神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的設(shè)計及應(yīng)用的綜述報告

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的設(shè)計及應(yīng)用的綜述報告神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制理論相結(jié)合的智能控制方法。在工業(yè)控制、機器人控制、智能交通等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文將從設(shè)計和應(yīng)用兩個方面綜述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。一、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的設(shè)計分為兩個部分，一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，二是模糊控制器的設(shè)計。1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)，既可以用于分類和預(yù)測，也可以作為控制器來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器將模糊控制的知識和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力相結(jié)合，使得控制系統(tǒng)具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計一般包括以下幾步：(1)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的選擇。根據(jù)具體問題選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，一般有前饋網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)兩種類型。前饋網(wǎng)絡(luò)是指神經(jīng)元間的信息流只沿著一條方向傳遞，一般用于解決分類和預(yù)測問題；反饋網(wǎng)絡(luò)是指神經(jīng)元間的信息流可以沿著多條方向傳遞，一般用于系統(tǒng)的控制。(2)學(xué)習(xí)算法的選擇。根據(jù)問題的性質(zhì)選擇合適的學(xué)習(xí)算法，一般有誤差反向傳播算法(BP)、徑向基函數(shù)(RBF)網(wǎng)絡(luò)和自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。(3)激活函數(shù)的選擇。激活函數(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的一個重要組成部分，一般有Sigmoid函數(shù)、ReLU函數(shù)和Tanh函數(shù)等。2.模糊控制器的設(shè)計模糊控制器是一種用模糊集合和模糊邏輯來表達控制規(guī)則的控制器。與傳統(tǒng)的PID控制相比，模糊控制可以更好地處理非線性、模糊和多變量的控制問題。模糊控制器的設(shè)計一般包括以下幾步：(1)確定輸入變量和輸出變量。輸入變量通常是系統(tǒng)的狀態(tài)變量，輸出變量是控制信號。(2)模糊化。將輸入變量轉(zhuǎn)換為模糊集合，用隸屬度函數(shù)來描述。(3)模糊推理。將模糊集合之間的關(guān)系通過模糊邏輯運算（如模糊與、模糊或、模糊非等）轉(zhuǎn)換為輸出變量的模糊集合。(4)解模糊化。將輸出變量的模糊集合轉(zhuǎn)換為具體的控制信號。二、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器在實際控制系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，下面主要介紹一些典型的應(yīng)用案例。1.工業(yè)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的溫度、壓力、流量等各種控制問題。如某冶金廠的沙墻高度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)中壓力、流量和沙墻高度為三個輸入變量，控制狀態(tài)為輸出變量。對于該系統(tǒng)，可以采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器的控制方案，實現(xiàn)對沙墻高度的自適應(yīng)控制。2.機器人控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器可以應(yīng)用于機器人控制中的路徑規(guī)劃、姿態(tài)控制等問題。如對于采用伺服電機控制的機器人，可以將其姿態(tài)控制任務(wù)轉(zhuǎn)化為對伺服電機角度的控制任務(wù)，再用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器來實現(xiàn)角度控制。3.智能交通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器可以應(yīng)用于智能交通中的車流量控制、交通信號燈控制等問題。如對于某路口的交通信號燈控制問題，可以用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器來實現(xiàn)紅綠燈切換時間的自適應(yīng)調(diào)整，以優(yōu)化交通流暢度?？傊?，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織模糊控制器是一種高效的