模糊逻辑

模糊逻辑
模糊逻辑

Fuzzy Logic

Logic, according to Webster's dictionary, is the science of the normative formal principles of reasoning. In this sense, fuzzy logics concerned with the formal principles of approximate reasoning, with precise reasoning viewed as a limiting case.

In more specific terms, what is central about fuzzy logic is that, unlike classical logical systems, it aims at modeling the imprecise modes of reasoning that play an essential role in the remarkable human ability to make rational decisions in an environment of uncertainty and imprecision. This ability depends, in turn, on our ability to infer an approximate answer to a question based on a store of knowledge that is inexact, incomplete, or not totally reliable. For example:

(1) Usually it takes about an hour to drive from Berkeley to Stanford about half an hour to drive form Stanford to San Jose. How long would it take to drive from Berkeley to San Jose via Stanford?

(2)Most of those who live in Belvedere have high incomes. It is probable that Mary lives in Belvedere. What can be said about Mary's income?

(3)Slimness is attractive. Carol is slim. Is Carol attractive?

(4)Brian is much taller than most of his close friends. How tall is Brian?

There are two main reasons why classical logical systems cannot cope with problems of this type. First, they do not provide a system for representing the meaning of propositions expressed in a natural language when the meaning is imprecise; and second, in those cases in which ten meaning can be represented symbolically in a meaning representation language, for example, a semantic network or a conceptual-dependency graph, there is no mechanism for inference.

As will be seen, fuzzy logic addresses these problems in the following ways. First, the meaning of a lexically imprecise proposition is represented as an elastic constraint on a variable; and second, the answer to a query is deduced through a propagation of elastic constraints.

During the past several years, fuzzy logic has found numerous applications in fields ranging from finance to earthquake engineering. But what is striking is that its most

important and visible application today is in a realm not anticipated when fuzzy logic was conceived, namely, the realm of fuzzy-logic-based process control. The basic idea underlying fuzzy logic control was suggested in notes published in 1968 and 1972 and described in greater detail in 1973. The first implementation was pioneered by Mamdani and Asslian in 1974 in connection with the regulation of a steam engine. In the ensuing years, once the basic idea underlying fuzzy logic control because well understood, many applications followed. In japan, in particular, the use of fuzzy logic in control processes is being pursued in many application areas, among them automatic train operation, vehicle control, robot control, speech recognition, and stabilization control. More about some of these projects will be said in the section dealing with applications.

In most of the current applications of fuzzy logic, software is employed as a medium for the implementation ,of fuzzy algorithms and control rules. What is clear, however, is that it would be cheaper and more effective to use fuzzy logic chips and , eventually, fuzzy computers. The first logic chip was developed by Togai and Watanabe at Bell Telephone Laboratories in 1985, and it is likely to become available for commercial us in 1988 or 1989. On the heels of this important development came the announcement of a fuzzy computer designed by Yamakawa at Kumamoto University. These developments on the hardware front may lead to an expanded use of fuzzy logic not only in industrial application but, more generally, in knowledge-based systems in which the deduction of an answer to a query requires the inference machinery of fuzzy logic.

One important branch of fuzzy logic may be called dispositional logic. This logic, as its name implies, deals with dispositions, that is propositions that are preponderantly but not necessarily always true. For example, "snow is white" is a disposition, as are the propositions "swedes are blond" and " high quality is expensive." a disposition may be viewed as a usuality-qualified proposition in which the qualifying quantifier "usually" is implicit rather than explicit. In this sense, the disposition " snow is white" may be viewed as the result of suppressing the fuzzy quantifier "usually" in the usuality-qualified proposition.

In this proposition, "usually" plays the role of a fuzzy proportion of the form shown in Figure 1.

The importance of dispositional logic stems from he fact that most of what is usually referred to as common sense knowledge may be viewed as a collection of dispositions. Thus, the main concern of dispositional logic lies in the development of rules inference from common sense knowledge.

In what follows, i present a condensed exposition of some basic ideas underlying fuzzy logic and describe some representative applications. More detailed information regarding fuzzy logic and its applications may be found in te cited literature.

Fuzzy logic is a problem-solving control system methodology that lends itself to implementation in systems ranging from simple, small, embedded micro-controllers to large, networked, multi-channel PC or workstation-based data acquisition and control systems. It can be implemented in hardware, software, or a combination of both. Fuzzy logic provides a simple way to arrive at a definite conclusion based upon vague, ambiguous, imprecise, noisy, or missing input information. Fuzzy logic's approach to control problems mimics how a person would make decisions, only much faster.

Fuzzy logic requires some numerical parameters in order to operate such as what is considered significant error and significant rate-of-change-of-error, but exact values of these numbers are usually not critical unless very responsive performance is required in which case empirical tuning world determine them. For example, a simple temperature control system could use a single temperature feedback sensor whose data is substracted from the command signal to compute "error" and then time-differentiated to yield the error slope or rate-of-change-error, hereafter called "error-dot". Error might have units of degs F and a small error considered to be 2F while a large error is 5F

模糊逻辑

根据韦氏词典,逻辑是指对规范形式原理推理的科学。从这意义上说,模糊逻辑与形式原理的近似原理相关,把精确推理市委一种极限情况。

用更具体的术语来表达的话,与经典逻辑系统不同,模糊逻辑的重点在于,它的目标在于建立不精确推理模式。而这个模式在人类在一个不确定和不精确的环境下做出理性决定能力中有着重要的作用。反过来说,这种能力取决于我们基于不准确、不完整或不完全可靠的储备知识的前提下来推断一个近似答案的能力。例如:

(1)一般来说,从伯克利开车到斯坦福需要大约一个小时,从斯坦福到圣何塞需要大概半个小时。那么,从圣何塞开车到伯克利,通过斯

坦福需要多少时间呢?

(2)大多是住在奔来菲德尔的人都有高收入。玛丽也可能就住在那,那么,我们能说一下关于玛丽收入的问题吗?

(3)苗条的人比较吸引人。卡罗很苗条,她有魅力吗?

(4)布莱恩比他的好朋友们高很多,他有多高呢?

经典逻辑系统无法解决这种类型问题的原因有两个。第一,当词意表达不明确的时候,它不提供一个系统表示自然语言表达的命题意义。第二,这些例子中的情况是十个含义可以象征性地用一个意义的表现语言来代表。例如,一个语义网络或者一个概念依赖图。这些是没有推理机制的。

我们可以看到,模糊逻辑用以下各种方法阐释了这些问题。首先,词汇方面意义不精确的命题都被表示为一个弹性约束的不断变量。第二,问卷答案的推导是通过弹性约束的传播来查询的。

在过去的几年中,模糊逻辑在各种领域的应用被不断挖掘,从金融到地震工程。但引人注目的是,它在今日最重要和最普遍的应用不是模糊逻辑构思预期,而是基于模糊逻辑的过程领域控制。最基础的模糊逻辑控制概念基础据说是在1968和1972年发表与笔记中的,1973年才详细描述。第一个实现连接与调节蒸汽引擎最早是在1974年由阿斯利安和曼达尼完成。在接下来的几年中,因为关于模糊逻辑控制所隐含的基本概念充分被理解,重新挖掘出更多的应用程序。特别是在日本,控制流中模糊逻辑的使用在很多应用领域总正在不断地赶上世界水

平,特别是自动车操控、车辆控制、机器人控制、语音识别和稳定性控制。更多关于这些项目的信息将在处理应用程序部分细说。

当前,大多数的模糊逻辑应用中,都使用软件为媒介,以实现模糊算法和控制规格。然而,更为清楚的是,使用模糊逻辑芯片乃至最终的模糊计算机才是最模糊逻辑最便宜也是最有效的使用。第一个逻辑芯片是有佟盖和渡边于1985年在贝尔电话实验室发明的。而且它在1988或1989年称为商业化可供给。紧跟在这一重要发展的面世,亚麻卡瓦在熊本大学又设计出一个模糊计算机。这些硬件前的发展可能会使模糊逻辑的应用范围大幅度增加,不仅仅是在工业领域,更为普遍的是在知识库系统中,一个问卷答案的查询需要模糊逻辑推理机械。

模糊逻辑一个重要的分支可以称为外在逻辑。顾名思义,外在逻辑专门处理一些不用一定总是争取的外在命题。例如,“雪是白色的”是一种惯性思维,就像“瑞典人都是金发碧眼的”和“高质量的东西都是昂贵的”。一个斯文可能被视为一个常理命题,就像“通常“是隐式的而不是显式的。在这个意义上,命题“雪是白色的”可能被视为模糊量词抑制的结果。

在这个命题中,“通常”发挥的作用是一个模糊比例,就像图1所示的表单。

外在逻辑的重要性源于它的大部分事实通常都被称为常识,可能被看做一个命题的集合。因此,外在逻辑的主要关注在于从常识推理规则的发展。

接下来,我讲介绍一些浓缩的基本理论,特别是关于模糊逻辑的一些隐义。同时,我也会细说一些具有代表性的应用程序。更多关于模糊逻辑及其应用程序的信息可能会再引用文献中出现.

模糊逻辑控制系统是一个解决问题的方法,有助于实现系统从简单的、小的、嵌入式调试到大型的、网络化的、多通道的数据采集和pc或基于工作站的控制系统,它可以实现软件、硬件或两者的结合。模糊逻辑提供了一个简单的方法来得出一个明确的结论。虽然这个结论是基于含糊其辞、模棱两可的、不精确的、喧闹的或残缺的信息。模糊逻辑控制的解决方法是更快地模拟一个人如何做出决定。

模糊逻辑需要一些数值参数来操作,如被认为什么都很重要的误差和显著的误差变化率。但这些确切值数字通常都不是关键,除非在这种情况下灵敏性能是十分急需的。他们的经验优化确定世界。路人,一个简单的温度控制系统可以通

过一个单一的温度反馈传感器的数据分散,从命令信号来计算“误差”,然后时间分化产生误差的斜率或变化速度误差,一下成为“误差点“。误差的单位为F,而一个I额小错位是2F,大型错误则是5F。

模糊逻辑及不精确推理方法

模糊逻辑及不精确推理 方法 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

3-3 模糊逻辑及不精确推理方法 3-3-1 模糊逻辑 3-3-1-1 模糊、概率和传统精确逻辑之间的关系 传统逻辑:强调精确性、严格性。 概率事件的结局是:非此即彼。 模糊事件的结局是:亦此亦彼。 另外,处理概率问题和模糊问题的具体方法也不一样。 3-3-1-2 模糊逻辑的历史 100多年前,Peirce指出了模糊性在思维中的重要作用; 1923年Russel再次指出这一点; 1937年美国哲学家Black首先对“模糊符号”进行了研究; 1940年德国数学家Weyl开始研究模糊谓词; 1951年法国数学家Menger第一个使用“模糊集”术语(但解释仅在概率意义上); 1965年Zadeh发表了着名的“模糊集”论文。 模糊术语或模糊现象:“年轻”、“派头大”“一般”“可接受”“舒服”等。 3-3-1-3 模糊集合论 一. 引入

传统集合论中,一个对象是否属于一个集合是界线分明的。可以用其特征函数????∈=A x A x x C A ,0,1)(表示。)(x C A 定义在某集合B 上,则称A 是B 的一个分明子集。 在模糊集理论中,)(x C A 仍然定义在B 上,但取值是0到1之间的任何实数(包含0和1)。此时,A 是模糊子集。B 的元素x 可以: 属于A (即)(x C A =1); 或不属于A (即)(x C A =0); 或“在一定程度上”属于A (即0<)(x C A <1)。 一般,称模糊子集A 的特征函数)(x C A 为隶属函数,表示其在B 元素 x 上的取值对A 的隶属度,用)(x A μ表示。B 的模糊子集A 可表示为: }|))(,{(B x x x A A ∈=μ。 注:非空集合B 可以有无穷多个互不相同的模糊子集。而空集只有一个模糊子集。 例子:各年龄阶段的人的集合。则如果用B :表示各种年龄人的 集合(实际上是一个小于人类最大岁数的整数集合);青年集合A 是B 的一个子集。则一个人属于青年的程度随其年龄而不同。如 1)20(=青年μ、0)90(=青年μ、8.0)30(=青年μ。 注:隶属度和概率是两个不同性质的量。如30岁的人对青年概念的隶属度为表示其有80%的特性和青年人一样,而不是30岁的人占青年人的80%,也不能理解为30岁的人中,有80%是青年人! 定义3-3-1-3-1 令}0)(,|{>∈=x B x x S A μ,则称S 为模糊子集A 的支持集,它包含所有隶属度大于0的元素。令

第六章 模糊控制系统

第六章模糊控制系统 教学内容 首先讲解用于控制的模糊集合和模糊逻辑的基本知识;然后讨论模糊逻辑控制器的类型、结构、设计和特性;最后举例说明FLC的应用。 教学重点 模糊控制的数学基础,模糊逻辑控制器的类型、结构、设计和特性。 教学难点 对定义的准确把握和理解,模糊逻辑控制器的类型、结构、设计和特性。 教学方法 通过对数学基础的牢固掌握,对模糊控制进行深入的理解,课堂教授为主。 教学要求 掌握用于控制的模糊集合和模糊逻辑的基本知识;模糊逻辑控制器的类型、结构、设计和特性 6.1 模糊控制基础 教学内容模糊集合、模糊逻辑定义及运算;模糊逻辑推理一般方法;模糊判决方法。 教学重点模糊集合、模糊逻辑定义及运算;模糊逻辑推理一般方法;模糊判决方法。 教学难点对抽象公式的理解、熟练运算;模糊逻辑推理一般方法。 教学方法课堂教授为主,课后作业巩固。 教学要求掌握模糊集合、模糊逻辑定义及运算;模糊逻辑推理一般方法;能够熟练使用模糊判决方法。 6.1.1 模糊集合、模糊逻辑及其运算 设为某些对象的集合,称为论域,可以是连续的或离散的;表示的元素,记作={}。 定义6.1模糊集合(fuzzy sets) 论域到[0,1]区间的任一映射,即: →[0,1],都确定的一个模糊子集;称为的隶属函数(membership function)或隶属度(grade of membership)。也就是说,表示属于模糊子集F的程度或等级。在论域中,可把模糊子集表示为元素与其隶属函数的序偶集合,记为: 若U为连续,则模糊集F可记作: 若U为离散,则模糊集F可记作:

定义6.2模糊支集、交叉点及模糊单点如果模糊集是论域U中所有满足的元素u构成的集合,则称该集合为模糊集F的支集。当u满足,则称此模糊集为模糊单点。 定义6.3模糊集的运算设A和B为论域U中的两个模糊集,其隶属函数分别为和,则对于所有,存在下列运算: (1) A与B的并(逻辑或) (2) A与B的交(逻辑与) (3) A的补(逻辑非) 定义6.4直积(笛卡儿乘积,代数积) 若分别为论域中的模糊集合,则这些集合的直积是乘积空间中一个模糊集合,其隶属函数为: 定义6.5模糊关系若U,V是两个非空模糊集合,则其直积U×V中的一个模糊子集R称为从U到V的模糊关系,可表示为: 定义6.6复合关系若R和S分别为U×V和V×W中的模糊关系,则R和S的复合是一个从U到W的模糊关系,记为: 定义6.7正态模糊集、凸模糊集和模糊数 定义6.8语言变量 定义6.9常规集合的许多运算特性对模糊集合也同样成立。设模糊集合A、B、C∈U,则其并、交和补运算满足下列基本规律: (1) 幂等律 (2) 交换律 (3) 结合律 (4) 分配律

模糊逻辑控制作业

《智能控制技术》平时作业题 2016年4月1日 学号______________ 姓名 题一: 设被控对象的传递函数为 21()1000441) G s s s =++ (1)针对阶跃输入()5/R s s =,设计模糊监督PID 控制系统,使 得系统输出的超调量2%δ≤,进行系统仿真。 (2)已知条件和性能指标同(1),设计模糊监督模糊控制系统,进行系统仿真,同(1)的仿真结果进行比较。 题二:设被控对象的传递函数为 p 22p p p ()2K G s s s ζωω=++ 式中,P 1K =,P 0.707ζ=,P 1ω=。参考模型为一阶系统 r r ()K M s s a =+,r 1K =,r 1a =。系统参考输入为()sin(0.6)r t t =。 (1)针对()G s 设计一个直接模糊控制器(非自适应),使得对 象的输出尽可能接近参考模型的性能指标。模糊控制器为二维模 糊控制器,其输入变量为偏差e r y =-,r 为系统参考输入,y 为被控对象输出;偏差变化()()()e kT e kT T e kT T --= (用一阶后向差分近似)。 (2)针对()G s 设计模糊模型参考学习自适应控制系统,使得对

象输出跟踪参考模型输出并尽可能地靠近它。将(1)中所设计的模糊控制器作为初始模糊控制器并为FMRLC(模糊模型参考学习控制)所调整,进行系统仿真。 题三:使用模糊逻辑工具箱建立以下模糊推理系统。 (1)单输入单输出模糊推理系统:输入、输出变量分别为e和u,其模糊集论域均为[-1,1],语言变量取值[N,ZO,P],隶属函数为对称三角形,规则为 If e is N Then u is N If e is ZO Then u is ZO If e is P Then u is P 画出该模糊推理系统输入输出关系曲线。 (2)两输入一输出模糊推理系统:输入变量e和e ,输出变量为u,其模糊集论域均为[-6,6],语言变量取值[NL,NS,ZO,PS,PL],隶属函数为对称三角形;规则前件及蕴涵均采用“取小”运算。设计25条控制规则;求出该推理系统的控制面。(3)采用高斯形隶属函数,重复上述(2)。 题四:已知某被控对象的传递函数为 2.5 () (101) G s s s = +。 (1)采用二维PD模糊控制器,输入变量e和e ,输出变量为u,其模糊集论域均为[-6,6],语言变量取值[NL,NM,NS,ZO,PS,PM,PL],隶属函数为对称三角形;规则前件及蕴涵均采用“取小”运算,采用COG反模糊化方法。用Simulink建立单位

模糊逻辑在控制领域的应用综述

模糊逻辑在控制领域的应用综述 摘要:本文介绍了模糊逻辑控制在工程应用中存在的一些问题,包括模糊控 制规则和参数优化问题、强耦合多变量问题和模糊控制稳态精度问题,另外介绍了在控制领域各方面的应用,比如:自适应模糊控制,模糊滑膜控制,基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的控制,三维模糊控制。 关键字:模糊逻辑控制;问题;自适应模糊控制;模糊滑膜控制;基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的控制;三维模糊控制 1引言 在现代工业控制领域,伴随着计算机技术的突飞猛进,出现了智能控制的新趋势,即以机器模拟人类思维模式,采用推理、演绎和归纳等手段,进行生产控制,这就是人工智能。模糊逻辑属于计算数学的范畴,包含有遗传算法,混沌理论及线性理论等内容,它综合了操作人员的实践经验,具有设计简单,易于应用、抗干扰能力强、反应速度快、便于控制和自适应能力强等优点。近年来,在过程控制、农业生产和军事科学等领域得到了广泛应用。[1] 2模糊逻辑在应用中的问题 2.1模糊控制规则和参数优化问题 对于复杂的工业控制过程,专家经验知识匮乏且逻辑推理困难,导致模糊控制规则的获取比较困难,难以总结出比较完善的模糊规则,在控制对象的参数发生变化时,严重影响模糊控制系统的效果,在某种意义上模糊控制系统的控制品质和性能与模糊规则的优劣有直接关系,因此优化模糊控制规则就变得尤其重要。 2.2强耦合多变量问题 多变量控制系统是目前过程控制中常见的控制对象,其不同于单变量控制系统。多变量控制系统中控制对象、控制器、测量元件和执行元件均有可能含有多个输入或输出变量,其结构更为复杂。变量之间耦合强度较小时比较容易控制,可以以一种线性独立的系统方式进行控制。各变量之间耦合强度较大时,就不可以忽略耦合对系统控制效果的影响,其严重影响到了控制系统的稳定性。[2] 2.3模糊控制稳态精度问题 随着工业过程被控对象的控制品质不断提升,对模糊控制稳态精度的要求也不断提高,由于模糊控制系统稳态精度低、存在余差的问题,高精度的模糊控制技术成为研究重点。模糊控制稳态精度的控制方法有很多,一种比较常用的方法是通过增加不同类别的积分器来避免模糊控制系统的稳态误差,以达到提升稳态精度的目的。采用在模糊控制系统中增加前馈积分项的方法,在伺服控制系统中取得了理想的稳态精度;也有采用在模糊控制系统中增加动态积分项的方法,当模糊控制系统的误差在一定范围以内,通过增加动态积分项控制系统输出,从而提高了模糊控制系统的性能。[3] 3模糊逻辑在控制领域的应用

《模糊逻辑控制技术及其应用》教学大纲

《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

模糊控制(2)

1模糊控制 1.1 概述 基于解析模型的控制方法有着较长的发展历史,经过许多学者的不懈努力已经建立了一套完善的理论体系,并且非常成功地解决了许多问题。但是,当人们将这种控制方法应用于具有非线性动力学特征的复杂系统时,受到了严峻的挑战。特别是,面对无法精确解析建模的物理对象和信息不足的病态过程,基于解析模型的控制理论更显得束手无策。这就迫使人们去探索新的控制方法和途径去解决这类问题,在这样一个背景下诞生了基于模糊逻辑的控制方法,并且今天它已成为最活跃和最为有效的一种智能控制技术。 一些学者对人类处理复杂对象的行为进行了长期的观察,进而发现人们控制一个对象的过程与基于解析模型的控制机理完全不同,即不是首先建立被控对象的数学模型,然后根据这一模型去精确地计算出系统所需要的控制量,而是完全在模糊概念的基础上利用模糊的量完成对系统的合理控制。让我们简单地回顾一下:一个优秀的杂技演员在表演走钢丝时事如何保持他身体的平衡呢?当他的身体向一个方向倾斜时,他是通过身体的重心去感觉其倾斜程度,然后根据倾斜程度产生一个相反的力去恢复平衡的过程,我们可以意识到一个重要的事实:杂技演员是无法准确地感知出身体的倾斜角为多大,并且也无法精确地计算出恢复平衡的力要多大,但是他确实能够有效地保持身体的平衡。显然,杂技演员走钢丝的这种平衡能力是很难用解析的方式来描述的。相反,这种能力是来源于杂技演员多年的训练经验和积累的专业知识。 为了有效地描述这种经验和知识,一些从事智能技术的专家一直在探索表达经验和知识的有效方法,在这其中,以查德(Zadeh)教授1965年提出基于模糊集合论的模糊逻辑(Fuzzy Logic),是一种表达具有不确定性经验和知识的有效工具。1974年马达尼(Mamdani)教授在他的博士论文中首次论述了如何将模糊逻辑应用于过程控制,从而开创了模糊控制的先河。 1.2模糊逻辑的基本概念 既然模糊控制的基础是模糊逻辑,那么什么是模糊逻辑呢?模糊逻辑可以说是一种逻辑的形式化。这种形式化的逻辑是以一种严密的数学框架来处理人类那些具有模糊特征的概念,如:很多、很少、热与冷。模糊逻辑通常是利用模糊集合论来描述。什么是模糊集合呢?在以布尔逻辑(二值逻辑)为基础的传统集合论中,一个特定的研究对象对于一个给定集合来说只有两种可能,即:或者属于这个集合的成员或者不属于。与布尔逻辑相反,在模糊集合论中一个特定的研究对象在一个给定的集合中具有一个隶属度,而这个隶属度是介于0(完全不属于这个集合)与1(完全属于这个集合)的函数值。显然,模糊逻辑能以一种更接近自然地方式来处理人类那些具有模糊特征的概念。例如:按照布尔逻辑像“张三是搞个子”的这样一条语句(或等价于“张三属于高个子人的集合”)仅是“对”(TURE)与“错”(FALSE)这两种结果之一。相反,模糊逻辑将通过“张三是高个子”这条语句将给“张三”在高个子人这个集合中赋予一个隶属度,如:0.7。类似布尔逻辑对其值所定义操作算子,模糊逻辑也定义了这些算子,如:与(AND),或(OR)和非(NOT),来对隶属度值进行操作。 在基于模糊逻辑的模糊控制中,一个重要概念是语言变量(Linguistic Variable).一个语言变量的重要特征是这种变量的值用一个或多个词或句子来表达而不是用一个数字来表达。例如:在“李四年轻”的这样的一条语句中,我们说“年龄”这个语言变量对“李四”而言具有一个语言值(Linguistic Value)“年轻”。这个例子说明,对于利用语言变量表达的语句来说不像严格的数字语句那样“精确”。这正是语言变量和模糊逻辑之间关系的关键。像“李

模糊逻辑控制matlab编程仿真(第七组)

《智能控制》 模糊逼近作业报告 组员:李适、郑晓森、匡金龙、沈伟生、武云发黎浩炎、晏开、杜文学、杨晓星

目录 一、任务及要求 (3) 二、系统分析及控制设计原理 (3) 三、设计实现 (4) 四、仿真验证 (7) 五、讨论与分析 (12)

一、任务及要求 (1)任务 设计一个在 上的模糊系统,使其以精度 一致地逼近函数()()()()()ππππ2121cos sin cos sin x x x x x g ++=,并进行Matlab 仿真。 (2)要求 先进行系统分析,然后给出完整详细的设计过程,可参见P74-75页例5.1和例5.2的仿真实例。 二、系统分析及控制设计原理 自适应模糊控制是指具有自适应学习算法的模糊逻辑系统,其学习算法是依靠数据信息调整模糊逻辑系统的参数,且可以保证控制系统的稳定性。一个自适应模糊控制器可以用一个单一的自适应模糊系统构成,也可以用若干个自适应模糊系统构成。与传统的自适应控制相比,自适应模糊控制的优越性在于它可以利用操作人员提供的语言性模糊信息,而传统的自适应控制则不能。这一点对具有高度不确定因素的系统尤其重要。自适应模糊控制有两种不同形式:一种是直接自适应模糊控制,即根据实际系统性能与理想性能之间的偏差直接设计模糊控制器;另一种是间接自适应模糊控制,即通过在线模糊逼近获得对象的模型,然后根据所得模型在线设计控制器。 三、设计实现 (1)模糊系统的设计步骤 设二维模糊系统g(x)为集合22211],[],[R U ??=βαβα上的一个函数,其解析式形式未知。假设对任意一个U x ∈,都能得到g(x),则可设计一个逼近g(x)的 模糊系统。模糊系统的设计步骤为: 步骤1:在],[i i βα上定义)2,1(=i N i 个标准的,一致的和完备的模糊集 i N i i i i A A A A ,...,,,321。 [][]1,11,1-?-=U 1.0=ε

模糊逻辑系统的C语言实现方法

模糊逻辑系统的C语言实现方法 贺维,江汉红,王海峰,张朝亮 (武汉海军工程大学湖北武汉 430033) 摘要:本文首先介绍了三种专门用于模糊逻辑控制系统设计的软件系统。详细地介绍了利用软件进行模糊逻辑控制系统设计的基本原理以及模糊控制器的软件程序设计方法。实验表明,模糊逻辑系统的C语言实现方法是完全可行的,并且能够大大减少工作量。 关键词:模糊逻辑C语言 C Language Realize Method of Fuzzy Logic System HE-wei JIANG Han-hong WANG Hai-feng ZHANG Chao-liang (Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China) Abstract: This paper presents three special software systems for the the design of hardware circuit of Fuzzy Logic control system. The paper introduced the composing and working principle in detail . The way of designing and programming of Fuzzy Logic control system is also presented in detail in the paper. In the end the results of experiment shows that C Language realize method is completely viable,and can reduce lots of workload. Key words: Fuzzy Control C Language 1.引言 对于模糊控制的实现是模糊控制在实际应用中的一个重要环节。由于Matlab软件工具提供了强大的数学工具,一般模糊控制仿真在MATLAB/Simulink/Fuzzy Logic Toolbox下进行的。但是往往在实际应用之中,Matlab的程序就不能完成提供强大的功能了。在本文的无刷直流电机的DSP控制实验中,Matlab的程序与DSP的应用程序并不兼容,因而我们需要设计的智能控制器就变得有些复杂了,因而我们需要一种能快速解决模糊控制器的设计及应用的方法。文章中提出了以下三种有效的设计方案。 2.Matlab工具 对于实际模糊控制系统,由于在高级语言中模糊控制程序的实现比较复杂,因此引入模糊控制存在一定的困难,程序代码的过于复杂也会严重影响模糊控制系统的开发周期。而Matlab系统及其工具箱中提供了一些能够独立完成某些Matlab 功能的C/C++库函数,这些库函数可以直接应用到C/C++平台中,脱离系统完成Matlab某些功能,极大的方便了实际应用。Matlab Fuzzy Logic 工具箱的独立C 代码就是一个这样的C语言库[1]。 独立的C代码模糊推理引擎函数库fis.c位于Matlab目录下的toolbox\fuzzy\fuzzy目录中,它包含了在C语言环境下调用Matlab Fuzzy Logic 工具箱建立的模糊推理系统的数据文件(*.fis)进行模糊逻辑推理的一系列C函数,其基本原理是利用C代码实现Matlab中的模糊推理系统(FIS)功能。该目录下还有一个C代码程序fismain.c,它实际上是利用fis.c库函数来实现模糊推理系统的一个实例。 正确地熟悉了fis.c库函数中的函数定义,在应用程序中正确调用,即可实现模糊推理系统功能。例如,从Matlab的模糊推理系统文件(*.fis)读入系统数据,可用下面的语句:fisMatrix=returnFismatrix(fis_file,&fis_row_n,&fis_col_n);建

方法二用MATLAB的模糊逻辑工具箱(Fuzzy toolbox)实现.

方法二:用MATLAB的模糊逻辑工具箱(Fuzzy toolbox)实现 (陈老师整理) 一、模糊逻辑推理系统的总体特征 模糊控制由于不依赖对象的数学模型而受到广泛的重视,计算机仿真是研究模糊控制系统的重要手段之一。由Math Works公司推出的Matlab软件,为控制系统的计算机仿真提供了强有力的工具,特别是在Matlab4.2以后的版本中推出的模糊工具箱(Fuzzy Toolbox),为仿真模糊控制系统提供了很大的方便。由于这样的模块都是由相关领域的著名学者开发的,所以其可信度都是很高的,仿真结果是可靠的。 在Simulink环境下对PID控制系统进行建模是非常方便的,而模糊控制系统与PID控制系统的结构基本相同,仅仅是控制器不同。所以,对模糊控制系统的建模关键是对模糊控制器的建模。Matlab软件提供了一个模糊推理系统(FIS)编辑器,只要在Matlab命令窗口键入Fuzzy就可进入模糊控制器编辑环境。 二、Matlab模糊逻辑工具箱仿真 1.模糊推理系统编辑器(Fuzzy) 模糊推理系统编辑器用于设计和显示模糊推理系统的一些基本信息,如推理系统的名称,输入、输出变量的个数与名称,模糊推理系统的类型、解模糊方法等。其中模糊推理系统可以采用Mandani或Sugeuo两种类型,解模糊方法有最大隶属度法、重心法、加权平均等。 打开模糊推理系统编辑器,在MATLAB的命令窗(command window)内键入:fuzzy 命令,弹出模糊推理系统编辑器界面,如下图所示。

因为我们用的是两个输入,所以在Edit菜单中,选Add variable… ->input,加入新的输入input,如下图所示。 选择input(选中为红框),在界面右边文字输入处键入相应的输入名称,例如,温度输入用tmp-input, 磁能输入用 mag-input,等。 2.隶属度函数编辑器(Mfedit) 该编辑器提供一个友好的人机图形交互环境,用来设计和修改模糊推理系中各语言变量对应的隶属度函数的相关参数,如隶属度函数的形状、范围、论域大小等,系统提供的隶属度函数有三角、梯形、高斯形、钟形等,也可用户自行定义。 双击所选input,弹出一新界面,在左下Range处和Display Range处,填入取只范围,例如 0至9 (代表0至90)。 在右边文字文字输入Name处,填写隶属函数的名称,例如lt或LT(代表低温)。 在Type处选择trimf(意为:三角形隶属函数曲线,tri angle m ember f unction),当然也可选其它形状。

翻译(模糊逻辑控制系统:模糊逻辑控制——部分Ⅰ)

模糊逻辑控制系统:模糊逻辑控制——部分Ⅰ Chuen chien lee 摘要---在过去的几年中,模糊控制已成为在模糊集理论领域中应用最多,最有效的方法之一,尤其是在工业生产过程领域。传统的控制方法,因为缺乏定量数据的输入输出关系。并不适合。模糊控制基于模糊逻辑,这是比传统的逻辑系统更接近人的思维和自然语言的逻辑系统。基于模糊逻辑的模糊逻辑控制器(FLC)为自动控制理论提供了一个基于专家知识转换语言的控制理论,研究描述了构造一个FLC一般方法,评估其性能描述,和指出其需要进一步研究的问题。特别是,论文还讨论了模糊化和去模糊化方法,阐述了数据来源和模糊控制规则,模糊蕴涵的定义和分析了模糊推理机制。 Ⅰ简介 在 过去的几年中,模糊控制已成为在模糊集理论领域中应用最多,最有效的方法之 一[141],研究模糊控制的先驱Mamdani与他的同事的 [63]-- [66],[50]最先是 由Zadeh的基于模糊集的语言教读法和系统分析[142] [143] [145] [146] 的开创性论文开始的。现代模糊控制应用很多,水中的质量控制[127] [35],列车自动运行系统[135] [136] [139],自动集装箱起重机操作系统[137]—[139],电梯控制[23],核反应堆控制[4] [51],汽车变速器控制[40],模糊逻辑控制器的硬件系统[130][131],模糊的记忆装置[107] [108] [120][128][129][133],并且模糊计算机[132]实现了有效利用模糊控制在复杂和模糊不清领域的方法,即使一个没有任何基础动力学只是的熟练工人都可以控制。 近年来,模糊控制的文献迅速增长,这使得很难对现有的各种各样的应用程序提出一个全面的理论依据。从历史上看,在模糊控制的发展中的重要里程碑,可以归纳为表Ⅰ。这是应该强调的,但是,这里程碑式的选择是一个主观的因素。 从这个角度看,模糊逻辑控制器的重要组成部分是一组用模糊蕴涵的双重概念和组推理规则编写的语言控制规则。在本质上,FLC提供了一种可以转换基于专家只是的语言控制策略到自动控制策略的算法,经验表明,FLC运算的结果优于那些通过传统算法的结果,特别的,当控制过程对于传统的定量技术分析太过复杂或者当可用的数据来源定性解,不正确或不确定,FLC的方法就显得非常有用。因此,模糊逻辑控制器可以被看做是传统的精确数学与类人类决靠近的一大步。 然而,现如今,对于FLC的还没有系统化设计的方法。在本文中,我们提出了对FLC 方法的调查和指出了问题,这个需要进一步的调查,我们的研究包括模糊化和去模糊化策略,数据的来源和模糊控制规则,模糊蕴涵的定义和分析模糊推理机制。 本文分为两部分,FLC结构参数的分析为第Ⅰ部分,此外,第一部分分为五个章节。有关模糊集合概念的简短摘要和模糊逻辑在第Ⅱ章,关于FLC的主要思想在第Ⅲ章中描述,第Ⅳ章介绍了模糊化策略,在第Ⅴ章,我们讨论了FLC数据库的建设,第Ⅵ章中的规则库解释了模糊控制规则的来源和规则修改技术。 第Ⅱ部分由四章组成,第一章介绍了FLC的决策逻辑的基本方法,几个议题被研究,包括模糊蕴涵的定义,组合运算符,句子连接词“and” 和” also “的解释,和模糊推断机制。第二章讨论了去模糊化策略,许多FLC典型应用程序,从实验室到工业过程控制,在第三章中简要说明,最后,我们描述了一些尚未解决的问题及讨论了这一领域未来的挑战。

模糊控制2

模糊控制技术是近代控制理论中的一种高级策略和新颖技术。模糊控制技术基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程,使控制算法的可控性、适应性和合理性提高,成为智能控制技术的一个重要分支。 模糊控制概述[1] “模糊”是人类感知万物,获取知识,思维推理,决策实施的重要特征。“模糊”比“清晰”所拥有的信息容量更大,内涵更丰富,更符合客观世界。 在日常生活中,人们的思维中有许多模糊的概念,如大、小、冷、热等,都没有明确的内涵和外延,只能用模糊集合来描述。人们常用的经验规则都是用模糊条件语句表达,例如,当我们拧开水阀往水桶里注水时,有这样的经验:桶里没水或水较少时,应开大水阀;桶里水较多时,应将水阀关小些;当水桶里水快满时,则应把阀门关得很小;而水桶里水满时应迅速关掉水阀。其中,“较少”、“较多”、“小一些”、“很小”等,这些表示水位和控制阀门动作的概念都具有模糊性。即有经验的操作人员的控制规则具有相当的模糊性。模糊控制就是利用计算机模拟人的思维方式,按照人的操作规则进行控制,实现人的控制经验。 模糊控制理论是由美国著名的学者加利福尼亚大学教授Zadeh·L·A于1965年首先提出,它以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的计算机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策略。 1974年,英国伦敦大学教授Mamdani·E·H研制成功第一个模糊控制器,充分展示了模糊技术的应用前景。 [编辑]模糊控制概况 模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965年,美国的L.A.Zadeh创立了模糊集合论;1973年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。1974年,英国的E.H.Mamdani首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它应用于锅炉和蒸汽机的控制,在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。 模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论,又有着大量实际应用背景。模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力;然而在东方尤其是在日本,却得到了迅速而广泛的推广应用。近20多年来,模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步,成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面,例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等;在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等的模糊控制;在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制等。 [编辑]模糊控制的基本理论[2] 所谓模糊控制,就是在控制方法上应用模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法,用计算机实现与操作者相同的控制。该理论以模糊集合、模糊语言变量和模糊逻辑为基础,用比较简单的数学形式直接将人的判断、思维过程表达出来,从而逐渐得到了广泛应用。应用领域包括图像识别、自动机理论、语言研究、控制论以及信号处理等方面。在自动控制领域,以模糊集理论为基础发展起来的模糊控制为将人的控制经验及推理过程纳入自动控制提供了一条便捷途径。 1.模糊控制器的基本结构[3][4] 如下图所示,模糊控制器的基本结构包括知识库、模糊推理、输入量模糊化、输出量精确化四部分。 2.知识库 知识库包括模糊控制器参数库和模糊控制规则库。模糊控制规则建立在语言变量的基础上。语言变量取值为“大”、“中”、“小”等这样的模糊子集,各模糊子集以隶属函数表明基本论域上的精确值属于该模糊子集的程度。因此,为建立模糊控制规则,需要将基本论域上的精确值依据隶属函数归并到各模糊子集中,从而用语言变量值(大、中、小等)代替精确值。这个过程代表了人在控制过程中对观察到的变量和控制量的模糊划分。由于各变量取值范围各异,故首先将各基本论域分别以不同的对应关系,映射到一个标准化论域上。通常,对应关系取为量化因子。为便于处理,将标准论域等分离散化,然后对论域进行模糊划分,定义模糊

模糊逻辑及不精确推理方法

3-3 模糊逻辑及不精确推理方法 3-3-1 模糊逻辑 3-3-1-1 模糊、概率和传统精确逻辑之间的关系 传统逻辑:强调精确性、严格性。 概率事件的结局是:非此即彼。 模糊事件的结局是:亦此亦彼。 另外,处理概率问题和模糊问题的具体方法也不一样。 3-3-1-2 模糊逻辑的历史 100多年前,Peirce 指出了模糊性在思维中的重要作用; 1923年Russel 再次指出这一点; 1937年美国哲学家Black 首先对“模糊符号”进行了研究; 1940年德国数学家Weyl 开始研究模糊谓词; 1951年法国数学家Menger 第一个使用“模糊集”术语(但解释仅在概率意义上); 1965年Zadeh 发表了著名的“模糊集”论文。 模糊术语或模糊现象:“年轻”、“派头大”“一般”“可接受”“舒服”等。 3-3-1-3 模糊集合论 一. 引入 传统集合论中,一个对象是否属于一个集合是界线分明的。可以用其特征 函数????∈=A x A x x C A ,0,1)(表示。)(x C A 定义在某集合B 上,则称A 是B 的一个分明 子集。 在模糊集理论中,)(x C A 仍然定义在B 上,但取值是0到1之间的任何实数(包含0和1)。此时,A 是模糊子集。B 的元素x 可以: 属于A (即)(x C A =1); 或不属于A (即)(x C A =0); 或“在一定程度上”属于A (即0<)(x C A <1)。 一般,称模糊子集A 的特征函数)(x C A 为隶属函数,表示其在B 元素x 上的

取值对A 的隶属度,用)(x A μ表示。B 的模糊子集A 可表示为: }|))(,{(B x x x A A ∈=μ。 注:非空集合B 可以有无穷多个互不相同的模糊子集。而空集只有一个模糊子集。 例子:各年龄阶段的人的集合。则如果用B :表示各种年龄人的集合(实际上是一个小于人类最大岁数的整数集合);青年集合A 是B 的一个子集。则一个人属于青年的程度随其年龄而不同。如1)20(=青年μ、0)90(=青年μ、 8.0)30(=青年μ。 注:隶属度和概率是两个不同性质的量。如30岁的人对青年概念的隶属度为0.8表示其有80%的特性和青年人一样,而不是30岁的人占青年人的80%,也不能理解为30岁的人中,有80%是青年人! 定义3-3-1-3-1 令}0)(,|{>∈=x B x x S A μ,则称S 为模糊子集A 的支持集,它包含所有隶属度大于0的元素。令}))(,(|)(m ax {)(A x x x A h A A ∈=μμ,则 )(A h 称为A 的高度,B 的元素称为A 的基元。 Zadeh 模糊子集表示法:为每个基元标上隶属度,然后用+号连接这些基元。如青年概念的模糊集表示为:+ ++++++22/121/120/118/9.017/6.016/2.015/0...31/75.030/8.029/8.028/8.027/8.026/8.025/124/123/1+++++++++ 简洁表示为:...30~26/8.025~20/118/9.017/6.016/2.015~0/0++++++ 抽象地表示为:i i n i A u u /)(1 ∑=μ或i i i A u u /)(1 ∑∞ =μ 注:当隶属函数很有规律时,一般采用抽象表示法。 二. 模糊集合的基本运算 (1)空集判断。设A 为B 的模糊子集,则0)(,=∈?x B x A μ?A 为空集。 (2)真模糊集判断。设A 为B 的模糊子集,则1)(0,<<∈?x B x A μ?A 为B 的真 模糊子集。 (3)设A 为B 的真模糊子集,则?=∈?1)(,x B x A μA 为B 的正规模糊子集。 (4)设21,A A 均为B 的模糊子集,则?=∈?)()(,21x x B x A A μμ1A 和2A 相等。 (5)设21,A A 均为B 的模糊子集,则?≤∈?)()(,21x x B x A A μμ称2A 包含1A ,记为

模糊逻辑

Fuzzy Logic Logic, according to Webster's dictionary, is the science of the normative formal principles of reasoning. In this sense, fuzzy logics concerned with the formal principles of approximate reasoning, with precise reasoning viewed as a limiting case. In more specific terms, what is central about fuzzy logic is that, unlike classical logical systems, it aims at modeling the imprecise modes of reasoning that play an essential role in the remarkable human ability to make rational decisions in an environment of uncertainty and imprecision. This ability depends, in turn, on our ability to infer an approximate answer to a question based on a store of knowledge that is inexact, incomplete, or not totally reliable. For example: (1) Usually it takes about an hour to drive from Berkeley to Stanford about half an hour to drive form Stanford to San Jose. How long would it take to drive from Berkeley to San Jose via Stanford? (2)Most of those who live in Belvedere have high incomes. It is probable that Mary lives in Belvedere. What can be said about Mary's income? (3)Slimness is attractive. Carol is slim. Is Carol attractive? (4)Brian is much taller than most of his close friends. How tall is Brian? There are two main reasons why classical logical systems cannot cope with problems of this type. First, they do not provide a system for representing the meaning of propositions expressed in a natural language when the meaning is imprecise; and second, in those cases in which ten meaning can be represented symbolically in a meaning representation language, for example, a semantic network or a conceptual-dependency graph, there is no mechanism for inference. As will be seen, fuzzy logic addresses these problems in the following ways. First, the meaning of a lexically imprecise proposition is represented as an elastic constraint on a variable; and second, the answer to a query is deduced through a propagation of elastic constraints. During the past several years, fuzzy logic has found numerous applications in fields ranging from finance to earthquake engineering. But what is striking is that its most

模糊逻辑中如何解模糊化

利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里,控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键,系统动态的信息越详细,则越能达到精确控制的目的。然而,对于复杂的系统,由于变量太多,往往难以正确的描述系统的动态,于是工程师便利用各种方法来简化系统动态,以达成控制的目的,但却不尽理想。换言之,传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力,但对于过于复杂或难以精确描述的系统,则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。 自从Zadeh发展出模糊数学之后,对于不明确系统的控制有极大的贡献,自七。年代以后,便有一些实用的模糊控制器相继的完成,使得我们在控制领域中又向前迈进了一大步,在此将对模糊控制理论做一番浅介。 编辑本段 概述 编辑本段 3.1概念 图3.1为一般控制系统的架构,此架构包含了五个主要部分,即:定义变量、模糊化、知识库、逻辑判断及反模糊化,底下将就每一部分做简单的说明: (1) 定义变量

也就是决定程序被观察的状况及考虑控制的动作,例如在一般控制问题上,输入变量有输出误差E与输出误差之变化率CE,而控制变量则为下 一个状态之输入U。其中E、CE、U统称为模糊变量。 ⑵模糊化(fuzzify ) 将输入值以适当的比例转换到论域的数值,利用口语化变量来描述测量物理量的过程,依适合的语言值( lin guisitc value )求该值相对之隶 属度,此口语化变量我们称之为模糊子集合( fuzzy subsets )。 ⑶知识库 包括数据库(data base )与规则库(rule base )两部分,其中数据库是提供处理模糊数据之相关定义;而规则库则藉由一群语言控制规则描述控制目标和策略。 (4)逻辑判断 模仿人类下判断时的模糊概念,运用模糊逻辑和模糊推论法进行推论, 而得到模糊控制讯号。此部分是模糊控制器的精髓所在。 ⑸解模糊化(defuzzify ) 将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号,做为系统的输入值。 编辑本段 3.2变量选择与论域分割 3.2.1变量选择 控制变量的选择要能够具有系统特性,而控制变量选择是否正确,对系统的性能将有很大的影响。例如做位置控制时,系统输出与设定值的误差量即可当做模糊控制器的输入变量。一般而言,可选用系统输出、输出变化量、输出误差、输出误差变化量及输出误差量总和等,做为模糊控制器的语言变量,而如何选择则有赖工程师对于系统的了解和专业知识而定。因此,经验和工程知识在选择控制变量时占有相当重要的角色。 3.2.2论域分割 前一节提到了控制变量的选择问题,当控制变量确定之后,接下来就是根据经验写出控制规则,但是在做成模糊控制规则之前,首先必需对模糊控制器的输入和输出变量空间做模糊分割。例如当输入空间只有单一变量时,可以用三个或五个模糊集合对空间做模糊分割,划分成三个或五个区域,如图3.2(a)所示。当输入空间为二元变量时,如采用四条模糊控制

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