模糊控制與應(yīng)用

1、模糊控制與應(yīng)用第1頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四一、模糊的概念123第2頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四一、模糊的概念語言上的模糊大、小、多、少、快、慢無精確的數(shù)學(xué)描述更接近生活，易于理解第3頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言1. 模糊語言的集合描述2. 語義和詞組3. 語言算子4. 模糊語言值5. 模糊語句第4頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言含有模糊概念的語言稱為“模糊語言”。模糊語言和其他語言一樣，都是一種“符號(hào)系統(tǒng)”，用“文字”作為符號(hào)來表示主、客觀世界的各種事物、思維

2、、行為和判斷、決策等。在一種語言中，它所采用的字和義具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系也就是所謂的“語義”。Zadeh 首先從語義角度對(duì)自然語言進(jìn)行描述，給出了一個(gè)模糊集合描述的語言系統(tǒng)。第5頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言2.1.模糊語言的集合描述語言：自然語言（特點(diǎn)：Fuzzy 性，充滿表現(xiàn)力）形式語言低級(jí)語言： 匯編語言高級(jí)語言： BASIC, C 語言等（特點(diǎn)：嚴(yán)謹(jǐn)，靈活性差）單詞：單詞是語言構(gòu)成的基本要素，也是表達(dá)概念的不可再分解的最小單位。用a,b,c,表示。例：牛，馬，長，短，快，慢等第6頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊

3、語言2.2.語義和詞組（1）語義對(duì)于一個(gè)給定的論域 E，與 E 相關(guān)的一類單詞就構(gòu)成了一個(gè)集合 S。語義是通過 S 到 E 的對(duì)應(yīng)關(guān)系 R 來表達(dá)， R 通常是一個(gè)模糊關(guān)系。第7頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言對(duì)于任意一個(gè)固定的單詞 a S 和論域 E 上的元素 e，語義記作：R(a, e)= R(a, e)= A(e) 式中A 表示的是論域 E 上的一個(gè)模糊子集，它與 a 對(duì)應(yīng)。A=“e 是 a ”第8頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言設(shè)R：S E0 ,1，其隸屬函數(shù)R (a, e) 表示屬于集合S 的單詞 a 和屬于論域

4、 E上元素 e 之間關(guān)系的程度。第9頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言例如：A = 日最高氣溫是高溫。設(shè)論域 E 為夏天的氣溫，單詞 a 為“高溫”，元素 e 為“日最高氣溫”，則有：第10頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言（2）詞組例：白馬=白馬 非金屬=金屬c歐亞=歐亞第11頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言2.3.語言算子語言算子是指語言系統(tǒng)中的一類前綴詞，通常加在一個(gè)詞組或者單詞的前面，用來調(diào)整常一個(gè)詞的詞義，添加了前綴的單詞或詞組將被變換成另一個(gè)含有新詞義的詞。這些前綴如有“非?！?、

5、“大致”、“比較”、極其”、“十分”、“略微”、“偏向”等。第12頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言根據(jù)這些語言算子的功能不同，經(jīng)常使用的有如下幾類：1、語氣算子2、模糊化算子3、判定化算子第13頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言2.3.1.語氣算子語氣算子用來表達(dá)語言中對(duì)某一個(gè)單詞或詞組的確定性程度的。分為兩類： 強(qiáng)化算子 淡化算子 如“很”、“極”、“非?！?、“十分”、“特別”等用來加強(qiáng)語氣的稱之為“強(qiáng)化算子”，亦稱“集中化算子”；又如“比較”、“微”、“稍許”、“有點(diǎn)”、“略”等用來減弱語氣的稱之為“淡化算子”，亦稱“松

6、散化算子”。第14頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四二、模糊語言語氣算子的運(yùn)算規(guī)則施加語氣算子的集合表示被定義為： 當(dāng)1時(shí)，H成為強(qiáng)化算子； 當(dāng)=6,m=6,L=7第53頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.4.2.量化因子和比例因子誤差量化因子Ke:Ke = n / xe誤差變化率量化因子Kec:Kec = m / xec輸出控制量比例因子Ku:Ku = yu / L第54頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.4.3.量化因子及比例因子的選擇方法Ke: Ke大，上升速率大，但易震蕩Kec

7、:Kec大，反應(yīng)遲鈍；Kec小，反應(yīng)快，但易超調(diào)Ku:Ku類似于常規(guī)系統(tǒng)的比例增益第55頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.5.模糊控制算法的實(shí)現(xiàn)3.5.1.模糊控制算法與查詢表一般二維模糊控制器控制規(guī)則描述if E=Ai and EC=Bj then U=Cij(i=1,2,n;j=1,2,m)Ai,Bj,Cij是定義在誤差、誤差變化和控制量論域X,Y,Z上的模糊集。模糊關(guān)系矩陣R:R=ijAi x Bj x Cij 第56頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.5.2.模糊控制表的離線計(jì)算法離線R陣和控制表計(jì)算步驟1.R陣求取2.計(jì)算機(jī)編程第57頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.5.3.模糊控制表的查表實(shí)現(xiàn)據(jù)所得E及EC，查表求出控制量第58頁，共60頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)52分，星期四三、模糊控制器的設(shè)計(jì)3.6.采樣周期的選擇應(yīng)滿足香農(nóng)上限