IF）誤差為正小，和（AND）誤差變化為正小，則（THEN）閥門中等第35頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例4.4.1.3 精確化計算 精確化計算就是把語言表達的模糊量回復到精確的數(shù)值，就是根據(jù)輸出模糊子集的隸屬度計算出輸出的確定值。最簡單的方法是最大隸屬度函數(shù)方法，通常用重心法。例：對于流量模糊控制器的設計，如果輸入誤差為5，誤差變化為8。第一步，模糊化過程 根

30、據(jù)輸入的數(shù)值找出相應的隸屬度函數(shù)值 誤差屬于“零”的隸屬度函數(shù)為0.375，誤差屬于“正小”的隸屬度函數(shù)為0.625； 誤差變化屬于“零”的隸屬度函數(shù)為0.2，誤差屬于“正小”的隸屬度函數(shù)為0.8第36頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例第二步 模糊化推理利用規(guī)則庫進行推理對應規(guī)則1 誤差為零的隸屬度為0.375，誤差變化正小的隸屬度為0.675，由并運算推理規(guī)則得到MAX（0.375，0.8）=0.8，即閥門半開的隸屬度為0.8。對應規(guī)則2 誤差為正小的隸屬度為0.625，誤差變化正小的隸屬度為0.8，由交運算推理規(guī)則得到MIN（0.625，0.8）=0.625，即閥門中等的隸屬度為0.625。第37頁/共44頁4.4 模糊控制器設計舉例第三步 精確化計算根據(jù)上面的填充部分，計算各拐點的坐標，如（0，0）、（3.5，0.8）、（4.8，0.8）、（6，0.5）、（6.5，0.625）、（9.5，0.625）、（12，0）利用重心法計算可得到：87. 5288. 68823.36)413(625. 0) 141()412(8 . 041)413(625. 0) 141()412(8 . 041)()(5 . 305 . 95 . 6125 . 95