1、内容简介

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2、内容说明

从线性控制系统与非线性控制系统的角度来看,模糊控制系统是一种非线性控制。从控制器的智能性来看,模糊控制属于智能控制的范畴,已成为目前智能控制的一种重要而有效的模式。20世纪90年代后,模糊控制技术得到了飞快发展,尤其在日本,模糊控制技术早已广泛地应用在人们的生产和生活中。目前,模糊控制技术已应用于列车自动运行控制系统、净水处理、汽车速度控制、电梯群管理控制等领域,取得了良好的控制效果。

在人参与的实际控制系统中被发现,一些富有经验的操作人员,即使不懂被控对象和被控过程的数学模型,也不知道自动控制的基本原理,但也能凭着经验采取相应的决策,完成控制工作。下图是典型的人机控制系统:


图人机控制系统

    操作者靠仪表显示的信息获取系统运行的状态,之后操作者利用了自己的经验和知识做出相对应的决策,并对控制对象进行操作。在这个系统中,仪器信息都是精确的量,通过人的感官进入操作者的大脑后,大脑中形成了有模糊性的感念,然后操作者根据自己的经验来作出模糊决策。

显然,这种人机控制系统的控制是一种模糊控制。为了模拟这种控制过程,设计了一款基于模糊数学的控制系统。模糊控制系统的工作过程与人际控制系统是相同的,它是一种模糊控制,但模糊控制系统中的决策者是模糊控制器。

模糊逻辑控制器的设计

文中提到的传统控制器(PID)无法解决的问题,而模糊控制系统可以解决这些问题,因此模糊控制在自动控制系统中具有十分重要的作用。模糊逻辑控制器(fuzzy logical comtroller)简称模糊控制器(fuzzy comtroller,FC),由于模糊控制器的控制规则是基于模糊条件语句描述的语言控制规则,所以模糊控制器又被称为模糊语言控制器。在模糊控制系统中,模糊控制器的设计工作是非常重要的。

模糊控制器的设计主要包括以下的内容[2]

(1)确定模糊控制器的输入变量和输出变量

(2)设计模糊控制的控制规则

(3)确立模糊化和反模糊化的方法

(4)选择模糊控制的输入变量和输出变量的论域,确定模糊控制器的参数(如量化因子、比例因子)

(5)编制模糊控制算法的应用程序。

(6)合理选择模糊控制算法的采样时间

模糊控制器的结构设计

模糊控制器的结构设计是确定模糊控制器的输入和输出变量。

在确定性控制系统中,具有一个输入变量和一个输出变量的系统称为单变量系统,多于一个输入/输出的变量系统称为多变量控制系统。在模糊控制系统中,也可以定义为单变量模糊控制系统和多变量模糊控制系统,不同的是模糊控制系统一般把一个被控制量的偏差变化以及偏差变化的变化率作为模糊控制器的输入。虽然从形式上看,这时输入量应该是3个,但因为输入量与偏差有直接关系,所以人们也习惯称它为单变量模糊控制系统。

3、仿真分析

水压控制系统模糊pid设计_控制算法


水压控制系统模糊pid设计_模糊pid设计_02


水压控制系统模糊pid设计_智能控制_03


4、参考论文