1.3.2　模糊控制

模糊理論是在美國加州大學Zadeh教授于1965年創(chuàng)立的模糊集合理論基礎上發(fā)展起來的，成為智能控制領域中的一個重要分支。70年代中期以Mamdami為代表的一批學者提出了模糊控制的概念，標志著模糊控制的正式誕生。

模糊控制的基本思想是把人類專家對特定的被控對象或過程的控制策略總結成一系列以“IF…THEN…”產生式表示的控制規(guī)則，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對象或過程。在模糊控制中，所使用的控制規(guī)則是人們在實際工作中的經驗得到的。這些經驗一般是用模糊語言歸納、描述的。通常的模糊控制規(guī)則用下面三種條件語言的形式來表示：

①如果x是A，那么y是B；

②如果x是A，那么y是B，否則y是C；

③如果x是A并且y是B，那么z是C。

模糊推理系統(tǒng)是建立在模糊集合、模糊規(guī)則和模糊推理等概念基礎上的先進的計算系統(tǒng)。它在系統(tǒng)建模、自動控制、數(shù)據分類、時間序列預測、機器人控制和模式識別等眾多領域中得到了成功的應用。由于其多學科的自認屬性，模糊推理系統(tǒng)被稱為許多不同的名字，如基于模糊規(guī)則系統(tǒng)、模糊專家系統(tǒng)、模糊模型、模糊聯(lián)想記憶、模糊邏輯控制器，均簡稱模糊系統(tǒng)。從廣義上講，它主要具有以下特點：

①在設計系統(tǒng)時不需要建立被控對象的數(shù)學模型，只要求根據現(xiàn)場操作人員或有關專家的經驗，了解相關知識或操作數(shù)據；

②系統(tǒng)的魯棒性強，尤其適用于非線性時間、滯后系統(tǒng)的控制；

③由工業(yè)過程的定性認識出發(fā)，較容易建立語言變量控制規(guī)則；

④由不同的觀點出發(fā)，可以設計幾個不同的指標函數(shù)。

模糊控制的主要缺陷：

①信息簡單的模糊處理將導致系統(tǒng)的控制精度降低和動態(tài)品質變差。若要提高精度則必然增加量化級數(shù)，從而導致規(guī)則搜索范圍擴大，降低決策速度，甚至不能實時控制；

②模糊控制的設計尚缺乏系統(tǒng)性，無法定義控制目標?？刂埔?guī)則的選擇、論域的選擇，模糊集的定義、量化因子的選取等多采用試湊法，這對復雜的控制是難以奏效的。

模糊控制的深入理論和應用研究主要有：模糊控制的穩(wěn)定性研究，模糊模型及辨識，模糊最優(yōu)控制，模糊自組織控制，模糊自適應控制，傳統(tǒng)PID與Fuzzy控制相結合的多模態(tài)模糊控制器。