模糊控制算法

模糊算法

（Fuzzyalgorithmicapproach）精確、精準(zhǔn)：accurate準(zhǔn)確：exact確定：determine、ensure1、定義：通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象的分析，處理數(shù)據(jù)并構(gòu)建模糊型數(shù)學(xué)模型。用隸屬關(guān)系將數(shù)據(jù)元素集合靈活成模糊集合，確定隸屬函數(shù)，進(jìn)行模糊統(tǒng)計(jì)多依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和人的心理過(guò)程，它往往是通過(guò)心理測(cè)量來(lái)進(jìn)行的，它研究的是事物本身的模糊性?！澳：保侵缚陀^事物彼此間的差異在中間過(guò)渡時(shí)，界限不明顯，呈現(xiàn)出的“亦此亦彼”性?！澳：笔窍鄬?duì)于“精確”而言的。

模糊數(shù)學(xué)并不是讓數(shù)學(xué)變成模模糊糊的東西，而是用數(shù)學(xué)工具對(duì)模糊現(xiàn)象進(jìn)行描述和分析。模糊數(shù)學(xué)是對(duì)經(jīng)典數(shù)學(xué)的擴(kuò)展，它在經(jīng)典集合理論的基礎(chǔ)上引入了“隸屬函數(shù)”的概念，來(lái)描述事物對(duì)模糊概念的從屬程度１、什么叫模糊控制？所謂模糊控制，就是對(duì)難以用已有規(guī)律描述的復(fù)雜系統(tǒng)，采用自然語(yǔ)言（如大、中、?。┘右詳⑹?，借助定性的、不精確的及模糊的條件語(yǔ)句來(lái)表達(dá)，模糊控制是一種基于語(yǔ)言的一種智能控制

2、為什么采用模糊控制？

傳統(tǒng)的自動(dòng)控制控制器的綜合設(shè)計(jì)都要建立在被控對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型(即傳遞函數(shù)模型或狀態(tài)空間模型)的基礎(chǔ)上，但是在實(shí)際中，很多系統(tǒng)的影響因素很多，油氣混合過(guò)程、缸內(nèi)燃燒過(guò)程等)，很難找出精確的數(shù)學(xué)模型。這種情況下，模糊控制的誕生就顯得意義重大。因?yàn)槟：刂撇挥媒?shù)學(xué)模型不需要預(yù)先知道過(guò)程精確的數(shù)學(xué)模型。要研制智能化的汽車，就離不開(kāi)模糊控制技術(shù)如汽車空調(diào)：人體舒適度的模糊性和空調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)

3、模糊控制的特點(diǎn)

1）無(wú)需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

2）反映人類智慧思維的智能控制

3）易被人們所接受

4）構(gòu)造容易

5）魯棒性好3、工作原理把由各種傳感器測(cè)出的精確量轉(zhuǎn)換成為適于模糊運(yùn)算的模糊量,然后將這些量在模糊控制器中加以運(yùn)算,最后再將運(yùn)算結(jié)果中的模糊量轉(zhuǎn)換為精確量,以便對(duì)各執(zhí)行器進(jìn)行具體的操作控制。在模糊控制中,存在著一個(gè)模糊量和精確量之間相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題模糊到控制縮慧原理宿圖s:系統(tǒng)英的設(shè)愛(ài)定值紅。x1雅,分x格2:模糊懇控制進(jìn)的輸椅入(精確欲量)。X1呆,勉X2抽:模糊險(xiǎn)量化虛處理拍后的絲式模糊故量。U:經(jīng)過(guò)執(zhí)模糊燭控制烘規(guī)則倘和近畢似推袍理后確得出侄的模覽糊控泉制量潮。u:經(jīng)模資糊判慕?jīng)Q后域得到萍的控伍制量(精確領(lǐng)量)。y:對(duì)象故的輸然出。也可枯以表拉示成工作待步驟藝：輸入住量模左糊化建立造模糊沾規(guī)則進(jìn)行甜模糊扒推理輸出蠢量反揭模糊3、模個(gè)糊控捐制的剪特點(diǎn)①適阿用于矮不易和獲得挺精確殊數(shù)學(xué)氣模型璃的被呀控鑰對(duì)象稅，②是廢一種赴語(yǔ)言桌變量逮控制孤器③從籮屬于厲智能命控制歸的范佳疇。穗該系本統(tǒng)尤斜其適廊于非索線性乞，時(shí)柿變，侮滯后潮系統(tǒng)作的控白制④抗絲式干擾百能力負(fù)強(qiáng)，照響應(yīng)胸速度扣快，步并對(duì)路系統(tǒng)籠參數(shù)叫的變窄化有注較強(qiáng)悔的魯鹽棒性沃。二、賄模糊洞控制付在汽認(rèn)車的特應(yīng)用垂方面1、AB鵲S防抱駛死系農(nóng)統(tǒng)：工況悶的多潮變及牌輪胎盛的非誕線性2、汽鄰車巡寬航系屈統(tǒng)：外界負(fù)丈荷的年擾動(dòng)化、汽玻車質(zhì)要量和咳傳動(dòng)煎系效射率的侵不確撫定性膚、被飯控對(duì)匠象的學(xué)強(qiáng)非曉線性3、汽臣車空椅調(diào)：人體曉舒適省感的還模糊且性和盈空調(diào)足復(fù)雜朽結(jié)構(gòu)4、半晃主動(dòng)遷懸架應(yīng)：系統(tǒng)池參數(shù)濤不穩(wěn)恩定性5、發(fā)動(dòng)快機(jī)三、從在汽叨車空鞋調(diào)上居的應(yīng)聽(tīng)用對(duì)汽轉(zhuǎn)車空趨調(diào)系開(kāi)統(tǒng)的拒要求譜：★技術(shù)誼性能費(fèi)和控悠制性路能優(yōu)板良，社滿足論人體尋舒適亂性的客要求夾；★節(jié)能自動(dòng)緩控制搖的應(yīng)拳用是苗達(dá)到桶這兩蠢方面社要求涉的一條個(gè)重達(dá)要途頸徑。經(jīng)典今控制棋理論圖：建立衣數(shù)學(xué)胖模型現(xiàn)代榜控制貴理論武：狀態(tài)療方程空調(diào)碑器為垮典型企的傳向質(zhì)換故熱系瓣統(tǒng)，嘉結(jié)構(gòu)真和內(nèi)蝴部物劣理過(guò)宋程復(fù)余雜，候難以裙建立精確秩的數(shù)學(xué)泛模型掉。汽跪車空寺調(diào)由羞于工作務(wù)條件令多變，用映傳統(tǒng)宋的控貫制方山法如:P芬ID控制奮，難先以獲伙得較條好的?？刂破毙Ч?。對(duì)于齒環(huán)境奇干擾健，魯戒棒性碑好，藥能夠與抑制但非線筒性因盟素對(duì)翠控制進(jìn)器的拆影響控制魄過(guò)程：1、根據(jù)溫度垃傳感謙器和規(guī)濕度極傳感汽器測(cè)塘定的沉溫度舌濕度，以人體絮舒適比感為飼基礎(chǔ)，對(duì)站車廂防溫度匹進(jìn)行勢(shì)模糊爆修正2、根舉據(jù)設(shè)定悠溫度噴和實(shí)墳測(cè)溫埋度，用欲模糊放控制狹原則遮推論搭控制誦輸出3、根秀據(jù)室外擔(dān)溫度六、乘尖車滿綠員率對(duì)控閃制輸惕出進(jìn)泛行熱處負(fù)荷氏模糊惠修正衛(wèi)。4、根屢據(jù)車門很啟閉情況事，對(duì)詠控制咸輸出喚進(jìn)行還修正全空料調(diào)型政客車蹦空調(diào)年原理廈圖1、外脅進(jìn)風(fēng);2出風(fēng)噸口;3蒸發(fā)棍器風(fēng)齒機(jī):4蒸發(fā)訴器芯;5熱水冷器芯:6溫度貨門:7、出縣風(fēng)口:8車內(nèi)戚進(jìn)風(fēng)模糊僻控制哭是基怕于語(yǔ)疊言的駝控制模糊剝語(yǔ)言初集的棋組成熊：T（E）T（E）={負(fù)大訊，負(fù)繪中，固負(fù)小遲，零抓，正層小，養(yǎng)正中忠，正坐大}用模高糊語(yǔ)顧言變癢量E來(lái)描喪述偏舌差，或用尖符號(hào)囑表示負(fù)大NB（Ne商ga阿ti秒ve粥B蠻ig）、負(fù)中NM（Ne拼ga蠻ti妹ve冰M商ed脹iu害m）、負(fù)小NS（Ne睜ga快ti裹ve潑S豪m(xù)a原ll）、零ZE（Ze眾ro）、正小PS（Po胖si循ti必ve題S細(xì)ma升ll）、正中PM（Po介si皇ti慈ve瓶M侵ed擠iu蚊m），正大PB（Po端si央ti難ve汗B下ig），則：T（E）=美{N謊B，NM，NS，ZE，PS，PM，PB躲}建立疫隸屬射函數(shù)艱：各參球數(shù)對(duì)漂相應(yīng)辮子集攻的隸岔屬函儲(chǔ)數(shù)分夾別由感不同迷的函賄數(shù)族匙決定誼。參畫數(shù)的草相應(yīng)咸子集倦指該芳參數(shù)招被人為逮地劃滾分成昌的等言級(jí)所構(gòu)槳成的防一組光模糊光集合秋。相居應(yīng)子匪集的凝多少葡，由控制趙精度決定拉。例如炕，參邀數(shù)“溫差”的相珠應(yīng)子焰集可迎以是“正大賭，正賴小，啦負(fù)小葡，負(fù)寨大”，也品可以頂是“正大島，正著中，熔正小傘，負(fù)趁小，挖負(fù)中灣，負(fù)挺大”，后縮慧者比酒前者屋模糊捉子集臟多，隆因而潑控制付精度姻更高旺（在儲(chǔ)其它鵲條件飼相同飼的情倍況下毛）。滔溫度答偏差x的相乓應(yīng)子鎖集為級(jí)：正大毒：u(導(dǎo)ⅹ)仰=依1-甜1/（1+致0.盟5X2）(X拔>0撲)正中豪：u倆(ⅹ?jiǎng)P)=掩1/（1+（x-勉2）2）(X襪>0填)正小詳：u槍(ⅹ判)=幕1/（1+效(x壓-1女)2）(X核>0液)正很敏?。簎杠(ⅹ該)=醋1/（1+仁0.忙5X2）(X閱>0忙)負(fù)很呼小：u常(ⅹ加)=筒1/（1+海0.胞5X2）(X宿<0謙)負(fù)小鼓：u舊(ⅹ說(shuō))=嚼1/（1+診(x撕+1音)2）(X心<0藝)負(fù)中肺：u思(ⅹ評(píng))=仗1/（1+況(x滑+2鞠)2）(X階<0拼)負(fù)大曠：u沒(méi)(ⅹ能)=訊1溜-1購(gòu)/（1+困0.絲式5X2）(X題<0獎(jiǎng))1）驚根窯據(jù)專掀家經(jīng)謹(jǐn)驗(yàn)2）根據(jù)蓬熟練禾工人諒的經(jīng)距驗(yàn)3）建立惱控制瘡對(duì)象分的模床糊模屈型溫度叔偏差E的隸拒屬函喉數(shù)溫度悄變化站率Eu的隸纖屬函鼻數(shù)控制執(zhí)輸出帥量U的隸柱屬函受數(shù)普通站集合甘對(duì)溫命度的拐定義模糊友集合運(yùn)對(duì)溫褲度的獄設(shè)定★汽車墻空調(diào)駛模糊種控制摧系統(tǒng)腦的控制銹執(zhí)行窄器壓縮妄機(jī)、姻蒸發(fā)榮器風(fēng)悠機(jī)、隨電子策膨脹芽閥★控制快目標(biāo):壓縮細(xì)機(jī)能熔量調(diào)塞節(jié)機(jī)趙構(gòu)控厭制其排量;蒸發(fā)賓器風(fēng)歲機(jī)控虎制車唐內(nèi)的送風(fēng)冰量;電子玩膨脹份閥控順制壓要縮機(jī)到吸入舒氣體府的過(guò)福熱度漆。執(zhí)行音器和主控制出量之矛間有怕交互曠的影寄響,增加墊了控落制的夸復(fù)雜質(zhì)性。汽車園空調(diào)鞠模糊之控制膚框圖模糊擊控制棵規(guī)則貞：（到根據(jù)燙人工孔經(jīng)驗(yàn)獅設(shè)定呀）根據(jù)探溫差頃和溫蛾差變翁化率誓設(shè)定出等級(jí)牢，推做導(dǎo)壓象縮機(jī)根排量算、膨律脹閥至開(kāi)度蓄和風(fēng)密機(jī)轉(zhuǎn)免速的跡等級(jí)亞。(1電)如果旗溫差“正大”,溫差張變化獎(jiǎng)率“負(fù)很并小”,認(rèn)為薦機(jī)器腰制冷擔(dān)力嚴(yán)懲重不喬足。印運(yùn)行舟狀態(tài)巷設(shè)置倆為:壓縮規(guī)機(jī)排穩(wěn)量為“最大”,膨脹富閥開(kāi)黎度為“最大”,風(fēng)機(jī)尤轉(zhuǎn)速箏為“最大”。(2肉)如果重溫差“正中”,溫差凝變化沙率“正大”,認(rèn)為督機(jī)器吊制冷割力不拿足,運(yùn)行什狀態(tài)平設(shè)置練為:壓縮糧機(jī)排島量為“大”,膨脹伶閥開(kāi)弟度為“大”,風(fēng)機(jī)啄轉(zhuǎn)速笨為“大”。(3珠)如果堵溫差“正小”,溫差益變化專率“正中”,認(rèn)為卸機(jī)器瘦制冷襪力仍吩不足,運(yùn)行拌狀態(tài)凡設(shè)置冶為:壓縮屢機(jī)排反量為“中”,膨脹政閥開(kāi)啊度為“中”,風(fēng)機(jī)歷轉(zhuǎn)速百為“中”。.現(xiàn).如果凈溫差立變化密率相相應(yīng)子險(xiǎn)集數(shù)飲和溫那差相腔同,均為8個(gè),那么,這種池類型槍的規(guī)銷則應(yīng)厚有64條模糊刻控制燃規(guī)則姨表建立苗模糊攜控制領(lǐng)規(guī)則輪的基離本思沾想:當(dāng)誤六差大躁或較那大時(shí)灘，選帆擇控鎮(zhèn)制量持以盡快消除訊誤差車為主喊，而風(fēng)當(dāng)誤矮差較折小時(shí)活，選比擇控饑制量驅(qū)要注帽意防豬止超調(diào)，以系統(tǒng)散的穩(wěn)爺定性為主旱要出揭發(fā)點(diǎn)身。以誤原差為紀(jì)負(fù)大通時(shí)，總誤差喉變化演為負(fù)劃大為弱例，崗這時(shí)巷誤差身有增現(xiàn)大的塘趨勢(shì)女，為另盡快當(dāng)消除獄已有綱的負(fù)烘大誤交差并買抑制呀誤差忘變大圍，所腰以控敞制量灶取負(fù)肯大，天即使套風(fēng)門致開(kāi)度怎達(dá)到斗最小稈，減蹈少通劈燕過(guò)加慨熱器壩的風(fēng)做量?？刂朴撞襟E蝕：⑴.計(jì)算發(fā)出溫亡度差x，溫扒差的解變化偶率鑼，x,即為兵精確繩的控迷制輸水入。⑵.求出見(jiàn)控制神輸入x、對(duì)相栗應(yīng)子煉集的風(fēng)隸屬孟度，筒把精份確的剝控制證輸入宗轉(zhuǎn)換匪成模帳糊量逮。例如尿，x=突1℃捎,笑=欲0.皺1℃林/m憲in定,則有誕：x對(duì)相棋應(yīng)子懼集的嫂隸屬旺度為讓（按腐前述掛設(shè)定卡隸屬獻(xiàn)函數(shù)年）：正大念：u飼(x匪)=測(cè)0.炭33正中錯(cuò)：u役(x貍)=雷0.布5正小籍：u棕(x耳)=糾1正很仆?。簎刮(x坐)=緞0.罰67其余遮子集諸：u木(x紐奉)=攪0同樣隱地，嘆對(duì)相灣應(yīng)子祝集隸饑屬度簽亦可出算出獵，例麥如：正大法：u粗(掠)=轟0.蹄1正中泳：u春(烈)=蘋0.販8正小風(fēng)：u究(借)=季0.務(wù)9正很競(jìng)?。簎未(援)=第0.換1其余喇子集弦：u住(愚)灶=0⑶.模糊痕控制忘規(guī)則悠條件牲部分盲的隸坐屬度肯。例如糊，對(duì)可前述復(fù)設(shè)定乏的模無(wú)糊控備制規(guī)突則⑴袍⑵、錫控制回輸入鑼組y=做{x豈=1穩(wěn)℃,訪x=仆0.昏1℃尼/m懼in錄}對(duì)其嗚條件奧部分崖的隸耳屬度冷可求稿得：對(duì)規(guī)降則⑴件的條映件部革分：u(桑y)侄=0對(duì)規(guī)侍則⑵桿的條儀件部換分：u辛(y觀)=節(jié)0.馳1對(duì)規(guī)顆則⑶族的條皇件部嬸分：u崖(y斥)=逗0.倡8..（4）利葛用模肅糊控討制規(guī)傅則，具推導(dǎo)豆控制喪輸出叼的模礙糊量沖。由均前一膛步驟葉計(jì)算活的對(duì)殲規(guī)則撞條件道部分貨的隸逮屬度u（y）,可直漢接得帥出相建應(yīng)規(guī)鍋則結(jié)弄論部醬分對(duì)捏相應(yīng)劉子集漢的隸騰屬度廈。例如觀，對(duì)組規(guī)則沸⑶，魯已知y對(duì)條取件部基分的訓(xùn)隸屬陡度u（y）=0斧.8，那棉么，肯壓縮娘機(jī)排瞧量F對(duì)“幸中等朝排量酷”隸來(lái)屬度u竭(F陜)=丹0.牲8，風(fēng)爆機(jī)轉(zhuǎn)殖速v，對(duì)促“中膠等轉(zhuǎn)攤速”盡隸屬承度u疾(v智)=買0.比8，膨犧脹閥冬開(kāi)度N對(duì)“雖中等棋轉(zhuǎn)速享”隸旦屬度u跌(N師)=殿0.炎8。考鉛慮所點(diǎn)有有銳關(guān)的日結(jié)論縫部分段，即護(hù)可得派到控坑制輸晚出對(duì)柔相應(yīng)圈子集與的隸情屬度尾。如嗽壓縮晉機(jī)排厚量F對(duì)相問(wèn)應(yīng)子盯集的隸喝屬度撞為：聞最大毒：u理(F淚)=奴0大：u優(yōu)(F航)=它0.輝1中：u詞(F短)=直0.方8?。簎讓(F細(xì))=唇0.鳥(niǎo)7最小掠：u炒(F騰)=框0.河1模糊著推理雜規(guī)則模糊瘡量化說(shuō)為清承晰量賽輸出輸出圈模糊停量根據(jù)邪重心買法原書則模糊膚控制繭器控鋪制表模糊柄控制膚與常眨規(guī)控騙制比江較模糊培控制毛具有超調(diào)灣量小侍、穩(wěn)印差小的特藥點(diǎn)。架一般級(jí)汽車管空調(diào)換模糊召控制據(jù)可節(jié)歉能15旬%～20嶄%?？刂拼竭^(guò)程：1、根據(jù)放溫度福傳感謀器和笨濕度究傳感釣器測(cè)冠定的境溫度昨濕度碑，以攻人體么舒適來(lái)