智能控制系統(tǒng)與工程模糊控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)：PID控制器的調(diào)試先調(diào)節(jié)參數(shù)Kp，從小到大，若能獲得理想響應(yīng)曲線，則停止調(diào)節(jié)，否則繼續(xù)調(diào)大，使系統(tǒng)充分振蕩；再調(diào)節(jié)參數(shù)TI，從大（接近Kp）到小，在保持動態(tài)性能良好的前提下，消除穩(wěn)態(tài)誤差，若能獲得理想響應(yīng)曲線，則停止調(diào)節(jié)，若系統(tǒng)響應(yīng)太慢，則可加入微分環(huán)節(jié)；最后調(diào)節(jié)參數(shù)TD，從小到大，可略微改變比例、積分參數(shù)。。復(fù)習(xí)：模糊PID控制常規(guī)PID控制模糊PID控制大棚溫室控制器模糊概念模糊集合模糊集合是用來表達(dá)模糊性概念的集合。又稱模糊集、模糊子集。普通的集合是指具有某種屬性的對象的全體。給定一個論域U，那么從U到單位區(qū)間[0,1]的一個映射uA都確定U的一個模糊集A，或U的一個模糊子集A。uA稱為A的隸屬函數(shù)或隸屬度。即，uA表示u屬于A的程度或等級。模糊集的常用表示法：解析法、Zadeh記法、序偶法、向量法。模糊運算并交補冪等律交換律結(jié)合律分配律吸收率同一律……模糊運算模糊運算例：設(shè)X=[0,3]，模糊集如下，求

、

、

模糊運算！模糊集合運算不符合互補率！模糊關(guān)系模糊關(guān)系表示二個或二個以上集合元素之間關(guān)聯(lián)、交互、互聯(lián)等關(guān)系存在或不存在的程度。設(shè)X，Y是兩個論域，記X×Y={(x,y);x?X，y?Y},其中X×Y表示了X與Y中元素互相搭配成對的全體。在X×Y上就可以定義關(guān)系R，若(x,y)?R，記作xRy，稱x和y有關(guān)系R，否則記作xRy。若R是X到Y(jié)的關(guān)系，S是Y到Z的關(guān)系，由R和S可以得到X到Z的復(fù)合關(guān)系：

R?S={(x,z)；存在y?Y，使得xRy，yRz}舉例：設(shè)模糊關(guān)系R描述了兒子，女兒與父親，叔叔長相“相像”關(guān)系，模糊關(guān)系S描述了父親、叔叔與祖父、祖母的“相像”關(guān)系，則可以求子女與祖父、祖母的“相像關(guān)系C。模糊關(guān)系父

叔子

女祖父

祖母父

叔R=S=模糊關(guān)系就是隸屬度矩陣模糊關(guān)系父

叔子

女祖父

祖母父

叔R=S=例：設(shè)模糊關(guān)系R描述了兒子、女兒與父親、叔叔長相的“相像”關(guān)系，模糊關(guān)系S描述了父親、叔叔與祖父、祖母的“相像”關(guān)系，試求子女與祖父、祖母的“相像”關(guān)系C。模糊關(guān)系的運算舉例：設(shè)模糊關(guān)系R描述了兒子，女兒與父親，叔叔長相“相像”關(guān)系，模糊關(guān)系S描述了父親、叔叔與祖父、祖母的“相像”關(guān)系，試求子女與祖父、祖母的“相像關(guān)系C。復(fù)習(xí)：模糊集合模糊集合是用來表達(dá)模糊性概念的集合。又稱模糊集、模糊子集。普通的集合是指具有某種屬性的對象的全體。給定一個論域U，那么從U到單位區(qū)間[0,1]的一個映射uA都確定U的一個模糊集A，或U的一個模糊子集A。uA稱為A的隸屬函數(shù)或隸屬度。即，uA表示u屬于A的程度或等級。模糊集的常用表示法：解析法、Zadeh記法、序偶法、向量法。！模糊集合可以用精確的數(shù)據(jù)描述模糊的語義！模糊邏輯語言具有模糊性的語言叫做模糊語言，如高、低、長、短、大、小、冷、熱、胖、瘦、美、丑等。語言變量是自然語句中的詞或句，它的取值不是具體數(shù)值，而是用模糊語言表示的模糊集合。模糊概念與精確數(shù)值能通過語言變量的基本詞集建立聯(lián)系。模糊控制的基本原理空調(diào)的模糊控制實例根據(jù)人工控制經(jīng)驗生成規(guī)則If熱，Then加強制冷If中，Then維持原狀I(lǐng)f冷，Then減弱制冷定義“熱、中、冷”等模糊語言將測量得到的精確溫度模糊化，并根據(jù)模糊規(guī)則進(jìn)行推理，得到推理結(jié)果后解模糊進(jìn)行精確控制。模糊控制的基本原理模糊控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種智能控制方法，它是從行為上模仿人的模糊推理和決策過程的一種智能控制方法。該方法首先將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗編成模糊規(guī)則，然后將來自傳感器的實時信號模糊化，將模糊化后的信號作為模糊規(guī)則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執(zhí)行器上。模糊控制器模糊控制器（FuzzyController—FC）：也稱為模糊邏輯控制器（FuzzyLogicController—FLC）,由于所采用的模糊控制規(guī)則是由模糊理論中模糊條件語句來描述的，因此模糊控制器是一種語言型控制器，故也稱為模糊語言控制器（FuzzyLanguageController—FLC）模糊控制器的組成：（1）模糊化接口（Fuzzyinterface）（2）知識庫（KnowledgeBase—KB）（3）推理與解模糊接口（InferenceandDefuzzy-interface）模糊控制器模糊化接口（Fuzzyinterface）

模糊控制器的輸入必須通過模糊化才能用于控制輸出的求解，因此它實際上是模糊控制器的輸入接口。它的主要作用是將真實的確定量輸入轉(zhuǎn)換為一個模糊矢量。模糊控制器

知識庫（KnowledgeBase—KB）知識庫由數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫兩部分構(gòu)成。①數(shù)據(jù)庫（DataBase—DB）數(shù)據(jù)庫所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值（即經(jīng)過論域等級離散化以后對應(yīng)值的集合），若論域為連續(xù)域則為隸屬度函數(shù)。在規(guī)則推理的模糊關(guān)系方程求解過程中，向推理機提供數(shù)據(jù)。②規(guī)則庫（RuleBase—RB）模糊控制器的規(guī)則司基于專家知識或手動操作人員長期積累的經(jīng)驗，它是按人的直覺推理的一種語言表示形式。模糊規(guī)則通常有一系列的關(guān)系詞連接而成，如if-then、else、also、end、or等，關(guān)系詞必須經(jīng)過“翻譯”才能將模糊規(guī)則數(shù)值化。最常用的關(guān)系詞為if-then、also，對于多變量模糊控制系統(tǒng)，還有and等。模糊控制器推理與解模糊接口（InferenceandDefuzzy-interface）推理是模糊控制器中，根據(jù)輸入模糊量，由模糊控制規(guī)則完成模糊推理來求解模糊關(guān)系方程，并獲得模糊控制量的功能部分。在模糊控制中，考慮到推理時間，通常采用運算較簡單的推理方法。最基本的有Zadeh近似推理，它包含有正向推理和逆向推理兩類。正向推理常被用于模糊控制中，而逆向推理一般用于知識工程學(xué)領(lǐng)域的專家系統(tǒng)中。推理結(jié)果的獲得，表示模糊控制的規(guī)則推理功能已經(jīng)完成。

但是，至此所獲得的結(jié)果仍是一個模糊矢量，不能直接用來作為控制量，還必須作一次轉(zhuǎn)換，求得清晰的控制量輸出，即為解模糊。通常把輸出端具有轉(zhuǎn)換功能作用的部分稱為解模糊接口。模糊推理模糊語句：（1）模糊陳述句：語句本身具有模糊性，又稱為模糊命題。如：“今天天氣很熱”。（2）模糊判斷句：是模糊邏輯中最基本的語句。語句形式：“x是a”，記作（a），且a所表示的概念是模糊的。如“張三是好學(xué)生”。（3）模糊推理句：語句形式：若x是a，則x是b。則為模糊推理語句。如“今天是晴天，則今天暖和”。常用的有兩種模糊條件推理語句：IfAthenBelseC；IfAANDBthenC實例：液位模糊控制設(shè)有一個水箱，通過調(diào)節(jié)閥可向內(nèi)注水和向外抽水。設(shè)計一個模糊控制器，通過調(diào)節(jié)閥門將水位穩(wěn)定在固定點附近。按照日常的操作經(jīng)驗，可以得到基本的控制規(guī)則：“若水位高于O點，則向外排水，差值越大，排水越快”；“若水位低于O點，則向內(nèi)注水，差值越大，注水越快”。實例：液位模糊控制1）確定觀測量和控制量定義理想液位O點的水位為h0，實際測得的水位高度為h，選擇液位差：e=h0-h將當(dāng)前水位對于O點的偏差e作為觀測量。將注水(+)或抽水(-)的閥門開度u作為控制量。實例：液位模糊控制2）輸入量和輸出量的模糊化將偏差e分為五個模糊集：負(fù)大（NB），負(fù)小（NS），零（O），正?。≒S），正大（PB）。根據(jù)偏差e的變化范圍分為七個等級：-3，-2，-1，0，+1，+2，+3。得到水位變化模糊表。實例：液位模糊控制2）輸入量和輸出量的模糊化控制量u為調(diào)節(jié)閥門開度的變化。將其分為五個模糊集：負(fù)大（NB），負(fù)?。∟S），零（ZO），正?。≒S），正大（PB）。并將u的變化范圍分為九個等級,得到控制量模糊劃分表。實例：液位模糊控制3）模糊規(guī)則的描述實例：液位模糊控制4）求模糊關(guān)系模糊控制規(guī)則是一個多條語句，它可以表示為U×V上的模糊子集，即模糊關(guān)系R：其中規(guī)則內(nèi)的模糊集運算取交集，規(guī)則間的模糊集運算取并集。實例：液位模糊控制實例：液位模糊控制實例：液位模糊控制實例：液位模糊控制5）模糊決策（模糊推理）模糊控制器的輸出為誤差向量和模糊關(guān)系的合成：

當(dāng)誤差e為NB時，e=[1,0.5,0,0,0,0,0]控制器輸出為:實例：液位模糊控制6）控制量的反模糊

由模糊決策可知，當(dāng)誤差為負(fù)大時，實際液位遠(yuǎn)高于理想液位，e=NB，控制器的輸出為一模糊向量，可表示為如果按照“隸屬度最大原則”進(jìn)行反模糊化，則選擇控制量為u=-4，即閥門的開度應(yīng)關(guān)大一些，減少進(jìn)水量。如果按照“重心法”進(jìn)行反模糊化，則u=[(-4*1)+(-3*0.5)+(-2*0.5)+(-1*0.5)]/(1+0.5+0.5+0.5)課程考核結(jié)合本學(xué)期所學(xué)智能控制的相關(guān)知識，包括輸入輸出通道接口技術(shù)、人機交互接