模糊控制系統(tǒng)的基本原理課件

13.智能控制系統(tǒng)的類型

隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能控制系統(tǒng)的類型層出不窮，常見類型有如下幾種：①基于模糊邏輯的智能控制系統(tǒng)；②基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)；③基于模式識(shí)別的智能控制系統(tǒng)；④基于多模變結(jié)構(gòu)的智能控制系統(tǒng)；⑤學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制的智能控制系統(tǒng)；⑥基于混沌理論的智能控制系統(tǒng)。13.智能控制系統(tǒng)的類型隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能23.智能控制系統(tǒng)的類型

混沌理論是20世紀(jì)70年代科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現(xiàn)象發(fā)展變化規(guī)律的科學(xué)；混沌現(xiàn)象的兩個(gè)基本特點(diǎn)是：不可預(yù)言性和對(duì)于初始值的極端敏感依賴性。23.智能控制系統(tǒng)的類型混沌理論是20世紀(jì)70年33.智能控制系統(tǒng)的類型

混沌理論是上世紀(jì)70年代科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現(xiàn)象發(fā)展變化規(guī)律的科學(xué)；混沌現(xiàn)象的兩個(gè)基本特點(diǎn)是：不可預(yù)言性和對(duì)于初始值的極端敏感依賴性。33.智能控制系統(tǒng)的類型混沌理論是上世紀(jì)70年代43.智能控制系統(tǒng)的類型

混沌理論是上世紀(jì)70年代科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，混沌理論是研究混亂、無秩序等混沌現(xiàn)象發(fā)展變化規(guī)律的科學(xué)；混沌現(xiàn)象的兩個(gè)基本特點(diǎn)是：不可預(yù)言性和對(duì)于初始值的極端敏感依賴性。43.智能控制系統(tǒng)的類型混沌理論是上世紀(jì)70年代5第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理

模糊數(shù)學(xué)是試圖用定量的、精確的方法來研究和處理模糊性事物的一門學(xué)科。模糊集合是模糊數(shù)學(xué)中最基本的概念。與普通集合不同的是：對(duì)模糊集合來說，元素只是以某種程度從屬于模糊集合。在模糊集合的基礎(chǔ)上，有模糊關(guān)系、模糊矩陣和模糊數(shù)。模糊數(shù)學(xué)提出了一整套定量地描述自然語言的方法，使自然語言轉(zhuǎn)化為微機(jī)可以理解和加工的機(jī)器語言，以提高控制系統(tǒng)的智能性和靈活性。5第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理6第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理

模糊控制系統(tǒng)是以模糊數(shù)學(xué)、模糊語言形式的知識(shí)表示和模糊邏輯的規(guī)則推理為理論基礎(chǔ)；采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成的一種具有非線性數(shù)字控制的系統(tǒng)。它的組成核心是具有智能性的模糊控制器，因此，模糊控制屬于智能控制的范疇。模糊控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能控制的一種重要而又有效的形式，在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，是目前應(yīng)用比較成熟的一種智能控制系統(tǒng)。尤其是模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；遺傳算法及混沌理論等新學(xué)科的相融合，是科研機(jī)構(gòu)、大專院校研究的熱點(diǎn)之一。模糊控制與其它智能控制技術(shù)和方法的結(jié)合應(yīng)用，受到了各大自動(dòng)化工程公司的青睞。6第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理7第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理

1.模糊控制系統(tǒng)的組成因?yàn)槟：刂葡到y(tǒng)屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的一種形式，所以模糊控制系統(tǒng)的組成也應(yīng)具有常規(guī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，如下圖所示。7第三節(jié)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理8二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理

1.模糊控制系統(tǒng)的組成模糊控制器：它是由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的模糊知識(shí)表示和規(guī)則推理的語言型模糊控制器；是模糊控制系統(tǒng)區(qū)別于其他自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要特征。它在實(shí)際中往往是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，既可選用單片機(jī)或?qū)Ｓ糜布O(shè)備，又可選用PLC或工控機(jī)。8二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理1.模糊控制系統(tǒng)的組成9二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理

2.模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所謂模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量。模糊控制器的結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能有較大的影響，必須根據(jù)被控對(duì)象的具體情況，合理選擇。9二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理2.模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理2.模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中最為簡單也是最為典型的系統(tǒng)，稱之為單輸入—單輸出(SISO)系統(tǒng)，在實(shí)際工程中大量的多輸入—多輸出(MIMO)系統(tǒng)，經(jīng)過解耦變換后可以變成多個(gè)SISO系統(tǒng)。因此，對(duì)單輸入—單輸出(SISO)系統(tǒng)模糊控制器的結(jié)構(gòu)選擇有如下圖所示幾種常見結(jié)構(gòu)。eu10二、模糊控制系統(tǒng)的基本原理2.模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eu11三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有并行處理機(jī)制、模式識(shí)別、記憶和自學(xué)習(xí)能力。它能很好地適應(yīng)環(huán)境，自動(dòng)學(xué)習(xí)修改過程參數(shù)，具有更高的智能。這是自動(dòng)控制系統(tǒng)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制解決復(fù)雜生產(chǎn)過程的主要原因。11三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)12三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的模型控制和模糊控制在表達(dá)知識(shí)方面有顯著的不同，傳統(tǒng)的模型控制和模糊控制都具有顯式表達(dá)知識(shí)的特點(diǎn)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不善于顯式表達(dá)知識(shí)，但是它具有很強(qiáng)的逼近非線性函數(shù)的能力，即非線性映射能力。把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于自動(dòng)控制正是利用它的這個(gè)獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。12三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖13三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制中的主要作用所謂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，即基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制或簡稱神經(jīng)控制，是指在控制系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一工具對(duì)難以精確描述的復(fù)雜的非線性對(duì)象進(jìn)行建模，或充當(dāng)控制器，或優(yōu)化計(jì)算，或進(jìn)行推理，或故障診斷等，以及同時(shí)兼有上述某些功能的適當(dāng)組合，將這樣的系統(tǒng)統(tǒng)稱為基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)，稱這種控制方式為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。

13三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制中的主要作用14三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制中的主要作用根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制中的作用可分為以下幾種：①在基于精確模型的各種控制結(jié)構(gòu)中充當(dāng)對(duì)象的模型；②在反饋控制系統(tǒng)中直接充當(dāng)控制器的作用；③在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中起優(yōu)化計(jì)算作用；④在與其它智能控制方法和優(yōu)化算法，如模糊控制、專家控制及遺傳算法等相融合中，為其提供非參數(shù)化對(duì)象模型、優(yōu)化參數(shù)、推理模型及故障診斷等。14三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本原理2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制中的主要作用15第一章小結(jié)

功能添加法為了控制物體運(yùn)動(dòng)使用的設(shè)計(jì)方法是步進(jìn)邏輯公式法

最少程序步判別定理

抑制定理為了保持物體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的準(zhǔn)確、平穩(wěn)使用設(shè)計(jì)方法反饋定理

多環(huán)