模糊控制器設(shè)計過程

1、Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.1上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧v模糊關(guān)系及模糊推理模糊關(guān)系及模糊推理If A1, and B1, Then C1；If A2, and B2, Then C2.If An, and Bn, Then Cn1iiiiniiRABCRR*()CABR已知已知A*,B*,求求C*Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.2練習(xí)練習(xí)已知語言變量已知語言變量x，y，z。x的論域為的論域為1,2,3，定義有兩個語言值：，定義有兩個語言值： “

2、大大”0, 0.5, 1; “小小”=1, 0.5, 0。y的論域為的論域為10,20,30,40,50，語言值為：，語言值為： “高高”=0, 0, 0, 0.5, 1; “中中”=0, 0.5, 1, 0.5, 0; “低低”=1, 0.5, 0, 0, 0。z的論域為的論域為0.1,0.2,0.3，語言值為：，語言值為： “長長”=0, 0.5, 1；“短短”=1, 0.5, 0則則1）試求規(guī)則：）試求規(guī)則：如果如果 x 是是 “大大” 并且并且 y 是是“高高” 那么那么 z是是“長長”；如果如果 x 是是“小小” 并且并且 y 是是 “中中” 那么那么 z是是“短短”。 所蘊(yùn)涵的所蘊(yùn)

3、涵的x，y，z之間的模糊關(guān)系之間的模糊關(guān)系R。 2）假設(shè)在某時刻，）假設(shè)在某時刻，x是是“略小略小”=0.7, 0.25, 0，y是是“略高略高”=0, 0, 0.3, 0.7, 1, 試根據(jù)試根據(jù)R通過通過Mamdani法模糊推理求出此時輸出法模糊推理求出此時輸出z的語言取的語言取值。值。11*RRRRRZR大高長小中短（略小略高）Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.3練習(xí)練習(xí)已知語言變量已知語言變量x，y，z。x的論域為的論域為1,2,3，定義有兩個語言值：，定義有兩個語言值： “大大”0, 0.5, 1; “小小”=1,

4、 0.5, 0。y的論域為的論域為10,20,30,40,50，語言值為：，語言值為： “高高”=0, 0, 0, 0.5, 1; “中中”=0, 0.5, 1, 0.5, 0; “低低”=1, 0.5, 0, 0, 0。z的論域為的論域為0.1,0.2,0.3，語言值為：，語言值為： “長長”=0, 0.5, 1；“短短”=1, 0.5, 0則則1）試求規(guī)則：）試求規(guī)則：如果如果 x 是是 “大大” 并且并且 y 是是“高高” 那么那么 z是是“長長”；如果如果 x 是是“小小” 并且并且 y 是是 “中中” 那么那么 z是是“短短”。 所蘊(yùn)涵的所蘊(yùn)涵的x，y，z之間的模糊關(guān)系之間的模糊關(guān)系

5、R。 2）假設(shè)在某時刻，）假設(shè)在某時刻，x是是“略小略小”=0.7, 0.25, 0，y是是“略高略高”=0, 0, 0.3, 0.7, 1, 試根據(jù)試根據(jù)R通過通過Mamdani法模糊推理求出此時輸出法模糊推理求出此時輸出z的語言取的語言取值。值。0000.50000000.5 0000.50.510000.51 大 高21500000.50.50.50110.500.50.50.50000000000.50.50.5010.500.50.50.500.50.50.50000000000000000000000000R300.510.50100.510.500.5 00.50.50.5000

6、0000 小 中115 3000000000000000000000000000000.5100000.500.50.50.500.50.50000000000000.500.50.5100.51R10000000000.50.5000010.500000.50.500000000000000000.50.500000.50.5000.50.50.50.5000.50.500000000000000000000000.50.500000.51000RRR0000.50.5010.500.50.500000000.50.500.50.500.50.50.500.50.500000000000.5

7、0.500.51000.30.70.7 000.30.70.70.25 000.250.250.25000000 略小 略高*1 3000.30.70.7000.250.250.25000000.50.50.25TZRR（略小 略高）第三章第三章 模糊控制模糊控制Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.63.1 模糊控制的工作原理模糊控制的工作原理 將人類專家對特定對象的控制經(jīng)驗，運(yùn)用模糊集理論進(jìn)將人類專家對特定對象的控制經(jīng)驗，運(yùn)用模糊集理論進(jìn)行量化，轉(zhuǎn)化為可數(shù)學(xué)實現(xiàn)的控制器，從而實現(xiàn)對被控行量化，轉(zhuǎn)化為可數(shù)學(xué)實現(xiàn)的控制器，從而實

8、現(xiàn)對被控對象的控制。對象的控制。 人類專家的控制經(jīng)驗是如何轉(zhuǎn)化為數(shù)字控制器的人類專家的控制經(jīng)驗是如何轉(zhuǎn)化為數(shù)字控制器的 ？人類對熱水器水溫的調(diào)節(jié)人類對熱水器水溫的調(diào)節(jié)控制思想：控制思想：如果水溫偏高，就把燃?xì)忾y關(guān)??；如果水溫偏高，就把燃?xì)忾y關(guān)?。蝗绻疁仄?，就把燃?xì)忾y開大。如果水溫偏低，就把燃?xì)忾y開大。Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.73.1 模糊控制的工作原理模糊控制的工作原理 輸入輸入e輸出輸出u規(guī)則庫規(guī)則庫RD/A電磁閥電磁閥A/D期望值期望值eu模糊值模糊值模糊值模糊值精確值精確值精確值精確值模糊化模糊化去模糊化

9、去模糊化熱水器水溫模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱水器水溫模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模糊推理模糊推理溫度溫度傳感器傳感器熱水器熱水器Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.83.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)通常由四個部分組成：模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)通常由四個部分組成：n 模糊化接口模糊化接口n 規(guī)則庫規(guī)則庫n 模糊推理模糊推理n 清晰化接口清晰化接口Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.93.2.1 模糊化接口模糊化接口 3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和

10、設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 模糊化就是通過在控制器的輸入、輸出論域上定義語言變量，來將精確的輸入、模糊化就是通過在控制器的輸入、輸出論域上定義語言變量，來將精確的輸入、輸出值轉(zhuǎn)換為模糊的語言值。輸出值轉(zhuǎn)換為模糊的語言值。 1) 語言變量的確定語言變量的確定定義模糊控制器的輸入、輸出語言變量。定義模糊控制器的輸入、輸出語言變量。 通常取系統(tǒng)的誤差值通常取系統(tǒng)的誤差值e和誤差變化率和誤差變化率ec為模糊控制器為模糊控制器的兩個輸入，控制量的兩個輸入，控制量u為系統(tǒng)輸出為系統(tǒng)輸出E, EC, UAutomation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.1

11、03.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 2)語言變量論域的設(shè)計語言變量論域的設(shè)計 在模糊控制器的設(shè)計中，通常就把語言變量的論域定義在模糊控制器的設(shè)計中，通常就把語言變量的論域定義為有限整數(shù)的離散論域。為有限整數(shù)的離散論域。例如，例如，E的論域定義為的論域定義為-m, -m+1, , -1, 0, 1, , m-1, m；EC的論域定義為的論域定義為-n, -n+1, , -1, 0, 1, , n-1, n；U的論域定義為的論域定義為-l, -l+1, , -1, 0, 1, , l-1, l。Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech U

12、niversity.11如何實現(xiàn)實際的連續(xù)域到有限整數(shù)離散域的轉(zhuǎn)換？如何實現(xiàn)實際的連續(xù)域到有限整數(shù)離散域的轉(zhuǎn)換？ 通過引入量化因子通過引入量化因子ke、kec和比例因子和比例因子ku來實現(xiàn)來實現(xiàn) kekecd/dt模糊模糊控制器控制器ku期望值yeecEECUu假設(shè)在實際中，誤差的連續(xù)取值范圍是假設(shè)在實際中，誤差的連續(xù)取值范圍是e=eL,eH，eL表示低限值，表示低限值，eH表示高限表示高限值。則：值。則： LHeeemk2同理，假如誤差變化率的連續(xù)取值范圍是同理，假如誤差變化率的連續(xù)取值范圍是ec=ecL,ecH ，控制量的連續(xù)取值范，控制量的連續(xù)取值范圍是圍是u=uL,uH ，則量化因子，

13、則量化因子kec和比例因子和比例因子ku可分別確定如下：可分別確定如下：LHecececnk2luukLHu23.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.12)2(LHeeeekE)2(LHececececkEC代表取整運(yùn)算。代表取整運(yùn)算。 模糊控制器的輸出模糊控制器的輸出U可以通過下式轉(zhuǎn)換為實際的輸出值可以通過下式轉(zhuǎn)換為實際的輸出值u： 2LHuuuUku3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-

14、Tech University.133) 定義各語言變量的語言值定義各語言變量的語言值 例如，可將例如，可將E、EC和和U的劃分為的劃分為“正大（正大（PB）”，“正中正中(PM)”，“正?。ㄕ。≒S）”，“零零（ZO）”，“負(fù)?。ㄘ?fù)小（NS）”，“負(fù)中（負(fù)中（NM）”，“負(fù)大（負(fù)大（NB）” 七檔。七檔。 n 檔級多，規(guī)則細(xì)致檔級多，規(guī)則細(xì)致; 但規(guī)則多、復(fù)雜，編制程序困難，占用的內(nèi)存但規(guī)則多、復(fù)雜，編制程序困難，占用的內(nèi)存較多；較多；n 檔級少，規(guī)則少，規(guī)則實現(xiàn)方便檔級少，規(guī)則少，規(guī)則實現(xiàn)方便; 但過少的規(guī)則會使控制作用變粗但過少的規(guī)則會使控制作用變粗而達(dá)不到預(yù)期的效果。而達(dá)不到預(yù)期的效

15、果。因此在選擇模糊狀態(tài)時要兼顧因此在選擇模糊狀態(tài)時要兼顧簡單性簡單性和和控制效果控制效果。 3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.144)定義各語言值的隸屬函數(shù)定義各語言值的隸屬函數(shù) n 隸屬函數(shù)的類型隸屬函數(shù)的類型 正態(tài)分布型（高斯基函數(shù)正態(tài)分布型（高斯基函數(shù) ）22)()(iiibaxAex其中，其中，ai為函數(shù)的中心值，為函數(shù)的中心值，bi為函數(shù)的寬度。為函數(shù)的寬度。假設(shè)與假設(shè)與PB，PM，PS，ZO，NS，NM，NB對應(yīng)的高斯基函數(shù)的中心值分別對應(yīng)的高斯基函數(shù)的中心值

16、分別為為6，4，2，0，-2，-4，-6，寬度均為，寬度均為2。隸屬函數(shù)的形狀和分布如圖所示。隸屬函數(shù)的形狀和分布如圖所示。 -6 -4 -2 0 2 4 6 0 0.5 1 NB NM NS ZO PS PM PB x 3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.15 三角型三角型 else 0 ),(1 ),(1)(cxbcucbbxaaxabxiA 梯型梯型 else , 0 dxc , , 1 ,)(cdxdcxbbxaabaxxiA3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器

17、的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.16n 隸屬函數(shù)確定時需要考慮的幾個問題隸屬函數(shù)確定時需要考慮的幾個問題 隸屬函數(shù)曲線形狀對控制性能的影響。隸屬函數(shù)曲線形狀對控制性能的影響。 隸屬函數(shù)形狀隸屬函數(shù)形狀時，分辨率較高，輸入引起的輸出變化比較劇烈，控時，分辨率較高，輸入引起的輸出變化比較劇烈，控制制靈敏度較高靈敏度較高； 曲線形狀較緩時、分辨率較低，輸入引起的輸出變化不那么劇烈，控制曲線形狀較緩時、分辨率較低，輸入引起的輸出變化不那么劇烈，控制特性也較平緩，具有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。特性也較平緩，具有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性

18、。因而，通常在輸入較大的區(qū)域內(nèi)采用低分辨率曲線（形狀較緩），在輸因而，通常在輸入較大的區(qū)域內(nèi)采用低分辨率曲線（形狀較緩），在輸入較小的區(qū)域內(nèi)采用較高分辨率曲線（形狀較尖），當(dāng)輸入接近零則選入較小的區(qū)域內(nèi)采用較高分辨率曲線（形狀較尖），當(dāng)輸入接近零則選用高分辨率曲線（形狀尖）。用高分辨率曲線（形狀尖）。3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.17 隸屬函數(shù)曲線的分布對控制性能的影響隸屬函數(shù)曲線的分布對控制性能的影響 清晰性清晰性 相鄰隸屬函數(shù)之間的區(qū)別必須是明確的。相鄰隸屬函數(shù)之

19、間的區(qū)別必須是明確的。 不清晰的隸屬函數(shù)分布不清晰的隸屬函數(shù)分布 清晰的隸屬函數(shù)分布清晰的隸屬函數(shù)分布 3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.18 完備性完備性 輸入函數(shù)輸入函數(shù)的分布必須覆蓋語言變量的整個論域，否則，將會出現(xiàn)的分布必須覆蓋語言變量的整個論域，否則，將會出現(xiàn)“空檔空檔”，從而導(dǎo)致失控。，從而導(dǎo)致失控。 不完備的隸屬函數(shù)分布不完備的隸屬函數(shù)分布 3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang

20、Sci-Tech University.19模糊化過程小結(jié)：模糊化過程小結(jié)：第一步第一步 將實際檢測的系統(tǒng)誤差和誤差變化率量化為模糊控制器的輸入。將實際檢測的系統(tǒng)誤差和誤差變化率量化為模糊控制器的輸入。 假設(shè)實際檢測的系統(tǒng)誤差和誤差變化率分別為假設(shè)實際檢測的系統(tǒng)誤差和誤差變化率分別為e*和和ec*，可，可以通過量化因子將其量化為模糊控制器的輸入以通過量化因子將其量化為模糊控制器的輸入E*和和EC*。 )2(*LHeeeekE)2(*LHececececkEC3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech U

21、niversity.20第二步第二步 將模糊控制器的精確輸入將模糊控制器的精確輸入E*和和EC*通過模糊化接口轉(zhuǎn)化為模糊通過模糊化接口轉(zhuǎn)化為模糊輸入輸入A*和和B*。 假設(shè)假設(shè)E*=6，系統(tǒng)誤差采用三角形隸系統(tǒng)誤差采用三角形隸屬函數(shù)來進(jìn)行模糊化。屬函數(shù)來進(jìn)行模糊化。 E*屬于屬于NB的的隸屬度最大（為隸屬度最大（為1），則此時，相對），則此時，相對應(yīng)的模糊控制器的模糊輸入量為：應(yīng)的模糊控制器的模糊輸入量為： 605040302010001020304055 . 061* NBA3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang

22、Sci-Tech University.21對于某些輸入精確量，有時無法判斷其屬于對于某些輸入精確量，有時無法判斷其屬于哪個模糊值的隸屬度更大，例如當(dāng)哪個模糊值的隸屬度更大，例如當(dāng)E*=-5時，時，其屬于其屬于NB和和NM的隸屬度一樣大。此時有兩的隸屬度一樣大。此時有兩種方法進(jìn)行處理：種方法進(jìn)行處理：1）在隸屬度最大的模糊值之間任取一個；）在隸屬度最大的模糊值之間任取一個；例如當(dāng)例如當(dāng)E*=-5時，時，A*NB或或NM。2）重新定義一個模糊值，該模糊值對于當(dāng)）重新定義一個模糊值，該模糊值對于當(dāng)前輸入精確量的隸屬度為前輸入精確量的隸屬度為1，對于其它精確，對于其它精確量的隸屬度為量的隸屬度為0。

23、60504030201000102030405160*A3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.223.2.2 規(guī)則庫規(guī)則庫n 規(guī)則庫的描述規(guī)則庫的描述 規(guī)則庫由若干條控制規(guī)則組成，這些控制規(guī)則根據(jù)人類控制專家的經(jīng)驗規(guī)則庫由若干條控制規(guī)則組成，這些控制規(guī)則根據(jù)人類控制專家的經(jīng)驗總結(jié)得出，按照總結(jié)得出，按照 IF is AND is THEN is的形式表達(dá)。的形式表達(dá)。 R1 : IF E is A1 AND EC is B1 THEN U is C1 R2 : IF E is

24、 A2 AND EC is B2 THEN U is C2 Rn : IF E is An AND EC is Bn THEN U is Cn3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.233.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計規(guī)則庫也可以用矩陣表的形式進(jìn)行描述。規(guī)則庫也可以用矩陣表的形式進(jìn)行描述。 UECNBNMNSZPSPMPBENBNBNBNBNBNMZZNMNBNBNBNBNMZZNSNMNMNMNMZPSPSZNMNMNSZPSPMPMPSNSNSZPMPM

25、PMPMPMZZPMPBPBPBPBPBZZPMPBPBPBPB例如在模糊控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，模糊控制器的輸入為例如在模糊控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，模糊控制器的輸入為E（轉(zhuǎn)速誤差）、（轉(zhuǎn)速誤差）、EC（轉(zhuǎn)速誤差變化率），輸出為（轉(zhuǎn)速誤差變化率），輸出為U（電機(jī)的力矩電流值）。（電機(jī)的力矩電流值）。 在在E、EC、U的論域上各定義的論域上各定義了了7個語言子集：個語言子集：PB,PM,PS,ZO,NS,NM,NB對于對于E、EC可能的每種取值，可能的每種取值，進(jìn)行專家分析和總結(jié)后，則總進(jìn)行專家分析和總結(jié)后，則總結(jié)出的控制規(guī)則為：結(jié)出的控制規(guī)則為： Automation Institute, Z

26、he Jiang Sci-Tech University.243.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計n 規(guī)則庫蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系規(guī)則庫蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系 規(guī)則庫中第規(guī)則庫中第i條控制規(guī)則條控制規(guī)則: Ri: IF E is Ai AND EC is Bi THEN U is Ci蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系為：蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系為： ()iiiiRABC控制規(guī)則庫中的控制規(guī)則庫中的n條規(guī)則之間可以看作是條規(guī)則之間可以看作是“或或”，也就是，也就是“求求并并”的關(guān)系，則整個規(guī)則庫蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系為：的關(guān)系，則整個規(guī)則庫蘊(yùn)涵的模糊關(guān)系為： 1niiRRAutomation Institute, Zhe Jian

27、g Sci-Tech University.253.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計n 規(guī)則庫的產(chǎn)生規(guī)則庫的產(chǎn)生 l 根據(jù)根據(jù)專家經(jīng)驗專家經(jīng)驗或過程控制知識生成控制規(guī)則?；蜻^程控制知識生成控制規(guī)則。l 根據(jù)過程的模糊模型生成控制規(guī)則根據(jù)過程的模糊模型生成控制規(guī)則。這種方法通過用模糊。這種方法通過用模糊語言描述被控過程的輸入輸出關(guān)系來得到過程的模糊模型，語言描述被控過程的輸入輸出關(guān)系來得到過程的模糊模型，進(jìn)而根據(jù)這種關(guān)系來得到控制器的控制規(guī)則。進(jìn)而根據(jù)這種關(guān)系來得到控制器的控制規(guī)則。l 根據(jù)學(xué)習(xí)算法獲取控制規(guī)則根據(jù)學(xué)習(xí)算法獲取控制規(guī)則。應(yīng)用自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法（神經(jīng)。應(yīng)用自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法

28、（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）對控制過程的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和聚類，網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）對控制過程的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和聚類，生成和在線優(yōu)化較完善的控制規(guī)則。生成和在線優(yōu)化較完善的控制規(guī)則。 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.263.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制規(guī)則的總結(jié)要注意以下幾個問題：模糊控制規(guī)則的總結(jié)要注意以下幾個問題：l 規(guī)則數(shù)量合理規(guī)則數(shù)量合理控制規(guī)則的增加可以增加控制的精度，但是會影響系統(tǒng)的實時性；控制規(guī)則的增加可以增加控制的精度，但是會影響系統(tǒng)的實時性；控制規(guī)則數(shù)量的減少會提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，

29、但是控制的精度又控制規(guī)則數(shù)量的減少會提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，但是控制的精度又會下降。所以，需要在控制精度和實時性之間進(jìn)行權(quán)衡。會下降。所以，需要在控制精度和實時性之間進(jìn)行權(quán)衡。l 規(guī)則要具有一致性規(guī)則要具有一致性控制規(guī)則的目標(biāo)準(zhǔn)則要相同。不同的規(guī)則之間不能出現(xiàn)相矛盾的控制規(guī)則的目標(biāo)準(zhǔn)則要相同。不同的規(guī)則之間不能出現(xiàn)相矛盾的控制結(jié)果?？刂平Y(jié)果。l完備性要好完備性要好控制規(guī)則應(yīng)能對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的任何一種狀態(tài)進(jìn)行控制。否則，控制規(guī)則應(yīng)能對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的任何一種狀態(tài)進(jìn)行控制。否則，系統(tǒng)就會有失控的危險。系統(tǒng)就會有失控的危險。 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech

30、 University.273.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計3.2.3 模糊推理模糊推理*)(RBAC3.2.4 清晰化接口清晰化接口模糊輸出值模糊輸出值C*轉(zhuǎn)化為精確控制量轉(zhuǎn)化為精確控制量u第二章知識第二章知識Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.283.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(1) 最大隸屬度方法最大隸屬度方法 把把C*中隸屬度最大的元素中隸屬度最大的元素U*作為精確輸出控制量作為精確輸出控制量 60504030201000102035 . 04155 . 060*C上式中根據(jù)最

31、大隸屬度法得到的精確輸出控制量為上式中根據(jù)最大隸屬度法得到的精確輸出控制量為-4。 Automation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.293.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計6050403020100015 . 021314155 . 060*C若模糊輸出量的元素隸屬度有幾個相同的最大值，則取若模糊輸出量的元素隸屬度有幾個相同的最大值，則取相應(yīng)諸元素的平均值，并進(jìn)行四舍五入取整，作為控制相應(yīng)諸元素的平均值，并進(jìn)行四舍五入取整，作為控制量。上式中，元素量。上式中，元素-4、-3、-2對應(yīng)的隸屬度均為對應(yīng)的隸屬度均為1，則精，則

32、精確輸出控制量為確輸出控制量為33)2() 3()4(*UAutomation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.303.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計（2）加權(quán)平均法（重心法）加權(quán)平均法（重心法）對模糊輸出量中各元素及其對應(yīng)的隸屬度求加權(quán)平均值，并進(jìn)行四舍五入對模糊輸出量中各元素及其對應(yīng)的隸屬度求加權(quán)平均值，并進(jìn)行四舍五入取整，來得到精確輸出控制量。取整，來得到精確輸出控制量。6050403020100015 . 021314155 . 060*C25 . 01115 . 0) 1(5 . 0)2(1) 3(1)4(1)5(5

33、 . 0*UAutomation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.313.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計清晰化后的清晰化后的U*，經(jīng)過比例因子可以轉(zhuǎn)化為實際作用于控，經(jīng)過比例因子可以轉(zhuǎn)化為實際作用于控制對象的控制量制對象的控制量u*2*LHuuuUkuAutomation Institute, Zhe Jiang Sci-Tech University.323.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計模糊控制器的工作過程模糊控制器的工作過程: 模糊控制器實時檢測系統(tǒng)的誤差和誤差變模糊控制器實時檢測系統(tǒng)的誤差和誤差變化率化率e*和和ec*； 通過量化因子通過量化因子ke和和kec將將e*和和ec*量化為控制量化為控制器的精確輸入器的精確輸入E*和和EC*； E*和和EC*通過模糊化接口轉(zhuǎn)化為模糊輸入通