- 相關(guān)推薦
計算機(jī)模糊控制算法
第!卷第&期
!##%年%月南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報789:;’/8?8@’=A8;’/B=C@D;A@’/EDAFFA;>@8//C>C?GH0!;G0&I3J0!##%
計算機(jī)模糊控制算法
姜
（南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院超南通!!
摘要$對一些復(fù)雜過程難以實現(xiàn)自動控制，而由人來控制卻很好，文章分析了其中的原因，并將人的判定特點用模糊語言來表述，由此得到了模糊算法及過程的一個模糊模型，從而利用模糊模型和計算機(jī)來實現(xiàn)自動控制。
關(guān)鍵詞$模糊語言；模糊算法；模糊控制；模糊模型
中圖分類號：#!%&文獻(xiàn)標(biāo)識碼：’文章編號：&
!引言
教授在論文“模糊集合”中，引入“錄屬函數(shù)”這個概念，來描述差異美國自動控制專家查得（/0’123456）
的中間過渡，由此誕生了模糊數(shù)學(xué)。模糊數(shù)學(xué)從它誕生的那天起，便和計算機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)，相輔相成。利用模糊數(shù)學(xué)構(gòu)造數(shù)學(xué)模型，來編制計算機(jī)程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的思維，從而提高計算機(jī)的“智力”。
現(xiàn)代控制理論已在諸如導(dǎo)彈，航空等一系列領(lǐng)域中得到了成功的應(yīng)用。但是現(xiàn)實中許多復(fù)雜的工業(yè)過程往往難以實現(xiàn)自動控制，其困難可能來自難以對某一具體過程建立數(shù)學(xué)模型，以及由于過程的非線性，時變性或者難以測量等等，然而這些難以自動控制的過程由人來控制卻往往工作得很好。
一般來說，操作人員的控制方法是建立在直覺與經(jīng)驗之上，這種方法可看成是一組探索式的判定規(guī)則，它有如下特點：
（由于在人腦判定的過程中存在著不精確這個固有特性，使人的控制動作往往不穩(wěn)定，不一致以及主&）
觀隨意，因此也就很難解釋操作人員的控制行為。
（操作人員不但能對溫度、高度等簡單的度量作出反應(yīng)，而且能觀察諸如顏色、氣味等復(fù)雜的度量模!）
式，甚至對無法度量的量，例如相貌也可作出反應(yīng)。這些觀察均有它的主觀性，但作出控制判定正是基于這些帶有主觀性的量。
不難想象，如果我們能把直覺與經(jīng)驗指導(dǎo)下的判斷和采取的措施總結(jié)成為一些規(guī)則，并把他們運用到控制器中，那么就可以做到用機(jī)器代替人去實現(xiàn)對復(fù)雜過程的自動控制。由于人的經(jīng)驗往往是用自然語言來
““表述，而語言本身又帶有一定程度的模糊性。例如，很大”，較長”等詞語都帶有一定程度的模糊性，也就是
模糊語言。用模糊語言表述一組規(guī)則,模糊語句-就稱為模糊算法，它是過程的一個模糊模型。利用模糊模型和計算機(jī)來實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)就叫做模糊控制系統(tǒng)。模糊控制系統(tǒng)即通常所稱的模糊控制器。&模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
模糊控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如下圖所示。
圖&
模糊控制系統(tǒng)框圖收稿日期：!##%)#&)&!
作者簡介：姜超,&*
第1期姜超：計算機(jī)模糊控制算法11
圖!模糊控制器框圖
圖!中各組成部分的功能為：
如誤差論域
輸出論域&上的模糊子集’等）的賦值表，供對(和(’模糊化以及去模糊環(huán)節(jié)用。
把實際的誤差和誤差變化等分別變化成誤差論域
然后根據(jù)基本模糊子集將其模糊化為對應(yīng)論域上的模糊子集。$中的元素，
#模糊規(guī)則庫裝有全部備用控制規(guī)則。
即模糊化環(huán)節(jié)得到的模糊子集）進(jìn)$模糊推理環(huán)節(jié)借助于模糊規(guī)則庫中的控制規(guī)則對輸入模糊子集（
行模糊推理得出輸出模糊子集。
!%去模糊環(huán)節(jié)根據(jù)最大錄屬原則或其它方法由輸出模糊子集作出控制量變化的精確判決。模糊推理規(guī)則
模糊推理規(guī)則形式為：
)*+,-./01.231+4…435+467859.2:+
其中3.+和:+分別為;..)和%;1?…?;5和9%
該式概括了其他類型的語言信息，可詳述為以下六種情形：
!A1若規(guī)則的前提條件不完整，如：
./01.231+4…40B.23B+67859.2:+4BC5
則可將上述規(guī)則變形為
./01.231+4…40B.23B+40BD1.2EF4…405.2EF67859.2:+
其中模糊集合EF定義為：
!A!*0,)140%)部分，如：若規(guī)則的前提條件出現(xiàn)兩個及兩個以上“G)”EF&
./01.231+4…40B.23B+G)0BD1.23BD14…405.235+67859.2:+
則可將此規(guī)則等效為兩條規(guī)則：
./01.231+4…40B.23B+67859.2:+
./0BD1.23BD1+4…405.235+67859.2:+
再將上述規(guī)則按情形!A1處理。
!AH
!AI單純的模糊結(jié)論9.2:+可視為一條特殊的模糊推理規(guī)則：./01.2EF4…405.2EF67859.2:+
對于比較型規(guī)則，如：
0越小，9越大
可作一變換，將其轉(zhuǎn)換為“令模糊集F@#LL=越小，則比較型規(guī)則等價./J6785K型規(guī)則，%E:=越大，
于：
./0.2F@#LL67859.2%E:
!AM
對于下述的除非型規(guī)則：
*6南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報6QQR年
!
可將其變換為：
此規(guī)則等效于
5
5
5
657
!
模糊控制系統(tǒng)中控制規(guī)則通常是一些用自然語言描述的條件句，例如：
如果誤差是正大，且誤差的變化是正大，則控制量的變化是負(fù)大；
如果誤差是正大，且誤差的變化是正中，則控制量的變化是負(fù)大；……；等等。
“其中“正大”、正中”和“負(fù)大”等模糊詞都可以用模糊子集來表示。因此，可以根據(jù)需要在論域8，9，:上
定義若干模糊子集，并以此作為誤差，誤差變化，控制量變化等變量的各種可能的取值或狀態(tài)。例如：記：;
;>=正小，.>=負(fù)小
;?=正中，.?=負(fù)中
;/=正零，./=負(fù)零
則上述模糊條件語句可表示為：
這些條件語句就構(gòu)成了模糊控制器的控制規(guī)則。一個模糊控制器的控制規(guī)則可寫成下列形式：
…，…，
其中E
上述模糊規(guī)則可歸結(jié)為一個模糊關(guān)系H
H=#E
“運算的含義由下式定義J此處，I”
!
H1),!,K2=/
$)%8,$!%9,$K%:
如果誤差@和誤差的變化@C分別取模糊集E和
即!1:2=/!H1),!,K20!E1)20!
)%8,!%9
當(dāng)8,9,:是有限論域時,即L
8=M)*,)6,…，)NO，9=M!*,!6,…,!PO，:=MK*,K6,555,K#O
那么,8,9,:上的模糊集可分別表示為一個N元,P元和#元的行向量，而描述模糊控制規(guī)則的模糊關(guān)系則表示為一個NIP行#列的距陣。
第!期姜超：計算機(jī)模糊控制算法
表!!+模糊控制規(guī)則大體如表!所示
例!設(shè)#$%&’(&)(&*(&+(&,(&!(&-(.-(.!(.,(.+(.*(.)(.’/(則#上的0個模糊子集可表示為：
12$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(*(-(0(!(-4
15$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(,(-(6(!(-(-(6(-(,4
17$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(+(-(0(!(-(-()(-(!(-(-4
18$3-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(-(’(-(!(-(-(-(-4
98$3-(-(-(-(-(!(-(’(!(-(-(-(-(-(-(-(-4
97$3-(-(-(!(-()(!(-(-(0(-(+(-(-(-(-(-(-(-4
95$3-(,(-(6(!(-(-(6(-(,(-(-(-(-(-(-(-(-(-4
92$3!(-(-(0(-(*(-(!(-(-(-(-(-(-(-(-(-(-4
:$%&’(&)(&*(&+(&,(&!(-(.!(.,(.+(.*(.)(.’/(而:上的6個模糊子集可表示為：
12$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(*(-(0(!(-4
15$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(;(!(-(-(6(!(-(-(6(-(,4
17$3-(-(-(-(-(-(-(-(;(!(-(-(6(-(,(-(-4
8$3-(-(-(-(-(-()(!(-(-()(-(-(-(-(-4
97$3-(-(-(,(-(6(!(-(-(;(-(-(-(-(-(-(-4
95$3-(,(-(6(!(-(-(6(-(,(-(-(-(-(-(-(-(-4
92$3!(-(-(0(-(*(-(!(-(-(-(-(-(-(-(-(-4
若系統(tǒng)的誤差為#中的某元素#?@。
。表，也稱為查詢表（見表,）表,
3下轉(zhuǎn)第))頁4
第K期王志兵：論五年制高職數(shù)學(xué)課程建設(shè)“校本化”原則>>力相結(jié)合、個別與群體考核相結(jié)合、面向全體的基本要求與分層提高要求相結(jié)合、統(tǒng)一與分類側(cè)重相結(jié)合的
“考核評價體系。形成“教”、學(xué)”相輔、互動的方式，把對“學(xué)”的考核作為對“教”的考核評價的重要內(nèi)容，把對
“教”的考核評價作為對“學(xué)”的考核的一部分。在數(shù)學(xué)課程建設(shè)“校本化”中，通過改革考試與評價體系，促進(jìn)教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，推動數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，真正做到教學(xué)相長，相互促進(jìn)。
另外，高職數(shù)學(xué)課程的“校本化”，要加強(qiáng)硬件與軟件建設(shè)，特別是學(xué)習(xí)包的開發(fā)，試題庫、試卷庫的建立，!
總之，高職數(shù)學(xué)課程“校本化”，必須以“高職”為根本出發(fā)點和歸宿點，才能體現(xiàn)高職數(shù)學(xué)課程應(yīng)有的特色，才能發(fā)揮出數(shù)學(xué)課程在“高職”中的作用與效益。
!
6%17(8#%9*%1+#*$1’:7.%1+#*$;1)(7*$-*’’(2(4*$+*’*2
=6>?@,#4A#$2
（$%&’()*+&’,-’(!./.0!-112(2，+&’,-’($%&’()*334556）
6A)+
;&@,&,,&A829,-8%(82@29*A&,%-’C#,%)-=;@%
B(
J上接第KL頁M
查詢表是模糊控制算法的結(jié)果，事先把它算出來，在實時控制時只要查這個表就可以了，這就是所謂的查表法。
參考文獻(xiàn)
NKO
N3O
NLO
NYOP?B-%)P2,&1CQ*RR?S2,)&’9S?),2
-*8&.+(
FG6>?-,1*
J+&’,-’(Z-A&,%-’&1[72A8’%A&1S8%;;%’(!-112(2V+&’,-’($%&’()*334554M
6A)+
B2A-
B(
【計算機(jī)模糊控制算法】相關(guān)文章：
基于粒子群算法的污水處理模糊控制研究04-28
基于遺傳算法的航空發(fā)動機(jī)模糊優(yōu)化控制05-01
發(fā)動機(jī)試驗臺測控系統(tǒng)的模糊控制算法研究04-28
模糊影響圖評價算法的探討04-30
基于修正因子智能權(quán)函數(shù)的汽車ABS模糊控制算法仿真研究04-27
基于模糊理論的漸消濾波算法05-01
擾動值模糊推理的三I算法04-29
一種基于L-M算法的組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制器04-28
運動干涉檢測的模糊邏輯控制04-26