智能模糊控制的若干問題研究

前言

　　在描述時間時，人們經(jīng)常使用“現(xiàn)在、最近、正在、適當(dāng)時候”等詞匯；在描述事物的變化程度時，“一般、比較、加大力度、適當(dāng)、幾乎”等詞匯也是十分常用的。這些常見的詞語具有類似的特點，它們表示的意思很難用精確的數(shù)字來取代，但卻能完美地描述現(xiàn)實存在的復(fù)雜系統(tǒng)。這就是普遍存在的語言的模糊性。　　早在20世紀(jì)20年代，著名的哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家B．Russell就寫出了有關(guān)“模糊”的論文。他認(rèn)為所有的自然語言均是模糊的，比如“年輕的”和“老的”等概念沒有明確的內(nèi)涵和外延，因而是不明確的和模糊的。可是，在特定的環(huán)境中，人們用這些概念來描述某個具體對象時卻又能心領(lǐng)神會，很少引起誤解和歧義。美國伯克利加利福尼亞大學(xué)的LA．Zadeh教授在1965年正式提出了“模糊”的概念和理論。模糊理論認(rèn)為：在現(xiàn)實的物質(zhì)世界中所遇到的許多客體，經(jīng)常沒有精確規(guī)定的界限。如：綿綿細(xì)雨、傾盆大雨等。模糊性是客觀世界普遍存在的自然現(xiàn)象。模糊理論的提出，為認(rèn)識充滿模糊性的現(xiàn)實世界提供了一種有效的科學(xué)研究新方法，是科學(xué)方法論的一大飛躍。　　在智能控制領(lǐng)域內(nèi)，“模糊”理論用于描述不確定性系統(tǒng)的問題，尤其適用于傳統(tǒng)方法難以解決的科學(xué)研究死角，然而又是現(xiàn)實存在的復(fù)雜系統(tǒng)。1974年，英國的E．H．Mamdani首次用模糊邏輯和模糊推理實現(xiàn)了世界上第一個實驗性的蒸汽機控制，并取得了比傳統(tǒng)的直接數(shù)字控制算法更好的效果，從而宣告模糊控制的誕生。1980年丹麥的LP．Holmblad和Ostergard在水泥窯爐采用模糊控制并取得了成功，這是第一個商業(yè)化的有實際意義的模糊控制器。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了智能模糊控制問題的幾點研究，研究工作目的在于將智能控制理論應(yīng)用于大滯后、強耦合、非線性的控制系統(tǒng)之中，建立較為理想的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)控制器，以期達(dá)到良好的控制效果。本書共七章，分別介紹了模糊控制的基本實現(xiàn)方法、模糊推理建模方法、變論域模糊控制的方法、基于因素空間理論的控制方法以及應(yīng)用。    本書內(nèi)容豐富、專業(yè)性強，對于大專院校智能控制方向的教師和研究生以及初涉這一領(lǐng)域的研究人員具有一定的參考價值。

作者簡介

王志新，1974年5月生，內(nèi)蒙古赤峰人。2006年畢業(yè)于北京師范大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)智能控制實驗室，獲理學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任中國青年政治學(xué)院講師。曾參與建設(shè)國家自然科學(xué)基金項目，發(fā)表論文十余篇，參鳊教材兩部，研究領(lǐng)域涉及模糊控制、系統(tǒng)建模等。

書籍目錄

第一章 引言  1.1 控制的發(fā)展概況  1.2 模糊控制的理論和應(yīng)用的發(fā)展與現(xiàn)狀  1.3 模糊控制理論概述  1.4 基于因素空間的智能控制理論  1.5 液位控制實驗系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀  1.6 本書的主要內(nèi)容第二章 模糊控制器的基本原理  2.1 引言  2.2 經(jīng)典集合論  2.3 模糊集合基礎(chǔ)  2.4 模糊控制器的工作原理  2.5 小結(jié)第三章 模糊控制在三容水箱液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用  3.1 三容水箱液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及功能模塊  3.2 三容水箱液位控制系統(tǒng)的實驗設(shè)計  3.3 三容水箱液位控制系統(tǒng)機理分析模型及其能控能觀性分析  3.4 三容水箱液位控制系統(tǒng)幾種建模仿真方法的比較與分析第四章 變論域控制算法研究  4.1 變論域模糊控制的理論基礎(chǔ)  4.2 變論域自適應(yīng)模糊控制器概述  4.3 變論域伸縮因子的自適應(yīng)機理以及優(yōu)化  4.4 仿真研究  4.5 小結(jié)第五章 基于因素空間的自適應(yīng)PID控制算法  5.1 因素空間的理論概述  5.2 PID控制器的機理以及影響控制器參數(shù)選擇的因素  5.3 基于因素空間理論的最優(yōu)P控制器  5.4 基于因素空間理論的PD控制器  5.5 基于因素空間理論的PI控制器  5.6 小結(jié)第六章 其他智能模糊控制應(yīng)用實例  6.1 單級倒立擺  6.2 倒車實驗第七章 結(jié)論與展望  7.1 研究成果總結(jié)  7.2 幾點收獲  7.3 研究方向的展望參考文獻附錄一：Matlab中的重要程序代碼附錄二：常見的模糊控制實現(xiàn)軟件后記

章節(jié)摘錄

　　第一章 引言　　1.1 控制的發(fā)展概況　　縱觀自動控制理論的發(fā)展，經(jīng)歷了由經(jīng)典控制到現(xiàn)代控制理論的發(fā)展進程。從最初的頻域分析到時域分析，對各種系統(tǒng)中被控對象的研究越來越深入，控制的方法也日趨豐富，控制的質(zhì)量得到了很大程度的提高?！　‖F(xiàn)代工業(yè)中的被控系統(tǒng)，常常具有高度復(fù)雜性、測量的不精確性、系統(tǒng)動力學(xué)特性的不確定性，并且人們對控制性能指標(biāo)要求越來越高，基于精確模型的傳統(tǒng)控制理論受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近十年來，人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、信息科學(xué)以及非線性科學(xué)等學(xué)科的迅速發(fā)展，促使廣大科學(xué)工作者又在維納控制論的思想指引下，在新的高度上進一步研究控制理論。20世紀(jì)70年代末開始的智能控制理論的研究與應(yīng)用，是現(xiàn)代控制理論在深度上和廣度上的開拓。智能控制理論以控制器作為研究重點，能夠根據(jù)被控對象的動態(tài)過程特征自學(xué)習(xí)，自組織自身控制模式，自適應(yīng)地改變控制器的結(jié)構(gòu)和自動調(diào)整參數(shù)，以獲取最佳控制效果。

圖書封面

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