《模糊逻辑控制技术及其应用》教学大纲
模糊逻辑控制及其应用
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2. 模糊逻辑：
模 糊 逻 辑
它是对经典二值逻辑的补充。 被讨论的对象可不同程度的属于某 一类的； 一个命题可能亦此亦彼，存在着部 分真、部分伪。
在模糊逻辑中，利用隶属度来描述对象 属于某一类的程度。
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模 糊 逻 辑
模糊逻辑是通过模仿人的思维 方式来表示和分析不确定、不精确 信息的方法和工具。是一种精确解 决不确定、不精确信息的方法。
5
模 糊 逻 辑 的 起 源
1-1
模糊逻辑的发展
一、模糊逻辑的起源
模糊逻辑 --- Fuzzy Logic 模糊概念、模糊现象到处存在。
6
经 典 二 值 逻 辑
-----经典二值（布尔）逻辑： 在经典二值（布尔）逻辑体系中： 所有的分类都被假定为有明确 的边界； （突变） 任一被讨论的对象，要么属于 这一类，要么不属于这一类； 一个命题不是真即是假，不存 在亦真亦假或非真非伪的情况。 （确定）
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模 糊 络逻 技辑 术技 相术 结与 合神 经 网
因此
模糊逻辑技术与神经网络 技术各有长处和局限性，两 者相结合，可构成模糊神经 网络等，能各取所长，共生 互补。
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1-4 模糊逻辑技术中的几个问题 一．什么是模糊逻辑？
经 典 二 值 逻 辑
1. 经典二值逻辑： 假定所有的分类都有明确的边界； 任一被讨论的对象： 要么属于这一类， 要么不属于这一类； 一个命题不是真即是伪，不存在亦 真亦伪或非真非伪的情况。
3. “解模糊化”（解模糊判决）：
解 模 糊 化
对模糊逻辑推理输出进行解模糊判 决。即在一个输出范围内，找到一个 被认为最具有代表性的、可直接驱动 控制装置的确定的输出控制值。
44
模糊逻辑控制及其应用
02
模糊逻辑控制原理
模糊逻辑基本概念
01
模糊集合
02
隶属函数
模糊集合是传统集合的扩展，它允许 元素以不同的程度属于集合。在模糊 集合中，每个元素都有一个从0到1的 隶属度，表示该元素属于该集合的程 度。
隶属函数是用来确定元素属于某个模 糊集合的程度的函数。不同的模糊集 合有不同的隶属函数。
03
模糊逻辑运算
系统结构与组成
输入输出接口
用于将模糊逻辑控制系统与被控对象进行连 接，实现信号的输入和输出。
模糊推理机
基于模糊逻辑进行推理，得出控制决策。
模糊化器
将输入的精确量转换为模糊量，以便进行模 糊推理。
去模糊化器
将模糊推理结果转换为精确量，作为控制输 出。
模糊化与去模糊化方法
模糊化方法
主要有最大值、最小值、平均值、中 心平均值等。
机器人领域应用
总结词
在机器人领域，模糊逻辑控制被用于实现机器人的自主导航、人机交互和复杂任务处理等功能，提高 机器人的智能水平和适应性。
详细描述
通过模糊逻辑控制，机器人能够处理不确定性和非线性问题，实现自主导航、避障和路径规划等功能 。此外，模糊逻辑控制还被用于机器人的语音识别、图像识别和情感识别等方面，提高机器人的交互 能力和服务质量。
模糊推理规则
模糊推理是模糊逻辑控制的核心，它基于模糊逻辑规则进行推理。这些规则通常由“如果-那么”语句形式表示，例 如，“如果温度高，则湿度低”。
模糊推理方法
常见的模糊推理方法包括最大值推理、最小值推理、中心平均值推理等。这些方法可以根据具体问题选 择使用，以实现所需的控制效果。
03
模糊逻辑控制系统设计
模糊逻辑控制及其应用
第2章-模糊逻辑控制
例2.3 设论域X={x1, x2, x3, x4, } 以及模糊集合
求 解：
2.2.3模糊集合运算的基本性质 1分配律
2 结合律 3 交换律 4吸收律
5.幂等律 6.同一律
其中x表示论域全集，Φ表示空集。 7.达·摩根律
8.双重否定律 以上运算性质与普通集合的运算性质完全相同，但是在普通集合 中成立的排中律和 矛盾律对于模糊集合不再成立，即
模糊集合的表示方法
序偶 A x, Ax x X
紧凑形式
模糊集合的例子
例2.1 在整数1．2，…，10组成的论域中， 即论域X＝{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}．设A表示模糊集合“几个”。 并设各元素的隶属度函数依次为
Ax 0,0,0.3,0.7,1,1,0.7,0.3,0,0
9．α截集到模糊集合的转换
即
2.2.4 模糊集合的其它类型运算 1．代数和
若有三个模糊集合A、B和C，对于所有的 均有
2.代数积 3.有界和 4.有界差 5.有界积 6.强制和
7.强制积
2.3 模糊关系
2.3.1 模糊关系的定义及表示
定义：n元模糊关系R是定义在直积 X1 X 2 X n 上的模糊集合.
2．2 模糊集合及其运算
2.2.1 模糊集合的定义及表示方法
上节介绍了模糊性的概念．例如到苹果园去摘“大苹果”，这里“大 苹果”便是 个 模糊的概念。如果将“大苹果”看作是一个集合．则 “大苹果”便是一个模糊集合。如前所述． 若认为差不多比2两重的 苹果称之为“大苹果”，那么，2．5两的苹果应毫无疑问地属于 “大 苹果”，如对此加以量化，则可设其属于的程度为1.2.1两苹果属于 “大苹果”的程度譬如说为0.7，2两苹果居于的程度为0.5，1.9两的 苹果届于的程度为0.3等等。以后称属 于的程度为隶属度函数，其值 可在0~1之间连续变化。可见，隶属度函数反映了模糊集合 中的元素 属于该集合的程度。若模糊集合“大苹果”用大写字母A表示，隶属 度函数用µ 表示。A中的元素用x表示,则µA (x)便表示x属于A的隶属度， 对上面的数值例子可写成
模糊控制理论及应用
《模糊控制理论及应用》课程教学大纲学分：2 总学时：36理论学时：36 面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：王冉冉大纲审定人：李有安一、说明1.课程的性质、地位和任务《模糊控制理论及应用》是电气工程及自动化专业的选修课。
主要任务是模糊控制技术作为现代工业与新产品开发的高新技术之一，受到国内外普遍重视。
通过本课程的学习掌握模糊控制技术的一般原理和方法，尤其是模糊推理技术与模糊系统模型的建模技术。
2.课程教学的基本要求先修课程：《高等数学》，《线性代数》，《自动控制理论基础》,《模糊数学》等。
在这些课程中注意讲授：模糊数学的定义，计算方法，控制的基本概念和基本方法等。
由于模糊控制理论内容抽象，国内大部分模糊课程都是面向研究生教学的，同学理解起来较困难。
同时保证课程内容的稳定性，讲课力求突出重点，突出基本原理和基本内容，同时尽量列举应用了模糊系统的实际例子，使同学们理解起来更加容易。
本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业等。
通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生应用自动控制理论分析和设计调速系统方法的掌握。
注重培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析实际问题的能力。
3.课程教学改革总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息量的前提下也能保证教学质量。
采用启发式教学，对重点内容讲深、讲透，鼓励学生自学和课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习兴趣，扩大学生在本学科领域的知识面。
二、教学大纲内容第一章模糊控制系统的结构（讲课8学时）§1-1模糊控制系统产生的背景介绍模糊控制系统产生的背景、目前的应用情况和以后的发展展望等。
§1-2自然语言与模糊集合通过对自然语言的介绍，认识模糊集合的概念。
模糊逻辑控制技术及其应用
模糊逻辑控制技术及其应用
一、模糊逻辑控制技术及其应用
模糊逻辑控制技术是一种新型的、非常有效的工业过程控制技术，它综合了统计学、数学、规则系统、模糊集理论、知识库、优化等多项技术，使用模糊控制模型来准确地模拟实际情况，从而实现了对实际过程的有效控制。
模糊逻辑控制技术主要应用于机械、电力、自动化、航空航天、石油化工、医疗机械、能源等许多领域。
模糊逻辑控制是基于一组规则的模糊控制，它可以设计出能够根据实际情况及时调整控制参数的复杂控制系统，它可以让控制系统更加智能化、灵活性强、可靠性高，能够快速、精确的响应实际系统的变化，较好的满足实际应用的要求。
模糊逻辑控制技术具有以下优点：
1. 模糊逻辑控制可以有效的消除系统中不确定性，使控制量满足实际要求，提高控制精度。
2. 模糊逻辑控制技术对系统的变化响应快，可以根据实际情况实时调整参数，使控制更加准确、灵活。
3. 模糊逻辑控制技术可以有效的缩短设计周期，降低系统维护成本，节省运行成本，提高控制精度。
模糊逻辑控制技术在实际应用中还有许多不足，这也是技术发展的前提，进一步改进模糊控制技术以及更多的应用领域也是当前技术发展的热点。
模糊控制及其应用77
第一章 概述
1. 什么是模糊控制?
模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊 现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行
控制。
2. 模糊控制的特点
与经典控制理论和现代控制理论相比，模糊控制的主要 特点是不需要建立对象的数学模型。 3. 手动控制和经验控制 操作人员根据对象的当前状态和以往的控制经验，用手动 控制的方法给出适当的控制量，对被控对象进行控制。
A (27)
lim
n
27
青年人*的次数 n
101 129
0.78
隶属函数的确定
求取论域中足够多元素的隶属度，根据这些隶属度求出 隶属函数。具体步骤为：
①求取论域中足够多元素的隶属度；
② 求隶属函数曲线。以论域元素为横坐标，隶属度为纵坐 标，画出足够多元素的隶属度（点），将这些点连起来， 得到所求模糊结合的隶属函数曲线；
纳出一套完
整的控制规
传感器 模糊推理判决
则，放在计 + 测量的
计算出
控制量
算机中。
当前值
4. 模糊控制的基本思想
首先根据操作人员手动控制的经验，总结出一套完整的控制 规则，再根据系统当前的运行状态，经过模糊推理、模糊判决等 运算，求出控制量，实现对被控对象的控制。
5. 模糊控制的发展
5.1 模糊控制的起源
3）智能模糊控制 4）三个阶段比较
基本模糊控制：针对特定对象设计，控制效果好。控制过程中规则不变，不 具有通用性，设计工作量大。
自组织模糊控制：某些规则和参数可修改，可对一类对象进行控制。 智能模糊控制：具有人工智能的特点，能对原始规则进行修正、完善和扩展，
通用性强。
6
模糊控制教学大纲
模糊控制系统稳定性的实验验证
实验目的：验证模糊控制系统的稳 定性
实验方法：通过在系统中引入扰动， 观察系统的响应，分
添加标题
实验设备：模糊控制器、被控对象、 数据采集与分析系统
实验结果：通过实验数据，分析模 糊控制系统的稳定性，并验证理论 分析的正确性
模糊控制在工程实践中 的应用
模糊规则库：根据实际需求制定模糊规则，确定输入输出变量的模糊集合和隶属度函数
模糊推理：根据模糊规则进行推理，得到输出变量的模糊集合
反模糊化方法：将输出变量的模糊集合转换为实际输出值，常用的反模糊化方法有最大值、 最小值、中心平均值等
模糊控制系统的稳定性 分析
模糊控制系统稳定性分析的方法
模糊逻辑系统稳定性分析 模糊控制系统的鲁棒性分析 模糊控制系统的稳定性判据 模糊控制系统的稳定性分析方法
模糊化：将输入的精确量转化为 模糊量
规则库：基于模糊逻辑的推理系 统
模糊推理：根据规则库进行模糊 逻辑运算
反模糊化：将输出模糊量转化为 精确量
模糊控制的应用领域
工业控制：用于控制复杂的工业过程，如化工、电力、钢铁等 智能家居：用于智能家电、智能照明等，提高家居生活的便利性和舒适性 医疗领域：用于医疗设备的控制，如呼吸机、血压计等，提高医疗设备的自动化和智能化水平 交通领域：用于智能交通系统，如自动驾驶、智能信号灯等，提高交通效率和安全性
添加副标题
模糊控制教学大纲
汇报人：XX
目录
CONTENTS
01 添加目录标题 03 模糊控制系统的组
成
02 模糊控制的基本概 念
04 模糊控制器的设计 方法
05 模糊控制系统的稳 定性分析
06 模糊控制在工程实 践中的应用
上海交大模糊控制教学大纲
《模糊控制理论与应用》研究生课程代码F031522 学分/学时2.0 /36开课时间秋课程名称模糊控制理论与应用开课学院电子信息与电气工程学院任课教师张秀彬面向专业(null)预修课程自动控制原理、工程数学、高等代数课程讨论时数8 (小时) 课程实验数0 (小时)课程内容简介本课程紧紧围绕模糊控制的基本理论及其应用技术讲授相关知识与模糊控制系统的设计方法。
内容主要包括模糊数学、模糊系统设计、模糊控制设计与计算。
课程有效地结合了理论的前瞻性和方法的实用性，可以使硕士与博士研究生通过本课程的学习，为在研究工作中遇到疑难问题时增加新的思路和解决问题的方法。
课程重视讲授模糊控制系统的建模方法和优化方法，同时还通过工业应用实例的分析以加深同学对相关理论的理解。
课程内容简介（英文）The theory about fuzzy control system and its application technology are instructed in the course，that has included fuzzy mathematics, design on a fuzzy system, contrive about control systems and its compute methods.The course will effectually combine with obvious theory and practicability of methods, therefore postgraduates will get hold of new ideas and more methods to resolve problems after the course. The modeling and methods about fuzzy control systems have been regarded by the course. And many applications of fuzzy control systems are analyzed witch used at the industry processing to help postgraduates catch on the theory of fuzzy control system.教学大纲第一章模糊控制系统概论（2学时）介绍模糊控制系统所包含的知识内容、模糊控制系统理论在工业控制中的意义与应用价值及其发展历程。
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《模糊逻辑控制技术及其应用》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：CS416
2、课程名称（中/英文）：
模糊逻辑控制及其应用 / Fuzzy Logic Control and Application
3、学时/学分： 36/2
4、先修课程：计算机原理、计算机组成、微机接口、数字逻辑电路
5、面向对象：计算机应用专业本科生（选修）
6、开课院（系）、教研室：电子信息与电气工程学院计算机科学与工程系
7、教材、教学参考书：
“模糊逻辑控制技术及其应用”窦振中编著北京航空航天大学出版
二、课程性质和任务
模糊逻辑技术在嵌入式系统、工程控制、财政金融、数据挖掘等领域有着广阔的应用前景。
“模糊逻辑控制及其应用”是为计算机应用专业本科生所开设的学科前沿选修课程。
其主要任务是：通过本课程的学习，学生在了解有关模糊逻辑控制技术的基本概念和有关理论的基础上，掌握模糊逻辑控制技术的基本工作原理，以及模糊逻辑控制系统设计基本知识。
通过数字单片微机模糊逻辑控制系统有关实例的学习，对模糊逻辑的应用技术有一定的了解。
三、教学内容和基本要求
1．模糊逻辑概述
了解模糊逻辑技术的发展
了解模糊逻辑与人工智能的关系
了解模糊逻辑技术中的几个问题
2．模糊逻辑及其理论基础
了解并掌握模糊逻辑的有关概念
理解经典集合与模糊集合的不同概念
理解二值逻辑、多值逻辑和模糊逻辑的区别
了解模糊逻辑推理方法
了解并掌握几种解模糊判决算法
3．模糊逻辑控制的工作原理
了解传统控制方法及其局限性
掌握模糊逻辑控制的工作原理
4．模糊逻辑控制器（FLC）
了解模糊逻辑控制器的基本结构和各部分的功能
了解模糊逻辑控制器的基本设计原则和方法
5．模糊逻辑控制系统的设计
了解并掌握模糊逻辑控制系统的一般设计过程
理解模糊逻辑控制系统设计举例的内容
6．数字单片机模糊逻辑控制技术的应用
了解数字单片机与模糊逻辑控制技术的关系
理解并掌握数字单片机模糊逻辑控制技术的应用
7．模糊逻辑控制软件开发工具
了解模糊逻辑控制系统开发与传统控制系统开发的不同之处了解模糊逻辑控制技术软件开发工具及使用方法
8．模糊逻辑控制集成电路和模糊计算机
了解模糊逻辑硬件电路
了解模糊计算机的有关知识
四、实验（上机）内容和基本要求
本课程要求学生，对于应用模糊逻辑控制软件开发工具，实现模糊逻辑技术应用系统的仿真开发方法有一定的了解。
五、对学生能力培养的要求
1.在课内教学活动中能力培养的安排及要求
在课内教学活动中着重于培养学生理解模糊逻辑的基本理论和概念，模糊逻辑控制技术的应用方法和技术。
2.教学实践活动中能力培养的安排及要求
通过实例的介绍，加深学生对模糊逻辑控制技术的基本工作原理、模糊逻辑控制器和模糊逻辑控制系统的设计知识的理解，培养学生从事科学研究工作的能力。
为有条件的学生提供模糊逻辑控制软件开发工具，实现模糊逻辑技术应用系统的仿真开发。
六、其它说明
本课程采用计算机电化教学。