模糊控制

內容概要

　　模糊控制是一種應用微機模擬人腦模糊邏輯推理的數字控制形式，它屬于非線性控制、智能控制范疇。目前它已成為對缺少精確數學模型的復雜非線性對象進行精確有效控制的最重要、應用最廣泛的智能控制形式。《模糊控制》共8章，內容包括智能模擬基礎、模糊邏輯基礎、模糊控制原理與模糊控制器設計、解析描述的模糊控制器、模糊系統(tǒng)辨識與模糊預測、自適應模糊控制、模糊控制的實現技術、模糊控制的工程應用實例?！　　赌：刂啤肪哂衅瘘c低、由淺入深、深入淺出、啟發(fā)思維、理論聯系實際的特點，可作為自動化類大學高年級本科生和研究生教材，也可供相關專業(yè)科研人員、工程技術人員學習參考。

作者簡介

李士勇，哈爾濱工業(yè)大學教授、博士生導師。1967年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學，1983年在該校獲工學碩士學位。1992年至1993年在日本千葉工業(yè)大學從事模糊控制、神經控制和智能控制研究工作。國家模糊控制技術生產力促進中心專家、黑龍江省優(yōu)秀專家、中國自動化學會智能自動化專業(yè)委員會委員?？蒲泻徒虒W成果獲國家級獎2項，省部級獎7項，發(fā)表論文150篇，被SCI、EI檢索50余篇。出版著作8部，代表作《模糊控制——神經控制和智能控制論》獲全國優(yōu)秀科技圖書獎，并躋身于十大領域中國論文被引頻次最高的前50部專著與譯著排行榜：1997年至_2010年該書已被4600余篇論文引用。美國IEEEFellow、田納西大學J.C.Hung（洪箴）教授曾指出：“李教授在模糊控制、神經網控制及智能控制方面有深入的理論研究和特殊的學術造詣及靈獻。”

書籍目錄

第1章智能模擬基礎 1.1思維科學 1.1.1思維與思維科學 1.1.2思維的類型 1.2思維的神經基礎 1.2.1思維與智能 1.2.2思維的神經基礎 1.3智能模擬基礎 1.3.1智能模擬的科學基礎 1.3.2智能模擬的哲學基礎 1.3.3智能模擬的基本途徑 1.4智能模擬中的科學方法論 1.4.1結構主義方法 1.4.2行為主義方法 1.4.3演繹主義方法 1.4.4信息科學方法 1.5智能控制與智能模擬 第2章模糊邏輯基礎 2.1模糊數學的創(chuàng)立及發(fā)展 2.2經典集合及其運算 2.2.1集合的概念及定義 2.2.2集合的直積 2.2.3映射與關系 2.2.4集合的運算性質 2.2.5集合的表示及特征函數 2.3模糊集合及其運算 2.3.1模糊子集的定義及表示 2.3.2模糊子集的運算 2.4模糊集合與經典集合的聯系 2.4.1截集 2.4.2分解定理 2.4.3擴張原則 2.5隸屬函數 2.5.1隸屬函數的確定方法 2.5.2常用的隸屬函數 2.6模糊矩陣與模糊關系 2.6.1模糊矩陣 2.6.2模糊關系 2.6.3模糊關系的合成 2.7模糊向量及其運算 2.7.1模糊向量 2.7.2模糊向量的笛卡兒乘積 2.7.3模糊向量的內積與外積 2.8模糊邏輯與模糊推理 2.8.1模糊邏輯 2.8.2模糊語言 2.8.3模糊推理 第3章模糊控制原理與模糊控制器設計 3.1模糊自動控制原理 3.1.1模糊控制的基本思想 3.1.2模糊控制系統(tǒng)的組成 3.1.3模糊控制的基本原理 3.2模糊控制器設計的基本方法 3.2.1模糊控制器的結構設計 3.2.2模糊控制規(guī)則的設計 3.2.3精確量的模糊化方法 3.2.4模糊推理及其模糊量的非模糊化方法 3.2.5論域、量化因子、比例因子的選擇 3.2.6模糊控制查詢表及算法流程圖 3.2.7采樣時問的選擇 3.3模糊控制器的設計舉例 3.3.1確定模糊控制器的結構 3.3.2建立模糊控制規(guī)則 3.3.3確定模糊變量的賦值表 3.3.4建立模糊控制表 3.3.5簡單模糊控制器的控制特性 第4章解析描述的模糊控制器 4.1模糊控制規(guī)則的解析描述 4.2帶有調整因子的模糊控制規(guī)則 4.3模糊控制規(guī)則的自調整與自尋優(yōu) 4.3.1帶有兩個調整因子的控制規(guī)則 4.3.2帶有多個調整因子的控制規(guī)則 4.3.3模糊控制規(guī)則的自尋優(yōu) 4.4帶有自調整因子的模糊控制器 4.5帶有自調整函數的模糊控制規(guī)則 第5章模糊系統(tǒng)辨識 5.1基于模糊關系模型的系統(tǒng)辨識 5.1.1模糊關系模型 5.1.2模糊關系模型的品質指標 5.1.3基于模糊關系模型的建模方法 5.2基于模糊關系模型的建模舉例 5.3自適應模糊預測模型 5.4基于T—S模型的模糊系統(tǒng)辨識 5.4.1T.S模糊模型 5.4.2基于T—S模型的模糊系統(tǒng)辨識 第6章自適應模糊控制 6.1自適應模糊控制器的結構 6.2自適應模糊控制器的原理 6.3摸型參考模糊自適應控制系統(tǒng) 6.3.1MRAS系統(tǒng)的基本結構 6.3.2MRFAS系統(tǒng)的控制算法 6.3.3基于T—S模型設計模糊自適應機構 6.3.4MRFAS系統(tǒng)穩(wěn)定性能分析 6.3.5自適應模糊控制系統(tǒng)的仿真 6.4自校正模糊控制器 6.5自適應遞階模糊控制 6.5.1系統(tǒng)變量與規(guī)則間的數量關系 6.5.2自適應遞階模糊控制器的設計 6.5.3蒸汽鍋爐的遞階模糊控制系統(tǒng) 第7章模糊控制的實現技術 7.1模糊控制軟件的開發(fā)工具 7.1.1Motorola模糊控制軟件 7.1.2美國FIDE模糊推理開發(fā)環(huán)境 7.1.3德國模糊邏輯系統(tǒng)軟件工具fuzzyFECH 7.1.4MATLAB模糊邏輯工具箱 7.1.5模糊控制軟件開發(fā)工具一覽 7.2模糊控制芯片 7.2.1模糊芯片發(fā)展概況 7.2.2模糊芯片的主要性能 7.2.3模糊控制用芯片 第8章模糊控制的工程應用實例 8.1蒸汽發(fā)動機的模糊控制系統(tǒng) 8.1.1概述 8.1.2模糊控制器的結構 8.1.3模糊變量的論域及其隸屬函數 8.1.4控制規(guī)則 8.1.5模糊控制的結果 8.2模糊控制在退火爐燃燒過程控制中的應用 8.2.1概述 8.2.2模糊控制系統(tǒng)的組成 8.2.3模糊控制器和模糊自尋優(yōu)控制器 8.2.4應用效果與結論 8.3氣煉機的自適應模糊控制系統(tǒng) 8.3.1概述 8.3.2自動氣煉機的結構及其工藝流程 8.3.3氣煉機控制系統(tǒng)的硬件設計 8.3.4氣煉機控制系統(tǒng)的軟件設計 8.3.5自動氣煉機的模糊控制器 8.3.6自動氣煉機透燒、預燒延時的自適應模糊控制 8.3.7小結 8.4電弧冶煉爐的模糊控制 8.4.1概述 8.4.2模糊聚類分析 8.4.3模糊控制規(guī)則 8.4.4控制系統(tǒng)的組成 8.4.5小結 8.5高技術機翼的傾斜和力矩的模糊邏輯控制 8.5.1概述 8.5.2高技術機翼ATW 8.5.3ATW的模糊控制 8.5.4魯棒性測試及結論 8.6預測模糊控制在列車自動駕駛系統(tǒng)中的應用 8.6.1列車自動駕駛系統(tǒng) 8.6.2地鐵列車的預測模糊控制系統(tǒng) 8.6.3應用實例及其效果 8.7機器人的模糊控制 8.7.1概述 8.7.2模糊指令與模糊算法 8.7.3模糊指令的解釋 8.7.4機器人的模糊控制 8.7.5機器人的控制過程 8.8模糊全自動洗衣機 8.8.1洗凈度傳感器 8.8.2布量、布質傳感器 8.8.3基于洗凈度的模糊推理 8.8.4基于布量、布質的模糊控制 8.8.5模糊全自動洗衣機的特點 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   在傳統(tǒng)的科學史上，結構主義的方法對于機械運動、物理運動等低層次運動形式的研究取得了很大的成功。然而，人腦是一個高度復雜的活的超級巨系統(tǒng)，要想把它的結構完全搞清楚，絕不是一件容易的事情。因此，試圖完全采用結構主義的方法來研究人腦神經網絡必然會遇到巨大困難，需要與其他研究方法相互配合。 1.4.2行為主義方法 當人們的研究領域進入到比較復雜的高級的系統(tǒng)時，結構主義方法面臨著確定其結構的困難，于是，根據系統(tǒng)的外部行為表現的性質和規(guī)律，進而推斷它的可能結構。實際上，行為主義者是把復雜系統(tǒng)作為黑箱來研究，故又稱這種方法為黑箱方法。行為主義方法在應用工程技術手段來模擬復雜系統(tǒng)一些功能方面發(fā)揮了重要作用，因此，行為主義方法又稱為功能模擬法。 應該指出，系統(tǒng)的結構和功能是辯證的統(tǒng)一，二者不可分割。功能是一定的結構的功能。結構必定表現為某種功能。一般來說。結構不同，功能就不同，但是，結構相同，也可能功能不同，這種情況與條件有關。此外，具有同樣功能的系統(tǒng)可能具有不同的結構，或者說結構不同，有時功能也可能類似。功能模擬法正是建立在這種相似性的基礎之上的，利用這種方法模擬人的智能決策行為，對于智能控制系統(tǒng)的研究具有重要意義。 1.4.3演繹主義方法 演繹主義方法就是通過邏輯演繹從已有的普遍規(guī)律或知識，解釋個別特殊現象或推斷出新知識。 無論是結構主義還是行為主義方法，都要借助于一些規(guī)范化的法則把研究對象的關系加以抽象化，這些法則中最重要也是最普遍采用的是形式化方法。形式化有助于演繹，有利于數學處理。從經典科學到現代科學，全部科學理論的成就都離不開形式化這一前提。 當科學研究進入以生命、思維和社會這些高級的運動形式為對象的時候，形式化的方法必須加以擴展，以尋求新的方法。 1.4.4信息科學方法 神經網絡是智能與思維功能的一個承擔者，智能是對于給定問題和環(huán)境能夠有效地獲取、處理和利用有關信息來成功地解決問題的能力。因此，智能的核心在于信息，在于對有關信息的獲取、處理、再生和利用。沒有信息，就不可能有智能。 思維的基礎也是信息，正如Simon所說：思維過程的本質是信息處理。信息科學方法是一種新的科學方法論，它特別適于高級復雜系統(tǒng)，如生命系統(tǒng)、思維系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等的研究。這類系統(tǒng)的主導特征是信息過程。 信息科學方法論包括三個方法和兩個準則，即信息分析法、信息綜合法、信息導引法；功能準則、整體準則。 信息分析法：著重從信息的觀點出發(fā)，考察系統(tǒng)的全部信息流程，分析其中各信息子過程的功能特征和它們之間的邏輯關系，以此建立能夠反映這些關系特征和關聯的信息模型。

編輯推薦

《模糊控制》具有起點低、由淺入深、深入淺出、啟發(fā)思維、理論聯系實際的特點，可作為自動化類大學高年級本科生和研究生教材，也可供相關專業(yè)科研人員、工程技術人員學習參考。

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