模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集

模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。

模糊控制及其

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編者石辛民2008年4月第1章引言傳統(tǒng)控制理論經(jīng)歷過經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩個具有里程碑意義的重要階段，它們的共同點都是基于被控對象的清晰數(shù)學(xué)模型。由于研究對象和實際系統(tǒng)具有非線性、時變性、不確定性、不完全性或大滯后等特性，無法建立起表述它們運動規(guī)律和特性的數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型和這些實際系統(tǒng)的巨大差距，使之很難對其實現(xiàn)有效的傳統(tǒng)自動控制，于是便出現(xiàn)了某些仿人類智能的工程控制與信息處理系統(tǒng)，產(chǎn)生和發(fā)展了智能控制。農(nóng)村小學(xué)教師流動性大，每年都有一些新教師上崗，為了盡快地讓新教師適應(yīng)農(nóng)村小學(xué)的教育教學(xué)工作，解決農(nóng)村小學(xué)新教師業(yè)務(wù)水平低、教學(xué)力量薄弱、教學(xué)質(zhì)量低等問題，學(xué)校結(jié)合自身特點推出了“新教師強化培訓(xùn)”項目。一、以“師徒結(jié)對”的方式強化新教師的課堂教學(xué)能力對新教師而言，勝任課堂教學(xué)是其職業(yè)生涯中必須具備的基本能力，也是新教師走上工作崗位的第一需求。為此，農(nóng)村小學(xué)成立由校內(nèi)省市級骨干教師和學(xué)科帶頭人組成的帶教組，采用一對一的帶教模式，用“師徒結(jié)對”的方式強化新教師課堂教學(xué)能力，采取師徒共同建立“新教師發(fā)展檔案”的方式，為新教師校本培訓(xùn)提供依據(jù)。在課堂教學(xué)中，新教師面臨的迫切需要解決的問題主要有：教學(xué)重難點的把握、教材的處理、課堂突發(fā)事件的應(yīng)對、課堂教學(xué)節(jié)奏的控制等。因此，學(xué)?？啥嘧屝陆處熒蠀R報課、展示課，帶教教師可采取聽評課、備課、觀摩教學(xué)、說課和磨課等形式指導(dǎo)新教師；還可由帶教老師示范課、公開課、研討課的形式來磨煉新教師的專業(yè)技能，與學(xué)校其他校本教研活動進行有機結(jié)合。通過帶教老師的專業(yè)示范引領(lǐng)，新教師借鑒到帶教老師寶貴的實踐經(jīng)驗，課堂教學(xué)能力在短期內(nèi)得到了有效提升。二、引領(lǐng)新教師在職業(yè)道德素養(yǎng)及教育理論知識方面自主學(xué)習(xí)在業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)中，開展新教師對于《義務(wù)教育法》《教師法》《中小學(xué)教師職業(yè)道德規(guī)范》的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)新教師樹立正確的人生觀、價值觀和教師職業(yè)觀，形成良好的師德師風(fēng)。定期舉辦名師及專家講座，在講座中新教師可以學(xué)習(xí)到前沿的教育理論以及新課程改革的內(nèi)容和方向，讓新教師通過專業(yè)學(xué)習(xí)來提高教育理論能力。為了充分調(diào)動新教師自主學(xué)習(xí)的能力，還可舉辦“教師讀書會”活動，在讀書會的沙龍活動中暢談自己的讀書心得，結(jié)合實際經(jīng)驗，交流討論對書中教育思想的領(lǐng)悟及感想，為每一位新教師全面掌握教育教學(xué)的基本技能奠定扎實的理論基礎(chǔ)。三、開展校際協(xié)作聯(lián)動培訓(xùn)新教師在同一教學(xué)行政片區(qū)內(nèi)，校際之間在資源共享、平等交流的基礎(chǔ)上，積極開展多層面、多形式的協(xié)作培訓(xùn)新教師的活動，主要有以下兩種形式：1.片區(qū)內(nèi)幾所學(xué)校以某項競賽為載體，組織新教師圍繞某一主題進行說課、上課、反思，并借此開展相應(yīng)的集中研討，一般過程為：校際（說課、上課、反思）競賽――研討式點評――專家講座，整個過程就是新教師個體經(jīng)驗與專家引領(lǐng)、同伴互助不斷交替反思的過程，新教師參與競賽的過程就是一個領(lǐng)悟的過程，一個協(xié)同成長的過程。2.在教學(xué)行政片區(qū)內(nèi)請某校的一位新教師就一研討主題到片內(nèi)其他學(xué)校上課，再組織片區(qū)校本教研活動，請片區(qū)內(nèi)教研員、帶教老師及片區(qū)內(nèi)新教師參加研討。由于片內(nèi)學(xué)校存在的共性問題較多，活動主題的普適性較大，且活動由片區(qū)內(nèi)各所學(xué)校輪流組織，這種校際協(xié)作培訓(xùn)的協(xié)作方式，給農(nóng)村小學(xué)新教師的發(fā)展搭建了一個更廣闊的平臺，同時也促進了區(qū)域內(nèi)新教師專業(yè)的均衡發(fā)展。當(dāng)然，農(nóng)村小學(xué)有農(nóng)村小學(xué)的特點，師資力量不足、教學(xué)設(shè)備落后、教育經(jīng)費不足等問題都使新教師的校本培訓(xùn)受到一定的束縛。今后小學(xué)新教師校本培訓(xùn)還應(yīng)加強：細化校本培訓(xùn)的制度，對零年教齡和一年教齡的新教師的培養(yǎng)側(cè)重點應(yīng)有所不同。對零年教齡的新教師應(yīng)把重點放在對教材重難點的把握、課堂突發(fā)事件的應(yīng)對及班級管理方面，一年教齡的新教師的培訓(xùn)重點應(yīng)放在教學(xué)方法的運用、課堂教學(xué)觀察及反思上，細化校本培訓(xùn)制度，加強新教師校本培訓(xùn)制度的建設(shè)，才能更好地構(gòu)建新教師成長的保障體系；構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下新教師校本培訓(xùn)的新模式，學(xué)校可在校園網(wǎng)上建立專門針對新教師的校本培訓(xùn)網(wǎng)頁，由專人負責(zé)信息收集、管理和更新，新教師可以隨時登陸網(wǎng)站，根據(jù)自己的需要瀏覽培訓(xùn)資料，聆聽市、區(qū)教育專家的視頻專題講座；增加有關(guān)新教師心理輔導(dǎo)方面的輔導(dǎo)內(nèi)容，針對剛?cè)肼毜男陆處煂φn堂教學(xué)的把握、處理學(xué)生及家長的關(guān)系、公開課的展示、對農(nóng)村小學(xué)環(huán)境的適應(yīng)等，都或多或少地存在著焦慮、過分緊張、擔(dān)心的一些情緒。學(xué)?？蓢L試在校本培訓(xùn)網(wǎng)上創(chuàng)辦“心靈驛站”，聘請專業(yè)心理咨詢師定期在線對新教師進行有針對性的心理輔導(dǎo)，讓每位新教師以一種健康的職業(yè)心態(tài)投入到工作中，建立良好的師生、同事關(guān)系，促進新教師的和諧發(fā)展。高中語文教學(xué)的首要任務(wù)是培養(yǎng)高中學(xué)生聽、說、讀、寫的語文綜合能力。如何指導(dǎo)學(xué)生愛上寫作，練就學(xué)生扎實的寫作功夫，在高考中寫出優(yōu)秀的作文，獲取寫作部分的高分，歷來是教師們在高中作文教學(xué)中不斷探索的一項重要課題。為了達到良好的作文教學(xué)效果，我們需要用發(fā)展的眼光來指導(dǎo)高中作文教學(xué)，創(chuàng)新作文教學(xué)方法，提高學(xué)生對習(xí)作的興趣。以下是自己的幾點教學(xué)體會，與同行分享。一、設(shè)立專門的寫作課，激活學(xué)生的思維提高作文的成績是提升高考語文成績的關(guān)鍵。許多高中語文老師片面的注重提醒學(xué)生注意常寫作，動動筆，可是，對于許多學(xué)生來講，成了“耳旁風(fēng)”，一下課就一扔課本完事。相反，我就針對這種落實不到位的情況，設(shè)立了專門的寫作課，利用緊挨的兩節(jié)課時間讓學(xué)生完成自由作文。讓學(xué)生自由的思索，保證學(xué)生的寫作自由。努力給他們寫作的自由空間和選擇的自由，不愿意寫的不必逼著他寫。更多的時候，我則是提供一個寫作的情景或話題。如高一一開學(xué)的第一堂作文課上，我就讓同學(xué)們做自我介紹，介紹自己的父母，介紹自己的兄弟姐妹，自己的興趣愛好等。當(dāng)2011世界園藝博覽會在古都西安召開的時候，我就以追求綠色環(huán)保為話題讓他們寫作文。即使有時候是命題作文，我總要給學(xué)生不止一個題目，對作文要求也不是規(guī)定必須寫多少字，寫什么內(nèi)容。對學(xué)生作文完成的時間也是比較寬裕的。我不想由于對他們太多的限定使學(xué)生的作文過程不完整，只是匆匆完成一個作業(yè)而已。我一直認為學(xué)生作文是其在進行藝術(shù)創(chuàng)作，而不是在教師嚴格標(biāo)準(zhǔn)下的“現(xiàn)代八股”。既然學(xué)生作文是其創(chuàng)作的藝術(shù)品，那么就必然允許他自己的作品張揚個性，表現(xiàn)自我，激揚他們的思維，讓他們確實摒棄寫作是一種“痛”的心理暗示。幾次寫作課實踐下來，我感到自由作文學(xué)生歡迎，習(xí)作的質(zhì)量也相對比較高，從教的角度看，得到的信息反饋量更大，發(fā)現(xiàn)的問題也更多更真實，達到了預(yù)期的教學(xué)效果。二、指導(dǎo)學(xué)生掌握命題技巧，提升作文的亮色標(biāo)題是一篇優(yōu)秀作文之眼，標(biāo)題命制的好，能增添作文的亮色。文題擬得好，對一個高中學(xué)生來說，文章已成功了大半。比如一篇命題角度是贊美家鄉(xiāng)的作文。學(xué)生甲直接用題目：我美麗的家鄉(xiāng)。而學(xué)生乙的題目則是：托起黑太陽的地方。同是寫我的家鄉(xiāng)――一塊產(chǎn)煤的地方。兩文都寫煤礦工人為了滿足祖國人民對煤炭資源的需求，在充滿險情的礦井中不辭辛勞，默默奉獻的生活實況，有感而成文，抒寫了一曲贊美煤礦工人的頌歌。但比較兩者的命題，優(yōu)劣可見。學(xué)生乙的作文題目更具美感效應(yīng)。這是依據(jù)文章的內(nèi)容來巧妙命制標(biāo)題，另外一種擬定標(biāo)題的方法就是要善于抓關(guān)鍵句。有的文章，在確定材料后，文題的確立一時難以定奪。而作品中人物的某句話或作者直抒胸臆的語言，在文中有緊扣主題、畫龍點睛、深化主題的作用，對內(nèi)容而言頗具提綱挈領(lǐng)的核心效應(yīng)，便可適當(dāng)考慮以之為文章題目。比如，寫母愛的偉大，每個人的眼前都能浮現(xiàn)母親辛勤勞作，操持家務(wù)的幕幕場景。想到的事情都似乎是瑣碎、平淡的，但組成了母親為兒女一生操勞的形象，最終一位同學(xué)命制了題目：《一生走不出你濃濃的愛》，這一標(biāo)題就起到串聯(lián)材料，點明主旨的作用。這樣，作品也因之而增添了無窮的亮色。三、指導(dǎo)學(xué)生從生活中尋找素材，感悟生活，讓習(xí)作豐滿起來日常生活，是獲取優(yōu)秀作文素材的巨大資源庫。魯迅說過：“如果要創(chuàng)作，第一要觀察”，而現(xiàn)實生活是文學(xué)創(chuàng)作的唯一源泉。所以，寫作教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生接觸生機盎然的大自然，深入到異彩紛呈的社會生活中，培養(yǎng)學(xué)生的生活作文思想。不妨讓學(xué)生們準(zhǔn)備一個小巧的摘抄本，收藏起這些來自生活的第一感覺，鼓勵學(xué)生去摸摸泥鰍，感受生命的靈動；摸摸狗兒的皮毛，感受生命的輕柔；摸摸父母額上的皺紋，感受生命的滄桑……如此日積月累，何愁作文時無從下筆？弄來了真實感人的素材，還必須引導(dǎo)學(xué)生放飛思緒，深入淺出，從題材上挖掘內(nèi)涵，進行藝術(shù)加工。給學(xué)生足夠的時間去思考，去清理，去感悟。把精粹沉淀，讓靈感升華。如給學(xué)生們聽《烏蘇里船歌》的歌曲時，教師除了引導(dǎo)學(xué)生欣賞旋律的優(yōu)美外，還要引導(dǎo)他們展開想象的翅膀，想象出一幅生動的畫面：在斜陽里，波光粼粼的烏蘇里江面上，赫哲人滿載而歸，過著幸福美好的生活的情景。不光想象精彩的畫面，還鼓勵他們用自己的語言去想象一篇作文；或根據(jù)一些符號去想象；或根據(jù)一段文字去想象……有了原汁原味的生活素材，學(xué)會了開拓創(chuàng)新的手法，寫出真情洋溢又文采飛揚的作文，自然不在話下了。綜上可知，作文教學(xué)的方法是多種多樣的，然而作文教學(xué)要取得效果必須得讓學(xué)生去感受生活，開放他們的視野，引導(dǎo)他們積極思考與勤于練筆，這樣的作文教學(xué)才會走出一條陽光大道，讓學(xué)生真正樂于寫作，善于寫作，并最終愛上寫作，自由徜徉在作文的美好意境中。模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人

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編者

石辛民2008年4月

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2模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集3模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集4模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集5模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集6模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集7模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集8

1.3.3模糊控制的特點及展望

（1）設(shè)計模糊控制器不依賴于被控對象的精確數(shù)學(xué)模型（2）模糊控制易于被操作人員接受（3）便于用計算機軟件實現(xiàn)（4）魯棒性和適應(yīng)性好

1.3.3模糊控制的特點及展望

（1）設(shè)計模糊控制器不9

模糊控制理論的提出，是控制思想領(lǐng)域的一次深刻變革，它標(biāo)志著人工智能發(fā)展到了一個新階段。特別是對那些時變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，在無法獲得被控對象清晰數(shù)學(xué)模型的時候，利用具有智能性的模糊控制器，可以給出較為有效的自動控制方法。因此，模糊控制既有廣泛的實用價值，又有很大的發(fā)展?jié)摿?。模糊控制理論的提出，是控制思想領(lǐng)域的10第2章模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模糊集合論的誕生，解決了數(shù)值和模糊概念間的相互映射問題。以模糊集合論為基礎(chǔ)的模糊數(shù)學(xué)，在經(jīng)典數(shù)學(xué)和充滿模糊性的現(xiàn)實世界之間，架起了一座橋梁，使得模糊性事物有了定量表述的方法，從而可以用數(shù)學(xué)方法揭示模糊性問題的本質(zhì)和規(guī)律。第2章模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模糊集合論112.1清晰向模糊的轉(zhuǎn)換三類數(shù)學(xué)模型第一類是確定性數(shù)學(xué)模型確定性數(shù)學(xué)模型往往用于描述具有清晰的確定性、歸屬界線分明、相互間關(guān)系明確的事物。對這類事物可以用精確的數(shù)學(xué)函數(shù)予以描述，典型的代表學(xué)科就是“數(shù)學(xué)分析”、“微分方程”、“矩陣分析”等常用的重要數(shù)學(xué)分支。第二類是隨機性數(shù)學(xué)模型隨機性數(shù)學(xué)模型常用于描述具有或然性或者隨機性的事物，這類事物本身是確定的，但是它的發(fā)生與否卻不是確定的。第三類是模糊性數(shù)學(xué)模型模糊性數(shù)學(xué)模型適用于描述含義不清晰、概念界線不分明的事物，它的外延不分明，在概念的歸屬上不明確。2.1清晰向模糊的轉(zhuǎn)換三類數(shù)學(xué)模型12模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集13

經(jīng)典集合和模糊集合在數(shù)軸上的映射，即它們的特征函數(shù)或隸屬函數(shù)取值可以形象地畫在圖2-2中，左側(cè)圖中的A為模糊集合，右側(cè)圖中的A為經(jīng)典集合。

經(jīng)典集合和模糊集合在14模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集15模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集16

凸F集的實際意義在于它是實數(shù)域上滿足下述條件的F集合：任何中間元素的隸屬度，都大于兩邊元素隸屬度中的小者。如圖2-5所示。

凸F集的實際意義在于它是實數(shù)域上滿17模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集18模糊集合的表示方法無論用什么方法，都要表達出論域中的元素對于F集合的隸屬程度。序?qū)Ψǎ篎集合A表示為：A={(xi,A(xi))|x∈U}A={(x1,A(x1)),(x2,A(x2)),…,(xnA(xn))}。扎德法：如果U是有限集或可數(shù)集，可表示為：

A==++……+

如果U是無限不可數(shù)集，可表示為

A=向量法：把各F集的隸屬函數(shù)作為向量的分量，排列如下：A=(A(x1),A(x2)……A(xn))函數(shù)法：多用于U是無限集，根據(jù)F集合A的定義，用它的隸屬函數(shù)A(x)來表示F集合A，記A=A(x)模糊集合的表示方法無論用什么方法，都要表達出論域中的元素對于19模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集202.2隸屬函數(shù)2.2隸屬函數(shù)21模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集22模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集23模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集24模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集252.3F集合的運算2.3F集合的運算26模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集272.4模糊關(guān)系及其運算2.4模糊關(guān)系及其運算28模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集29“x遠大于y”和“x遠遠大于y”隸屬函數(shù)圖“x遠大于y”和“x遠遠大于y”隸屬函數(shù)圖30模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集31A(u)=

A(u)=A(u)=A(u)=32模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集33第3章模糊邏輯推理模糊控制是以模糊集合論和模糊邏輯推理為主要基礎(chǔ)，結(jié)合經(jīng)典控制理論形成的一種模擬人類思維方式的計算機數(shù)字控制方法，其核心是模糊規(guī)則和模糊邏輯推理。如何讓機器像人一樣“識別、理解”模糊規(guī)則并進行模糊邏輯推理，最終得出新的結(jié)論并實現(xiàn)自動控制，是模糊控制研究的主要內(nèi)容。第3章模糊邏輯推理模糊控制是以模糊集合論和模糊邏輯343.1二值邏輯簡介3.1二值邏輯簡介353.2自然語言的模糊集合表示3.2自然語言的模糊集合表示36模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集37模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集38模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集39模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集403.3模糊邏輯和近似推理3.3模糊邏輯和近似推理413.4T-S型模糊推理3.4T-S型模糊推理42

為了分析和觀察的方便，把四個F集合的隸屬函數(shù)以及當(dāng)x=5、12時處在被激活F集合中的位置，都畫在圖3-8中。題設(shè)的模糊規(guī)則為：

R1：若x1為模糊集mf1且x2為模糊集mf3，

則y1=x1+x2；

R2：若x1為模糊集mf2，則y2=2x1；

R3：若x2為模糊集mf4，則y3=3x2為了分析和觀察的方便，把四個F集合的隸屬函數(shù)43模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集44模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集45第4章模糊控制器的設(shè)計模糊控制系統(tǒng)和經(jīng)典控制系統(tǒng)最大的差異在于它們的控制器不同，學(xué)習(xí)模糊控制理論的重點，就是學(xué)習(xí)模糊控制器的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。本章介紹模糊控制系統(tǒng)的核心——模糊控制器的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計思想、設(shè)計內(nèi)容和方法。主要講述使用較多的、極具代表性的Mamdani型和T-S型模糊控制器。第4章模糊控制器的設(shè)計模糊控制系統(tǒng)和經(jīng)典控464.1傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基本組成假設(shè)圖4-1所示系統(tǒng)中各部分的輸出都是其輸入之和（或差）的線性函數(shù)，則有：4.1傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基本組成假設(shè)圖4-1所示系統(tǒng)中各部分47模糊控制系統(tǒng)基本組成模糊控制系統(tǒng)基本組成48設(shè)計模糊控制器的主要步驟設(shè)計模糊控制器的主要步驟49單變量模糊控制器結(jié)構(gòu)類型單變量模糊控制器結(jié)構(gòu)類型504.2二維模糊控制器原理圖4.2二維模糊控制器原理圖51模糊化過程示意圖模糊化過程示意圖52量化因子和比例因子的位置量化因子和比例因子的位置53模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集54模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集55模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集56

表4-1中的模糊子集隸屬函數(shù)及其分布如圖4-10所示

表4-1中的模糊子集隸屬函數(shù)及其分布如圖4-10所示

57二維語言型F控制器結(jié)構(gòu)二維語言型F控制器結(jié)構(gòu)58模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集59二維表格型模糊控制器結(jié)構(gòu)二維表格型模糊控制器結(jié)構(gòu)60模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集61模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集62倒車入位模糊控制的隸屬函數(shù)分布倒車入位模糊控制的隸屬函數(shù)分布63倒車入位軌跡示意圖倒車入位軌跡示意圖64二維公式型模糊控制器結(jié)構(gòu)二維公式型模糊控制器結(jié)構(gòu)65模糊自動洗衣機模糊自動洗衣機66模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集67模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集68模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集69模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集704.3型模糊控制器的設(shè)計4.3型模糊控制器的設(shè)計71某系統(tǒng)輸入e與輸出u數(shù)據(jù)間的關(guān)系某系統(tǒng)輸入e與輸出u數(shù)據(jù)間的關(guān)系72二維T-S型F控制器原理框圖二維T-S型F控制器原理框圖73模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集74用F控制器調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)原理圖用F控制器調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)原理圖75

第5章

模糊控制系統(tǒng)的MATLAB仿真

仿真是以相似性原理、控制論、信息技術(shù)以及相關(guān)知識為基礎(chǔ)，以各種物理設(shè)備和計算機為工具，借助系統(tǒng)模型對真實系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合技術(shù)。在眾多的計算機仿真語言和仿真軟件中，MATLAB以其模塊化計算方法，可視化與智能化的人機交互功能，豐富便捷的矩陣運算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理以及模塊化圖形組態(tài)的系統(tǒng)輔助工具包Simulink，成為最受控制系統(tǒng)設(shè)計和仿真領(lǐng)域歡迎的軟件系統(tǒng)。它可以提供研究對象的建模、仿真和分析等各種動態(tài)系統(tǒng)，是進行交互仿真環(huán)境的優(yōu)秀集成軟件。

第5章模糊控制系統(tǒng)的MATLAB仿真

仿真是以相似性原765.1Simulink仿真入門5.1Simulink仿真入門77模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集78模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集79模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集80模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集81PID控制系統(tǒng)原理框圖PID控制系統(tǒng)原理框圖82PID控制系統(tǒng)仿真模型圖PID控制系統(tǒng)仿真模型圖83PID控制系統(tǒng)仿真模型封裝圖PID控制系統(tǒng)仿真模型封裝圖84模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集85模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集86模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集875.2模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真5.2模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真88模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集89模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集90模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集91Sugeno型模糊推理系統(tǒng)編輯器的模糊邏輯算法與Mamdani型有所不同Sugeno型模糊推理系統(tǒng)編輯器的模糊邏輯算法與Mamdan92模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集93模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集94模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集95模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集96模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集97模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集98模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集99模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集100模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集101模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集102模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集103模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1045.3

模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真5.3模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真105模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集106模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集107按圖5-80所示，調(diào)入并擺好各個模塊的位置按圖5-80所示，調(diào)入并擺好各個模塊的位置108液位模糊控制系統(tǒng)仿真模型圖液位模糊控制系統(tǒng)仿真模型圖109在Comparision屏幕上出現(xiàn)信號源輸出的方波經(jīng)過模糊控制系統(tǒng)前（黃色）后（紅）的兩條波形曲線，如圖5-85所示在Comparision屏幕上出現(xiàn)信號源輸110MATLAB中的模糊模型仿真示例列表MATLAB中的模糊模型仿真示例列表111MATLAB中Sltank系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)框圖MATLAB中Sltank系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)框圖112模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集113水位PID控制系統(tǒng)的方波及其響應(yīng)曲線水位PID控制系統(tǒng)的方波及其響應(yīng)曲線114

第6章

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模糊控制中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦思維方式的一種數(shù)學(xué)模型，它反映了人腦功能的基本特征，如并行處理信息、學(xué)習(xí)新事物、進行聯(lián)想、模式識別、事物分類、事件記憶等等。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最大特點是具有自學(xué)習(xí)功能，從而使機器也具備智能行為——思維、學(xué)習(xí)、信息處理等功能。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入模糊系統(tǒng)，就可能代替我們?nèi)ヌ幚碓O(shè)計模糊系統(tǒng)時遇到的部分繁雜的智能性工作，諸如生成模糊規(guī)則、調(diào)整隸屬函數(shù)等，這樣就能提高模糊系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和表達能力，實現(xiàn)控制工程界長久以來的期盼。

第6章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模糊控制中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人1156.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理6.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理116模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1171）閾值函數(shù)型1）閾值函數(shù)型1182）分段線性函數(shù)2）分段線性函數(shù)119

3）S型函數(shù)或叫壓縮函數(shù)（SquashingFunction）

3）S型函數(shù)或叫壓縮函數(shù)（SquashingFunc120前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖121反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖122自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖1236.2神經(jīng)模糊系統(tǒng)6.2神經(jīng)模糊系統(tǒng)124圖形區(qū)裝載數(shù)據(jù)生成初始FIS訓(xùn)練FIS測試FIS圖6-10Anfis編輯器界面菜單條系統(tǒng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)顯示6.3用自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)建立FIS刪除數(shù)據(jù)圖形區(qū)裝載數(shù)據(jù)生成初始FIS訓(xùn)練FIS測試FIS圖6-10125數(shù)據(jù)處理彩單數(shù)據(jù)處理彩單126模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集127模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集128模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集129模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集130模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集131

用ANFIS建立FIS舉例

把表4-4中的希臘字母x、φ和θ改為英文字母x、y、u，對應(yīng)關(guān)系是：x→x、φ→y、θ→u。按照表4-4中的數(shù)據(jù)，在MATLAB主窗口鍵入x、y、u的數(shù)據(jù)：x=[1.001.952.88......9.819.889.91]’;

y=[0.009.3718.23......86.7288.3489.44]’;

u=[-19.00-14.9516.90......-3.25-2.200.00]’;abc=[xyu]（指令中“.…..”表示省略顯示的數(shù)據(jù)，實際錄入時不得省略）

用ANFIS建立FIS舉例

把表4-4中的希臘字母x、132采用默認選項：“和取”為“prod”；“清晰化”方法為“wtaver”。采用默認選項：“和取”為“prod”；“清晰化”方法為“wt133模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集134模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集135模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集136用上面得出的系統(tǒng)模糊規(guī)則，可推得表6-3，其數(shù)據(jù)與表4-4基本符合用上面得出的系統(tǒng)模糊規(guī)則，可推得表6-3，其數(shù)據(jù)與表4-4基137謝謝騎封篙尊慈榷灶琴村店矣墾桂乖新壓胚奠倘擅寞僥蝕麗鑒晰溶廷籮侶郎蟲林森-消化系統(tǒng)疾病的癥狀體征與檢查林森-消化系統(tǒng)疾病的癥狀體征與檢查11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。——鄧拓

12、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒?！獝蹱柼m

13、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。——老子

14、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏?！璧?/p>

15、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我?！~克爾·F·斯特利謝謝騎封篙尊慈榷灶琴村店矣墾桂乖新壓胚奠倘擅寞僥蝕麗鑒晰溶廷模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。

模糊控制及其

MATLAB仿真

（圖表課件）

編者石辛民2008年4月第1章引言傳統(tǒng)控制理論經(jīng)歷過經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩個具有里程碑意義的重要階段，它們的共同點都是基于被控對象的清晰數(shù)學(xué)模型。由于研究對象和實際系統(tǒng)具有非線性、時變性、不確定性、不完全性或大滯后等特性，無法建立起表述它們運動規(guī)律和特性的數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型和這些實際系統(tǒng)的巨大差距，使之很難對其實現(xiàn)有效的傳統(tǒng)自動控制，于是便出現(xiàn)了某些仿人類智能的工程控制與信息處理系統(tǒng)，產(chǎn)生和發(fā)展了智能控制。農(nóng)村小學(xué)教師流動性大，每年都有一些新教師上崗，為了盡快地讓新教師適應(yīng)農(nóng)村小學(xué)的教育教學(xué)工作，解決農(nóng)村小學(xué)新教師業(yè)務(wù)水平低、教學(xué)力量薄弱、教學(xué)質(zhì)量低等問題，學(xué)校結(jié)合自身特點推出了“新教師強化培訓(xùn)”項目。一、以“師徒結(jié)對”的方式強化新教師的課堂教學(xué)能力對新教師而言，勝任課堂教學(xué)是其職業(yè)生涯中必須具備的基本能力，也是新教師走上工作崗位的第一需求。為此，農(nóng)村小學(xué)成立由校內(nèi)省市級骨干教師和學(xué)科帶頭人組成的帶教組，采用一對一的帶教模式，用“師徒結(jié)對”的方式強化新教師課堂教學(xué)能力，采取師徒共同建立“新教師發(fā)展檔案”的方式，為新教師校本培訓(xùn)提供依據(jù)。在課堂教學(xué)中，新教師面臨的迫切需要解決的問題主要有：教學(xué)重難點的把握、教材的處理、課堂突發(fā)事件的應(yīng)對、課堂教學(xué)節(jié)奏的控制等。因此，學(xué)?？啥嘧屝陆處熒蠀R報課、展示課，帶教教師可采取聽評課、備課、觀摩教學(xué)、說課和磨課等形式指導(dǎo)新教師；還可由帶教老師示范課、公開課、研討課的形式來磨煉新教師的專業(yè)技能，與學(xué)校其他校本教研活動進行有機結(jié)合。通過帶教老師的專業(yè)示范引領(lǐng)，新教師借鑒到帶教老師寶貴的實踐經(jīng)驗，課堂教學(xué)能力在短期內(nèi)得到了有效提升。二、引領(lǐng)新教師在職業(yè)道德素養(yǎng)及教育理論知識方面自主學(xué)習(xí)在業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)中，開展新教師對于《義務(wù)教育法》《教師法》《中小學(xué)教師職業(yè)道德規(guī)范》的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)新教師樹立正確的人生觀、價值觀和教師職業(yè)觀，形成良好的師德師風(fēng)。定期舉辦名師及專家講座，在講座中新教師可以學(xué)習(xí)到前沿的教育理論以及新課程改革的內(nèi)容和方向，讓新教師通過專業(yè)學(xué)習(xí)來提高教育理論能力。為了充分調(diào)動新教師自主學(xué)習(xí)的能力，還可舉辦“教師讀書會”活動，在讀書會的沙龍活動中暢談自己的讀書心得，結(jié)合實際經(jīng)驗，交流討論對書中教育思想的領(lǐng)悟及感想，為每一位新教師全面掌握教育教學(xué)的基本技能奠定扎實的理論基礎(chǔ)。三、開展校際協(xié)作聯(lián)動培訓(xùn)新教師在同一教學(xué)行政片區(qū)內(nèi)，校際之間在資源共享、平等交流的基礎(chǔ)上，積極開展多層面、多形式的協(xié)作培訓(xùn)新教師的活動，主要有以下兩種形式：1.片區(qū)內(nèi)幾所學(xué)校以某項競賽為載體，組織新教師圍繞某一主題進行說課、上課、反思，并借此開展相應(yīng)的集中研討，一般過程為：校際（說課、上課、反思）競賽――研討式點評――專家講座，整個過程就是新教師個體經(jīng)驗與專家引領(lǐng)、同伴互助不斷交替反思的過程，新教師參與競賽的過程就是一個領(lǐng)悟的過程，一個協(xié)同成長的過程。2.在教學(xué)行政片區(qū)內(nèi)請某校的一位新教師就一研討主題到片內(nèi)其他學(xué)校上課，再組織片區(qū)校本教研活動，請片區(qū)內(nèi)教研員、帶教老師及片區(qū)內(nèi)新教師參加研討。由于片內(nèi)學(xué)校存在的共性問題較多，活動主題的普適性較大，且活動由片區(qū)內(nèi)各所學(xué)校輪流組織，這種校際協(xié)作培訓(xùn)的協(xié)作方式，給農(nóng)村小學(xué)新教師的發(fā)展搭建了一個更廣闊的平臺，同時也促進了區(qū)域內(nèi)新教師專業(yè)的均衡發(fā)展。當(dāng)然，農(nóng)村小學(xué)有農(nóng)村小學(xué)的特點，師資力量不足、教學(xué)設(shè)備落后、教育經(jīng)費不足等問題都使新教師的校本培訓(xùn)受到一定的束縛。今后小學(xué)新教師校本培訓(xùn)還應(yīng)加強：細化校本培訓(xùn)的制度，對零年教齡和一年教齡的新教師的培養(yǎng)側(cè)重點應(yīng)有所不同。對零年教齡的新教師應(yīng)把重點放在對教材重難點的把握、課堂突發(fā)事件的應(yīng)對及班級管理方面，一年教齡的新教師的培訓(xùn)重點應(yīng)放在教學(xué)方法的運用、課堂教學(xué)觀察及反思上，細化校本培訓(xùn)制度，加強新教師校本培訓(xùn)制度的建設(shè)，才能更好地構(gòu)建新教師成長的保障體系；構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下新教師校本培訓(xùn)的新模式，學(xué)校可在校園網(wǎng)上建立專門針對新教師的校本培訓(xùn)網(wǎng)頁，由專人負責(zé)信息收集、管理和更新，新教師可以隨時登陸網(wǎng)站，根據(jù)自己的需要瀏覽培訓(xùn)資料，聆聽市、區(qū)教育專家的視頻專題講座；增加有關(guān)新教師心理輔導(dǎo)方面的輔導(dǎo)內(nèi)容，針對剛?cè)肼毜男陆處煂φn堂教學(xué)的把握、處理學(xué)生及家長的關(guān)系、公開課的展示、對農(nóng)村小學(xué)環(huán)境的適應(yīng)等，都或多或少地存在著焦慮、過分緊張、擔(dān)心的一些情緒。學(xué)校可嘗試在校本培訓(xùn)網(wǎng)上創(chuàng)辦“心靈驛站”，聘請專業(yè)心理咨詢師定期在線對新教師進行有針對性的心理輔導(dǎo)，讓每位新教師以一種健康的職業(yè)心態(tài)投入到工作中，建立良好的師生、同事關(guān)系，促進新教師的和諧發(fā)展。高中語文教學(xué)的首要任務(wù)是培養(yǎng)高中學(xué)生聽、說、讀、寫的語文綜合能力。如何指導(dǎo)學(xué)生愛上寫作，練就學(xué)生扎實的寫作功夫，在高考中寫出優(yōu)秀的作文，獲取寫作部分的高分，歷來是教師們在高中作文教學(xué)中不斷探索的一項重要課題。為了達到良好的作文教學(xué)效果，我們需要用發(fā)展的眼光來指導(dǎo)高中作文教學(xué)，創(chuàng)新作文教學(xué)方法，提高學(xué)生對習(xí)作的興趣。以下是自己的幾點教學(xué)體會，與同行分享。一、設(shè)立專門的寫作課，激活學(xué)生的思維提高作文的成績是提升高考語文成績的關(guān)鍵。許多高中語文老師片面的注重提醒學(xué)生注意常寫作，動動筆，可是，對于許多學(xué)生來講，成了“耳旁風(fēng)”，一下課就一扔課本完事。相反，我就針對這種落實不到位的情況，設(shè)立了專門的寫作課，利用緊挨的兩節(jié)課時間讓學(xué)生完成自由作文。讓學(xué)生自由的思索，保證學(xué)生的寫作自由。努力給他們寫作的自由空間和選擇的自由，不愿意寫的不必逼著他寫。更多的時候，我則是提供一個寫作的情景或話題。如高一一開學(xué)的第一堂作文課上，我就讓同學(xué)們做自我介紹，介紹自己的父母，介紹自己的兄弟姐妹，自己的興趣愛好等。當(dāng)2011世界園藝博覽會在古都西安召開的時候，我就以追求綠色環(huán)保為話題讓他們寫作文。即使有時候是命題作文，我總要給學(xué)生不止一個題目，對作文要求也不是規(guī)定必須寫多少字，寫什么內(nèi)容。對學(xué)生作文完成的時間也是比較寬裕的。我不想由于對他們太多的限定使學(xué)生的作文過程不完整，只是匆匆完成一個作業(yè)而已。我一直認為學(xué)生作文是其在進行藝術(shù)創(chuàng)作，而不是在教師嚴格標(biāo)準(zhǔn)下的“現(xiàn)代八股”。既然學(xué)生作文是其創(chuàng)作的藝術(shù)品，那么就必然允許他自己的作品張揚個性，表現(xiàn)自我，激揚他們的思維，讓他們確實摒棄寫作是一種“痛”的心理暗示。幾次寫作課實踐下來，我感到自由作文學(xué)生歡迎，習(xí)作的質(zhì)量也相對比較高，從教的角度看，得到的信息反饋量更大，發(fā)現(xiàn)的問題也更多更真實，達到了預(yù)期的教學(xué)效果。二、指導(dǎo)學(xué)生掌握命題技巧，提升作文的亮色標(biāo)題是一篇優(yōu)秀作文之眼，標(biāo)題命制的好，能增添作文的亮色。文題擬得好，對一個高中學(xué)生來說，文章已成功了大半。比如一篇命題角度是贊美家鄉(xiāng)的作文。學(xué)生甲直接用題目：我美麗的家鄉(xiāng)。而學(xué)生乙的題目則是：托起黑太陽的地方。同是寫我的家鄉(xiāng)――一塊產(chǎn)煤的地方。兩文都寫煤礦工人為了滿足祖國人民對煤炭資源的需求，在充滿險情的礦井中不辭辛勞，默默奉獻的生活實況，有感而成文，抒寫了一曲贊美煤礦工人的頌歌。但比較兩者的命題，優(yōu)劣可見。學(xué)生乙的作文題目更具美感效應(yīng)。這是依據(jù)文章的內(nèi)容來巧妙命制標(biāo)題，另外一種擬定標(biāo)題的方法就是要善于抓關(guān)鍵句。有的文章，在確定材料后，文題的確立一時難以定奪。而作品中人物的某句話或作者直抒胸臆的語言，在文中有緊扣主題、畫龍點睛、深化主題的作用，對內(nèi)容而言頗具提綱挈領(lǐng)的核心效應(yīng)，便可適當(dāng)考慮以之為文章題目。比如，寫母愛的偉大，每個人的眼前都能浮現(xiàn)母親辛勤勞作，操持家務(wù)的幕幕場景。想到的事情都似乎是瑣碎、平淡的，但組成了母親為兒女一生操勞的形象，最終一位同學(xué)命制了題目：《一生走不出你濃濃的愛》，這一標(biāo)題就起到串聯(lián)材料，點明主旨的作用。這樣，作品也因之而增添了無窮的亮色。三、指導(dǎo)學(xué)生從生活中尋找素材，感悟生活，讓習(xí)作豐滿起來日常生活，是獲取優(yōu)秀作文素材的巨大資源庫。魯迅說過：“如果要創(chuàng)作，第一要觀察”，而現(xiàn)實生活是文學(xué)創(chuàng)作的唯一源泉。所以，寫作教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生接觸生機盎然的大自然，深入到異彩紛呈的社會生活中，培養(yǎng)學(xué)生的生活作文思想。不妨讓學(xué)生們準(zhǔn)備一個小巧的摘抄本，收藏起這些來自生活的第一感覺，鼓勵學(xué)生去摸摸泥鰍，感受生命的靈動；摸摸狗兒的皮毛，感受生命的輕柔；摸摸父母額上的皺紋，感受生命的滄?！绱巳辗e月累，何愁作文時無從下筆？弄來了真實感人的素材，還必須引導(dǎo)學(xué)生放飛思緒，深入淺出，從題材上挖掘內(nèi)涵，進行藝術(shù)加工。給學(xué)生足夠的時間去思考，去清理，去感悟。把精粹沉淀，讓靈感升華。如給學(xué)生們聽《烏蘇里船歌》的歌曲時，教師除了引導(dǎo)學(xué)生欣賞旋律的優(yōu)美外，還要引導(dǎo)他們展開想象的翅膀，想象出一幅生動的畫面：在斜陽里，波光粼粼的烏蘇里江面上，赫哲人滿載而歸，過著幸福美好的生活的情景。不光想象精彩的畫面，還鼓勵他們用自己的語言去想象一篇作文；或根據(jù)一些符號去想象；或根據(jù)一段文字去想象……有了原汁原味的生活素材，學(xué)會了開拓創(chuàng)新的手法，寫出真情洋溢又文采飛揚的作文，自然不在話下了。綜上可知，作文教學(xué)的方法是多種多樣的，然而作文教學(xué)要取得效果必須得讓學(xué)生去感受生活，開放他們的視野，引導(dǎo)他們積極思考與勤于練筆，這樣的作文教學(xué)才會走出一條陽光大道，讓學(xué)生真正樂于寫作，善于寫作，并最終愛上寫作，自由徜徉在作文的美好意境中。模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集21、靜念園林好，人

模糊控制及其

MATLAB仿真

（圖表課件）

編者

石辛民2008年4月

模糊控制及其

MATLAB仿真

（圖表課件）

140模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集141模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集142模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集143模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集144模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集145模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集146

1.3.3模糊控制的特點及展望

（1）設(shè)計模糊控制器不依賴于被控對象的精確數(shù)學(xué)模型（2）模糊控制易于被操作人員接受（3）便于用計算機軟件實現(xiàn)（4）魯棒性和適應(yīng)性好

1.3.3模糊控制的特點及展望

（1）設(shè)計模糊控制器不147

模糊控制理論的提出，是控制思想領(lǐng)域的一次深刻變革，它標(biāo)志著人工智能發(fā)展到了一個新階段。特別是對那些時變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，在無法獲得被控對象清晰數(shù)學(xué)模型的時候，利用具有智能性的模糊控制器，可以給出較為有效的自動控制方法。因此，模糊控制既有廣泛的實用價值，又有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＤ：刂评碚摰奶岢?，是控制思想領(lǐng)域的148第2章模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模糊集合論的誕生，解決了數(shù)值和模糊概念間的相互映射問題。以模糊集合論為基礎(chǔ)的模糊數(shù)學(xué)，在經(jīng)典數(shù)學(xué)和充滿模糊性的現(xiàn)實世界之間，架起了一座橋梁，使得模糊性事物有了定量表述的方法，從而可以用數(shù)學(xué)方法揭示模糊性問題的本質(zhì)和規(guī)律。第2章模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模糊集合論1492.1清晰向模糊的轉(zhuǎn)換三類數(shù)學(xué)模型第一類是確定性數(shù)學(xué)模型確定性數(shù)學(xué)模型往往用于描述具有清晰的確定性、歸屬界線分明、相互間關(guān)系明確的事物。對這類事物可以用精確的數(shù)學(xué)函數(shù)予以描述，典型的代表學(xué)科就是“數(shù)學(xué)分析”、“微分方程”、“矩陣分析”等常用的重要數(shù)學(xué)分支。第二類是隨機性數(shù)學(xué)模型隨機性數(shù)學(xué)模型常用于描述具有或然性或者隨機性的事物，這類事物本身是確定的，但是它的發(fā)生與否卻不是確定的。第三類是模糊性數(shù)學(xué)模型模糊性數(shù)學(xué)模型適用于描述含義不清晰、概念界線不分明的事物，它的外延不分明，在概念的歸屬上不明確。2.1清晰向模糊的轉(zhuǎn)換三類數(shù)學(xué)模型150模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集151

經(jīng)典集合和模糊集合在數(shù)軸上的映射，即它們的特征函數(shù)或隸屬函數(shù)取值可以形象地畫在圖2-2中，左側(cè)圖中的A為模糊集合，右側(cè)圖中的A為經(jīng)典集合。

經(jīng)典集合和模糊集合在152模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集153模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集154

凸F集的實際意義在于它是實數(shù)域上滿足下述條件的F集合：任何中間元素的隸屬度，都大于兩邊元素隸屬度中的小者。如圖2-5所示。

凸F集的實際意義在于它是實數(shù)域上滿155模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集156模糊集合的表示方法無論用什么方法，都要表達出論域中的元素對于F集合的隸屬程度。序?qū)Ψǎ篎集合A表示為：A={(xi,A(xi))|x∈U}A={(x1,A(x1)),(x2,A(x2)),…,(xnA(xn))}。扎德法：如果U是有限集或可數(shù)集，可表示為：

A==++……+

如果U是無限不可數(shù)集，可表示為

A=向量法：把各F集的隸屬函數(shù)作為向量的分量，排列如下：A=(A(x1),A(x2)……A(xn))函數(shù)法：多用于U是無限集，根據(jù)F集合A的定義，用它的隸屬函數(shù)A(x)來表示F集合A，記A=A(x)模糊集合的表示方法無論用什么方法，都要表達出論域中的元素對于157模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1582.2隸屬函數(shù)2.2隸屬函數(shù)159模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集160模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集161模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集162模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1632.3F集合的運算2.3F集合的運算164模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1652.4模糊關(guān)系及其運算2.4模糊關(guān)系及其運算166模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集167“x遠大于y”和“x遠遠大于y”隸屬函數(shù)圖“x遠大于y”和“x遠遠大于y”隸屬函數(shù)圖168模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集169A(u)=

A(u)=A(u)=A(u)=170模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集171第3章模糊邏輯推理模糊控制是以模糊集合論和模糊邏輯推理為主要基礎(chǔ)，結(jié)合經(jīng)典控制理論形成的一種模擬人類思維方式的計算機數(shù)字控制方法，其核心是模糊規(guī)則和模糊邏輯推理。如何讓機器像人一樣“識別、理解”模糊規(guī)則并進行模糊邏輯推理，最終得出新的結(jié)論并實現(xiàn)自動控制，是模糊控制研究的主要內(nèi)容。第3章模糊邏輯推理模糊控制是以模糊集合論和模糊邏輯1723.1二值邏輯簡介3.1二值邏輯簡介1733.2自然語言的模糊集合表示3.2自然語言的模糊集合表示174模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集175模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集176模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集177模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集1783.3模糊邏輯和近似推理3.3模糊邏輯和近似推理1793.4T-S型模糊推理3.4T-S型模糊推理180

為了分析和觀察的方便，把四個F集合的隸屬函數(shù)以及當(dāng)x=5、12時處在被激活F集合中的位置，都畫在圖3-8中。題設(shè)的模糊規(guī)則為：

R1：若x1為模糊集mf1且x2為模糊集mf3，

則y1=x1+x2；

R2：若x1為模糊集mf2，則y2=2x1；

R3：若x2為模糊集mf4，則y3=3x2為了分析和觀察的方便，把四個F集合的隸屬函數(shù)181模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集182模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集183第4章模糊控制器的設(shè)計模糊控制系統(tǒng)和經(jīng)典控制系統(tǒng)最大的差異在于它們的控制器不同，學(xué)習(xí)模糊控制理論的重點，就是學(xué)習(xí)模糊控制器的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。本章介紹模糊控制系統(tǒng)的核心——模糊控制器的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計思想、設(shè)計內(nèi)容和方法。主要講述使用較多的、極具代表性的Mamdani型和T-S型模糊控制器。第4章模糊控制器的設(shè)計模糊控制系統(tǒng)和經(jīng)典控1844.1傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基本組成假設(shè)圖4-1所示系統(tǒng)中各部分的輸出都是其輸入之和（或差）的線性函數(shù)，則有：4.1傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基本組成假設(shè)圖4-1所示系統(tǒng)中各部分185模糊控制系統(tǒng)基本組成模糊控制系統(tǒng)基本組成186設(shè)計模糊控制器的主要步驟設(shè)計模糊控制器的主要步驟187單變量模糊控制器結(jié)構(gòu)類型單變量模糊控制器結(jié)構(gòu)類型1884.2二維模糊控制器原理圖4.2二維模糊控制器原理圖189模糊化過程示意圖模糊化過程示意圖190量化因子和比例因子的位置量化因子和比例因子的位置191模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集192模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集193模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集194

表4-1中的模糊子集隸屬函數(shù)及其分布如圖4-10所示

表4-1中的模糊子集隸屬函數(shù)及其分布如圖4-10所示

195二維語言型F控制器結(jié)構(gòu)二維語言型F控制器結(jié)構(gòu)196模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集197二維表格型模糊控制器結(jié)構(gòu)二維表格型模糊控制器結(jié)構(gòu)198模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集199模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集200倒車入位模糊控制的隸屬函數(shù)分布倒車入位模糊控制的隸屬函數(shù)分布201倒車入位軌跡示意圖倒車入位軌跡示意圖202二維公式型模糊控制器結(jié)構(gòu)二維公式型模糊控制器結(jié)構(gòu)203模糊自動洗衣機模糊自動洗衣機204模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集205模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集206模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集207模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集2084.3型模糊控制器的設(shè)計4.3型模糊控制器的設(shè)計209某系統(tǒng)輸入e與輸出u數(shù)據(jù)間的關(guān)系某系統(tǒng)輸入e與輸出u數(shù)據(jù)間的關(guān)系210二維T-S型F控制器原理框圖二維T-S型F控制器原理框圖211模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集212用F控制器調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)原理圖用F控制器調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)原理圖213

第5章

模糊控制系統(tǒng)的MATLAB仿真

仿真是以相似性原理、控制論、信息技術(shù)以及相關(guān)知識為基礎(chǔ)，以各種物理設(shè)備和計算機為工具，借助系統(tǒng)模型對真實系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合技術(shù)。在眾多的計算機仿真語言和仿真軟件中，MATLAB以其模塊化計算方法，可視化與智能化的人機交互功能，豐富便捷的矩陣運算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理以及模塊化圖形組態(tài)的系統(tǒng)輔助工具包Simulink，成為最受控制系統(tǒng)設(shè)計和仿真領(lǐng)域歡迎的軟件系統(tǒng)。它可以提供研究對象的建模、仿真和分析等各種動態(tài)系統(tǒng)，是進行交互仿真環(huán)境的優(yōu)秀集成軟件。

第5章模糊控制系統(tǒng)的MATLAB仿真

仿真是以相似性原2145.1Simulink仿真入門5.1Simulink仿真入門215模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集216模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集217模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集218模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集219PID控制系統(tǒng)原理框圖PID控制系統(tǒng)原理框圖220PID控制系統(tǒng)仿真模型圖PID控制系統(tǒng)仿真模型圖221PID控制系統(tǒng)仿真模型封裝圖PID控制系統(tǒng)仿真模型封裝圖222模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集223模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集224模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集2255.2模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真5.2模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真226模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集227模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集228模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集229Sugeno型模糊推理系統(tǒng)編輯器的模糊邏輯算法與Mamdani型有所不同Sugeno型模糊推理系統(tǒng)編輯器的模糊邏輯算法與Mamdan230模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集231模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集232模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集233模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集234模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集235模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民課件集236模煳控制及其Matlab應(yīng)用石辛民