模糊控制概念的提出二十世纪七十年代,美国的控制学专家扎德建立了模糊集合论,解决了很多与复 杂系统相关的难题,但仍然有很多问题没有得到解决,直到二十世纪七十年代,学者 Mamdani 首次提出了模糊语言的概念,并用模糊语言的一系列语句设计出了模糊控制 器。他成功地通过该模糊控制器对锅炉和蒸汽机实现了控制,模糊控制的概念就此诞 生。[2]90 年代后,模糊控制器得到了快速发展,并且大量的使用到了工业生产当中, 促进了控制理论的再次发展。79130

2 模糊控制器的研究现状及发展

目前,模糊控制理论已经被大量的使用到各个方面,包括工业生产和航天领域等, 模糊控制器获得了广泛应用的主要原因在于模糊控制器具有以下的几个显著特点:

⑴模糊控制是一种基于设定的规则的控制,也就是说这种控制的方法无需知道被 控对象具体的数学模型,这种方法设计简单而且易于操作,规则设定的依据就是操作 者的经验和与之有关联的专家的知识储备。

⑵由于在工业生产的过程中,大量的产品生产形成了一种生产定性,这也有利于 模糊控制规则的制订,所以,对于那些在生产过程中数学模型不容易获取,而且具有 很强的动态性的对象而言,这种控制方法是非常实用的。论文网

⑶根据具体的数学模型设计的控制算法因为根据的依据不同以及要求达到的性 能指标的差异可能会导致产生很大的误差,但是这种基于语言的控制系统不会因此而对控制效果产生严重的影响,由于它具有很好的独立性,因此更容易找到方法来增强 它的控制效果。

⑷模糊控制规则是根据开导性的言语制定的,更容易模仿人们使用的控制方式和 原则,使之具有很强的变通的能力,相应的也就具备了一定的智能。

⑸有较强的鲁棒性,较强的鲁棒性的优点是外部干扰和参数变化的控制系统的影 响将减少,特别是对非线性,时变性和纯滞后控制系统。

在下面四个方面应增强模糊控制的理论钻研和使用:

⑴尽量减少可以调节的参数的数量,最好把数量控制在三个以内,对于比较容易 控制且能消除静态控制偏差的模糊 PID 控制器应加强研究和完善;

⑵模糊预测控制,是把预测控制和模糊推理结合起来,就控制系统来说,这方面 的深入探究也是很有必要的;

⑶模糊控制在医药、生命科学、经济等范畴的应用,将增大模糊控制的应用领域;

⑷探求可以自己本身调整隶属度函数的控制的方式也是应该加强研究的方向。

3 模糊控制器存在的问题

尽管模糊控制技术在近几年得到了迅速发展,但它也存在着一些缺陷,总结为如 下三点:

⑴到目前为止,模糊控制技术还没有一个完备的理论依据,比如,尚有完整的稳 定性解析以及鲁棒性剖析、也没有较为完全的设计方式(包括模糊规则的获得和优化、 隶属度函数的制定等);

⑵控制系统的稳态精度比较低,其次就是存在抖动,在控制的过程中还发现了积 分饱和的问题,总的来说就是性能不够好;

⑶自适应能力非常有限。 目前,国内外许多研究人员对这些问题进行了非常广泛的探究,并取得了一定的结果。

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