模糊控制優(yōu)缺點

1、4􀀁 模糊控制的優(yōu)缺點及需要解決的問題分析4. 1􀀁 模糊控制的優(yōu)點( 1) 使用語言方法, 可不需要過程的精確數(shù)學(xué)模型;( 2) 魯棒性強(qiáng), 適于解決過程控制中的非線性、強(qiáng)耦合時變、滯后等問題;( 3) 有較強(qiáng)的容錯能力。具有適應(yīng)受控對象動力學(xué)特征變化、環(huán)境特征變化和動行條件變化的能力;( 4) 操作人員易于通過人的自然語言進(jìn)行人機(jī)界面聯(lián)系, 這些模糊條件語句容易加到過程的控制環(huán)節(jié)上。4. 2􀀁 模糊控制的缺點( 1) 信息簡單的模糊處理將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質(zhì)變差;( 2) 模糊控制的設(shè)計尚缺乏系統(tǒng)性, 無法定義控制目標(biāo)。4.

2、 3􀀁 模糊控制理論需解決的問題模糊控制理論經(jīng)過近幾十年的發(fā)展, 已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但模糊控制理論也還存在一些不足, 還有一些亟待解決的問題, 歸納如下:( 1) 要揭示模糊控制器的實質(zhì)和工作機(jī)理, 解決穩(wěn)定性和魯棒性理論分析的問題。 2) 很多應(yīng)用和經(jīng)驗表明, 模糊控制的魯棒性優(yōu)于傳統(tǒng)控制策略。但模糊控制和傳統(tǒng)控制的魯棒性的對比關(guān)系究竟是怎么樣, 尚缺少理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)方面的比較。( 3) 模糊控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)的獲取與確定是模糊控制中的瓶頸&問題。目前模糊控制規(guī)則中模糊子集的一般選取都是以下3種: e= 負(fù)大, 負(fù)小, 零, 正小, 正大 = NB, NS

3、, ZO, PS, PB 或e =負(fù)大, 負(fù)中, 負(fù)小, 零, 正小, 正中, 正大= NB, NM,NS, ZO, PS, PM, PB或e= 負(fù)大, 負(fù)中, 負(fù)小, 零負(fù),零正, 正小, 正中, 正大 = NB, NM, NS, NZ, PZ, PS,PM, PB, 而隸屬度函數(shù)通常選用的為三角隸屬度函數(shù), 以第3種模糊子集為例, 對應(yīng)的隸屬函數(shù)如圖3示。而規(guī)則中模糊子集及隸屬度函數(shù)的選擇大多數(shù)取決于經(jīng)驗, 缺少相應(yīng)的理論根據(jù)。( 4) 在多變量模糊控制中, 需要對多變量耦合和維數(shù)災(zāi)&問題進(jìn)行研究, 這些問題的解決與否將是多變量模糊控制能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。圖3􀀁

4、模糊化子集和模糊化等級5􀀁 模糊控制的發(fā)展趨勢模糊控制的發(fā)展大致有以下幾個方向:( 1) 復(fù)合模糊控制器。繼續(xù)研究模糊控制和PID 控制器、變節(jié)構(gòu)控制器、模糊H 􀀂 控制器等的組合研究, 設(shè)計出滿足各種不同指標(biāo)要求的控制器。( 2) 和各種智能優(yōu)化算法相結(jié)合的模糊控制。各種智能優(yōu)化算法(如遺傳算法、模擬退火算法、粒子群優(yōu)化算法等)能夠?qū)δ：刂埔?guī)則進(jìn)行動態(tài)尋優(yōu), 故能在線修改模糊控制規(guī)則, 改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)。( 3) 專家模糊控制。專家模糊是將專家系統(tǒng)技術(shù)與模糊控制相結(jié)合的產(chǎn)物。引入專家系統(tǒng), 可進(jìn)一步提高模糊控制的智能水平, 專家模糊控制保持了基于規(guī)則的

5、方法和模糊集處理帶來的靈活性, 同時又把專家系統(tǒng)技術(shù)的知識表達(dá)方法結(jié)合起來, 能處理更廣泛的控制問題。( 4) 多變量模糊控制。研究多變量模糊控制中存在著的多變量耦合和維數(shù)災(zāi)&等問題。( 5) 很多公開發(fā)表的文獻(xiàn)對所設(shè)計模糊控制器的穩(wěn)定性及魯棒性分析采用仿真實驗的方法, 而采用理論分析的較少。對混合模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性及魯棒性分析一般有2種方法 5 : 第1 種方法利用模糊系統(tǒng)辨識的方法將控制對象變換為模糊模型表示,使整個系統(tǒng)變?yōu)榧兇獾哪：Ｐ? 從而可采用模糊關(guān)系法及模糊相平面分析法等來檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性; 第2種方法將控制器的模糊模型變?yōu)榇_定性的模型, 從而混合模糊系統(tǒng)變?yōu)槌Ｒ?guī)的控制系統(tǒng), 進(jìn)而可采用常規(guī)的方法來對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。例如描述函數(shù)法、圓判據(jù)法、一般相平面法及線性近似法等。而究竟采用模糊模型還是確定性模型則需要根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行分析, 因此選擇合適的理論方法對所設(shè)計和模糊控制器進(jìn)行穩(wěn)定性及魯棒性分析也是模糊控制理論發(fā)展的方向之一。6􀀁 結(jié)􀀁 束􀀁 語文章對模糊控制理論的發(fā)展進(jìn)行了簡要概述,對模糊控制的原理及模糊控制器