复合模糊控制策略及应用

收稿日期:2004-09-24复合模糊控制策略及应用

王 君,李 炜,乔平原

(兰州理工大学电气工程与信息科学学院,甘肃兰州 730050)

摘 要: 提出了一种复合模糊分段控制策略,应用于具有大惯性、强扰动并难以建立准确模型的系统,通过计算机仿真对三层PE温度控制系统进行模拟,取得了良好的效果.

关键词: 模糊控制;中频炉;三层PE

中图分类号: TP273 文献标识码: A 文章编号:1004-0366(2005)03-0108-04

A Segmented Fuzzy Control S trategy and Its Application

W AN G Jun,LI W ei,QIAO Ping-y uan

(College of Electrical and Information Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050,China)

Abstract: A segm ented fuzzy control stra tegy is presented.It can be used to the system w hose exact mod-el is difficult to establish due to la rg e inertia and stro ng disturbances.Sim ula tion fo r the tem perature con-trol sy stem o f a three-lay er PE process has been do ne with goo d effects.

Key words: fuzzy contro l;intermediate frequency stov e;three-layer PE

三层PE又称聚乙烯三层结构防腐层,是国际上目前最为先进的防腐技术之一.由于三层PE的生产工序较为复杂,各种变量之间存在强耦合、大惯性、非线性等特点,系统的工况随加工原料的不同复杂多变,对其建立精确的数学模型较为困难.因此采用传统的控制技术往往难以奏效,难以得到满意的效果.国内大多钢质管道聚乙烯防腐成型生产线的操作、工艺路线的确定都是根据生产者的经验确定,采用人工手动加电气控制配合的生产方式.受人为因素的影响,往往造成生产过程的不稳定,产品质量难以保证,生产效率低[1,2].

模糊控制作为智能控制的一个重要分支,非常适用于控制那些因具有高度非线性、或参数随工作点的变动较大、或交叉耦合严重、或环境因素干扰强烈,而不易获得精确数学模型和数学模型不确定或多变的一类被控过程,也是当前控制领域的一个研究热点[3].

针对三层PE生产工艺中严重制约生产效率以及影响产品质量的包覆段中恒速段传动、钢管胶化时的温度以及塑料挤出成型等工艺流程中的温度参数,以及在作者原有研究的基础上提出了一种复合模糊分段控制策略.以靖边防腐厂生产线的工艺参数为背景,进行仿真实验,仿真结果证明了这种算法的有效性.

1 系统工艺要求及结构模型建立如图1所示,经抛丸段预处理后的钢管,首先进入中频炉加热至200℃左右,经喷粉箱采用静电喷涂技术在钢管外表面熔结一层还氧树脂底漆(FBE),中间胶膜必须在FBE的胶化时间内包覆在钢管内,以保证熔融的共聚物粘胶剂与胶化状态的FBE发生化学反应,牢固粘结在钢管表面

.

图1 系统工艺模型

第17卷 第3期2005年9月

甘肃科学学报

J ou rnal of Gansu Sciences

Vol.17 No.3

Sep.2005

由文献[4,5]可知,FBE 胶化时间与钢管在经过中频加热后的温度有关系,而加热温度决定了中频加热功率以及钢管的轴向速度,即感应加热的温度受加热时间和供电电压的控制[6]

.轴向速度又取决于钢管的转速.另外,考虑到环境因素的影响,钢管在进入中频炉之前的初始温度会有较大的波动(-10℃~35℃),故对初始温度影响,应加入前馈补偿装置.从中频炉出口经粉仓至胶化,由于环境温度的影响会使钢管温度有所降低,且降低的值也会随环境温度的不同而不同,为了保证钢管的温度能满

足FBE 的理想胶化时间要求,可根据温降方式适当地对模型进行补充修正.最后,还应考虑由于钢管轴向速度的微小变化对温度的影响,可将其作为温度环的扰动加以抑制.综合以上分析,系统的控制结构方框图如图2所示.其中:k /(T 0s +1)为钢管感应加热的传递函数,-1/k 为前馈补偿的传递函数,1/(T 0s +1)为钢管进入中频炉前由初始温度θ0引起的扰动通道传递函数,1/(T 1s +1)为中频炉出口经粉仓至胶化由环境温度θ1引起钢管温降的传递函数

.

2 温度控制器设计

2.1 结构设计

模糊控制器(FLC)的结构设计是指确定控制器的输入变量和输出变量,目前被广泛采用的均为二维模糊控制器,即以误差和误差的变化为输入变量,以控制量的变化为输出变量.要提高基本FLC 的精度和跟踪性能,就必须对语言变量取更多的语言值,即分档越细性能越好,但同时带来的缺点是规则数和系统的计算量也大大增加,以至模糊控制规则表也更难把握,调试更加困难,或不能满足实时控制的要求.

为解决这个矛盾,在论域内用不同控制方式分段实现控制如图3所示,当偏差大于某一个域值时,用比例控制,以提高系统响应速度,加快响应过程;当偏差减小到域值以下时,切换转入模糊控制,以提高系统的阻尼性能,减小响应过程中的超调

.

然而,模糊控制没有积分环节,而且对输入量的

处理是离散而有限的,即控制曲面是阶梯形而非平滑的,因而最终必须存在稳态误差,即可能在平衡点附近出现小振幅的震荡现象.而PI 控制在小范围对此的调节效果是较理想的,其积分作用可消除稳态误差.因此,可采用一种多模态控制算法来综合比例、模糊和比例积分的长处,不但可以使系统具有较快响应速度和抗参数变化的鲁棒性,而且可以对系统实现高精度控制.2.2 FLC 的设计

(1)语言变量模糊集及隶属度函数确定 根据图3可知,FLC 选用系统的实际输出温度θy 与温度给定值θr 的误差e =θy -θr 及其误差的变化de 作为输入语言变量,把控制中频加热装置的供电电压变化量u 选作输出语言变量.

3个语言变量的量化等级均取13级,即E =d E =U =

{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}.误差e 的基本论域为[-10℃,10℃],当|e |>10℃时进入比例控制;误差变化de 的基本论域为[-15℃/dec ,15℃/dec ];控制输出u 的基本论域为[-25V ,25V ].各量化因子为

Ke =0.6、Kc =0.4、Ku = 4.2.

把模糊集E 、d E 、U 的语言变量设为7个{N B 、N M 、N S 、ZR 、P S 、PM 、PB },实验研究结果表明,用正态型或近似正态型模糊变量来描述人进行控制活

动时的模糊概念是适宜的[7].故由此可得出,E 、d E 、

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第17卷 王君等:复合模糊控制策略及应用

U 的隶属度函数曲线如图4所示

.

图4 输出/输入隶属度函数曲线

(2)模糊控制规则及输出控制表确定 模糊控制规则实质上是将操作员的控制经验加以总结而得

出一条条模糊条件语句的集合,即手动控制策略一

般都可以用条件语句“If …Then …”加以描述,确定

模糊控制规则的原则是必须保证控制器的输出能够使系统输出响应的动静态性能指标达到最佳,规则表示为:

If {(E =A i )and (dE =B j )}Then (U =C i j ),式中:A i 为温度误差在论域内的某一模糊量;B j 为误差变化在论域内的某一模糊量;C ij 为A i 、B j 下的输出控制在论域内的某一模糊量.

例如,当E 为负大(N B )时,若误差变化为负(N B 、N M ),这时误差有增大的趋势,为尽快消除已有的负大误差并抑制误差变大,所以控制量的变化取正大(PB ).根据三层PE 的实际情况、操作经验及以上分析得到表1所示规则.最后利用极大极小原理计算出输出的模糊集,由区域重心法计算出模糊控制输出的精确量.如表2所示.

表1 模糊控制规则

E d E

NB N M N S ZR P S PM PB NB P B PB P M P S P S ZE ZR N M

P B P M P S P S ZR ZR ZR N S P M P S P S ZR ZR ZR N S ZR PS P S ZR ZR ZR N S N M P S PS ZR ZR ZR N S N M N M PM ZR ZR ZR N S N M N M N B P B

ZR

ZR

N S

N M

N M

NB

N B

表2 模糊控制输出

E d E

-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6-66565663310000-55555555331000-46565666331000-35555555210-1-1-1-23334333000-1-1-1-133********-2-2-103334100-1-1-1-3-3-3+1222200-1-3-3-2-3-3-3+2111-10-2-3-3-3-2-3-3-3+3

000-1-2-2-5-5-5-5-5-5-5+4000-1-3-3-6-6-6-5-6-5-5+5000-1-3-3-5-5-5-5-5-5-5+6

-1

-3

-3

-6

-6

-6

-5

-6

-5

-6

3 仿真结果

利用M A TLAB 控制系统工具箱,对图2所示三层PE 系统在为苏里格气田工程生产的防腐管中温度控制系统进行编程仿真[8,9].使用H 406管形,

西安信誉环氧树脂粉末,理想胶化温度为193℃±5℃,钢管轴向进度为1.94m /min,得出如下曲线.图5(a )中表示基本FLC 控制下的响应曲线,(b )表示FLC -PI 控制的响应曲线,(c )表示PID -FLC-PI 分段控制的响应曲线.并且在仿真过程中,

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甘肃科学学报 2005年 第3期

(

a)

(

b)

(c)

图5 响应曲线对照

在对系统参数作随机变化后,分段控制器则表现出

良好的鲁棒性.比较3种情况下的响应曲线,PID -FLC -PI 复合控制策略其综合性能指标都好于其他2种方法.

4 结论

提出了一种模糊多模态分段复合控制算法,该算法综合了比例、模糊和比例积分控制的长处,与简单FLC 相比,减小了稳态误差,提高了平衡点的稳

定度.因此,取得了控制速度快、超调量小,稳定性好、对参数变化不敏感等一系列优于传统控制器的良好控制效果,对内部参数的变化具有较强的适应性.以三层PE 温度控制为背景进行的仿真,验证了其有效性.该方法可用于各类防腐管线生产的温度加热控制系统中.

参考文献:

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程,2000,16(6):41-46.

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[3] 章卫国,杨向忠.模糊控制理论与应用[M ].西安:西北工业大

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[4] 李炜,乔平原,党存禄.管道三层PE 防腐覆盖层生产过程计算

机监控系统[J].油气储运,2003,22(7):36-39.

[5] 李炜,乔平原,党存禄,等.基于组态王6.0的管道防腐生产计

算机监控系统[J ].甘肃科学学报,2003,15(1):85-88.[6] 潘天明.工频和中频感应炉[M ].北京:冶金工业出版社,1981.[7] 李士勇,夏承光.模糊控制和智能控制理论与应用[M ].哈尔

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[8] 楼顺天,胡昌华,张伟.基于M AT LAB 的系统分析与设计-模

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[9] 薛定宇.控制系统计算机辅助设计-M ATL AB 语言及应用

[M ].北京:清华大学出版社,1996.

作者简介:

王 君,(1973-)女,山东省曲阜市人,1994年毕业于华北工学院自动控制专业,现任兰州理工大学电气工程与信息科学

学院讲师,主要从事工业过程先进控制、动态过程的故障诊断与容错控制等方面的研究.

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第17卷 王君等:复合模糊控制策略及应用

模糊控制的应用

模糊控制的应用 学院实验学院 专业电子信息工程 姓名 指导教师黄静 日期 2011 年 9 月 20 日

在自动控制中,包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点,即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程等)的基础上,但是在实际工业生产中,很多系统的影响因素很多,十分复杂。建立精确的数学模型特别困难,甚至是不可能的。这种情况下,模糊控制的诞生就显得意义重大,模糊控制不用建立数学模型,根据实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。现代控制系统中的的控制能方便地解决工业领域常见的非线性、时变、在滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。可编程控制器以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性很好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题,这两者的结合,可在实际工程中广泛应用。 所谓模糊控制,其定义是是以模糊数学作为理论基础,以人的控制经验作为控制的知识模型,以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法的一种控制。模糊控制具有以下突出特点: (1)模糊控制是一种基于规则的控制,它直接采用语言型控制规则,出发点是现 场操作人员的控制经验或相关专家的知识,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型,因而使得控制机理和策略易于接受与理解,设计简单,便于应用 (2)由工业过程的定性认识出发,比较容易建立语言控制规则,因而模糊控制对 那些数学模型难以获取,动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。 (3)基于模型的控制算法及系统设计方法,由于出发点和性能指标的不同,容易 导致较大差异;但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性,利用这些控制规律间的模糊连接,容易找到折中的选择,使控制效果优于常规控制器。 (4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的,这有利于模拟人工控 制的过程和方法,增强控制系统的适应能力,使之具有一定的智能水平。(5)模糊控制系统的鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱, 尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。 由于有着诸多优点,模糊理论在控制领域得到了广泛应用。下面我们就以下示例介绍模糊控制在实际中的应用: 电机调速控制系统见图1,模糊控制器的输入变量为实际转速与转速给定值 ,输出变量为电机的电压变化量u。图2为电机调试之间的差值e及其变化率e c 输出结果,其横坐标为时间轴,纵坐标为转速。当设定转速为2 000r/s时,电机能很快稳定运行于2 000r/s;当设定转速下降到1 000r/s时,转速又很快下降到1 000r/s稳定运行。

关于模糊控制理论的综述

物理与电子工程学院 《人工智能》 课程设计报告 课题名称关于模糊控制理论的综述 专业自动化 班级 11级3班 学生姓名郑艳伟 学号 指导教师崔明月 成绩 2014年6月18日

关于模糊控制理论的综述 摘要:模糊控制方法是智能控制的重要组成部分,本文简要回顾了模糊控 制理论的发展,详细介绍了模糊控制理论的原理和模糊控制器的设计步骤, 分析了模糊控制理论的优缺点以及模糊控制需要完善或继续研究的内容,根 据各种模糊控制器的不同特点,对模糊控制在电力系统中的应用进行了分 类,并分析了各类模糊控制器的应用效能.最后,展望了模糊控制的发展趋 势与动态. 关键词:模糊控制;模糊控制理论;模糊控制系统;模糊控制理论的发展模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊控制逻辑推理为基础的一种智能控制方法,从行为上模拟人的思维方式,对难建模的对象实施模糊推理和决策的一种控制方法.模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法,已经在工业控制领域、电力系统、家用电器自动化等领域中解决了很多的问题,引起了越来越多的工程技术人员的兴趣. 模糊控制系统简介 模糊控制系统是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术.1965年美国的扎德[1]创立了模糊集合论, 1973 年, 他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理.1974 年英国的Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它用于锅炉和蒸汽机的控制, 在实验室获得成功, 这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生. 模糊控制系统主要是模拟人的思维、推理和判断的一种控制方法, 它将人的经验、常识等用自然语言的形式表达出来, 建立一种适用于计算机处理的输入输出过程模型, 是智能控制的一个重要研究领域.从信息技术的观点来看, 模糊控制是一种基于规则的专家系统.从控制系统技术的观点来看, 模糊控制是一种普遍的非线性特征域控制器. 相对传统控制, 包括经典控制理论与现代控制理论.模糊控制能避开对象的数学模型(如状态方程或传递函数等) , 它力图对人们关于某个控制问题的成功与失败和经验进行加工, 总结出知识, 从中提炼出控制规则, 用一系列多维模糊条件语句构造系统的模糊语言变量模型, 应用CRI 等各类模糊推理方法,

模糊控制算法的研究

模糊控制算法的研究 0842812128夏中宇 模糊控制概述 “模糊”是人类感知万物,获取知识,思维推理,决策实施的重要特征。“模糊”比“清晰”所拥有的信息容量更大,内涵更丰富,更符合客观世界。 在日常生活中,人们的思维中有许多模糊的概念,如大、小、冷、热等,都没有明确的内涵和外延,只能用模糊集合来描述。人们常用的经验规则都是用模糊条件语句表达,例如,当我们拧开水阀往水桶里注水时,有这样的经验:桶里没水或水较少时,应开大水阀;桶里水较多时,应将水阀关小些;当水桶里水快满时,则应把阀门关得很小;而水桶里水满时应迅速关掉水阀。其中,“较少”、“较多”、“小一些”、“很小”等,这些表示水位和控制阀门动作的概念都具有模糊性。即有经验的操作人员的控制规则具有相当的模糊性。模糊控制就是利用计算机模拟人的思维方式,按照人的操作规则进行控制,实现人的控制经验。 模糊控制理论是由美国著名的学者加利福尼亚大学教授Zadeh·L·A于1965年首先提出,它以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的计算机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策略。 1974年,英国伦敦大学教授Mamdani·E·H研制成功第一个模糊控制器,充分展示了模糊技术的应用前景。 模糊控制概况 模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965年,美国的L.A.Zadeh 创立了模糊集合论;1973年他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。1974年,英国的E.H.Mamdani首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它应用于锅炉和蒸汽机的控制,在实验室获得成功。这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。 模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论,又有着大量实际应用背景。模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力;然而在东方尤其是在日本,却得到了迅速而广泛的推广应用。近20多年来,模糊控制不论从理论上还是技术上都有了长足的进步,成为自动控制领域中一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用的例子涉及生产和生活的许多方面,例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等;在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等的模糊控制;在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制等。 模糊控制的基本理论 所谓模糊控制,就是在控制方法上应用模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法,用计算机实现与操作者相同的控制。该理论以模糊集合、模糊语言变量和模糊逻辑为基础,用比较简单的数学形式直接将人的判断、思维过程表达出来,从而逐渐得到了广泛应用。应用领域包括图像识别、自动机理论、语言研究、控制论以及信号处理等方面。在自动控制领域,以模糊集理论为基础发展起来的模糊控制为将人的控制经验及推理过程纳入自动控制提供了一条便捷途径。 1.知识库

离散化 Pid 模糊控制算法

论文标题: 设计PID ,离散化,模糊化控制器 PID 控制器设计 一 PID 控制的基本原理和常用形式及数学模型 具有比例-积分-微分控制规律的控制器,称PID 控制器。这种组合具有三种基本规律各自的特点,其运动方程为: dt t de dt t e t e t m K K K K K d p t i p p )()()()(0 ++=? 相应的传递函数为: ???? ??++=S S s K K K d i p c 1)(D S S S K K K d i p 12++? = 二 数字控制器的连续化设计步骤 假想的连续控制系统的框图

1 设计假想的连续控制器D(s) 由于人们对连续系统的设计方法比较熟悉,对由上图的假想连续控制系统进行设计,如利用连续系统的频率的特性法,根轨迹法等设计出假想的连续控制器D(S)。 2 选择采样周期T 香农采样定理给出了从采样信号到恢复连续信号的最低采样频率。在计算机控制系统中,完成信号恢复功能一般有零阶保持器H(s)来实现。零阶保持器的传递函数为 3将D(S)离散化为D(Z) 将连续控制器D(S)离散化为数字控制器D(Z)的方法很多,如双线性变换法,后向差分法,前向差分法,冲击响应不变法,零极点匹配法,零阶保持法。 双线性变换法 然后D(S)就可以转化离散的D(Z) 三Matlab仿真实验 直接试探法求PID 根据这个框图,求出该传递函数的P=0.35 I=0 D=0

根据 ???? ??++=S S s K K K d i p c 1)(D D (Z )=0.35 T=0.01 数字连续话PID 控制器设计MA TLAB 仿真框图 实验结果 没有经过调节的结果为

模糊控制的优缺点

模糊控制的优缺点

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1.模糊控制中模糊的含义 模糊控制中的模糊其实就是不确定性。从属于该概念和不属于该概念之间没有明显的分界线。模糊的概念导致了模糊现象。 2.模糊控制的定义 模糊控制就是利用模糊数学知识模仿人脑的思维对模糊的现象进行识别和判断,给出精确的控制量,利用计算机予以实现的自动控制。 3.模糊控制的基本思想 模糊控制的基本思想:根据操作人员的操作经验,总结出一套完整的控制规则,根据系统当前的运行状态,经过模糊推理,模糊判断等运算求出控制量,实现对被控制对象的控制。 4.模糊的控制的特点 不完全依赖于纯粹的数学模型,依赖的是模糊规则。模糊规则是操作者经过大量的操作实践总结出来的一套完整的控制规则。 模糊控制的对象称为黑匣(由于不知道被控对象的内部结构、机理,无法用语言去描述其运动规律,无法去建立精确的数学模型)。但是模糊规则又是模糊数学模型。 5 模糊控制的优缺点及需要解决的问题分析 5.1模糊控制的优点 (1)使用语言方便,可不需要过程的精确数学模型;(不需要精确的数学模型) (2)鲁棒性强,适于解决过程控制中的非线性、强耦合时变、

滞后等问题;鲁棒性即系统的健壮性。 (3)有较强的容错能力。具有适应受控对象动力学特征变化、环境特征变化和动行条件变化的能力; (4)操作人员易于通过人的自然语言进行人机界面联系,这些模糊条件语句容易加到过程的控制环节上。 5.2模糊控制的缺点 (1)信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差; (2)模糊控制的设计尚缺乏系统性,无法定义控制目标。 6.模糊数学 模糊数学就是利用数学知识研究和解决模糊现象。在数学和模糊现象之间架起了一座桥梁。 6.1模糊集合的概念 每一个概念都有内涵和外延。 内涵就是指概念的本质属性的集合。外延就是符合某种本质属性的全体对象的集合。 模糊数学的基础就是模糊理论集。 在模糊集合设计到的论域U 上,给定了一个映射A,A :U →[0,1] ,)(x x A μ ,则称A 为论域U 上的模糊集合或者模糊子集; )(x A μ表示U 中各个元素x 属于集合A 的程度,称为元素x 属于模糊集合A 的隶属函数。当x 是一个确定的0x 时,称)(0x A μ为元素0x 对于模糊集合A 的隶属 度。 F 集合引出的几个概念

模糊控制与传统PID控制比较

模糊控制 与传统PID控制比较

引言: 模糊控制不需要确定系统的精确数学模型,是一种基于规则的控制。模糊控制在智能控制领域由于理论研究比较成熟、实现相对比较简单、适应面宽而得到广泛的应用。不论是对复杂的水泥回转窑的控制,还是在智能化家用电器中的应用,模糊控制都充当着重要的角色。 一个典型工业过程通常可以等效为二阶系统加上一个非线性环节(如纯滞后),给出如下典型控制对象传递函数的一般形式: Gp(s)=K*e-τs/(T1s+1)(T2s+1) PID控制: PID控制是自动控制领域产生最早、应用最广的一种控制方法。 PID控制原理图:

PID控制器传递函数的一般表达式为: Gc(s)=kp+ki/s+kd*s kp为比例增益;ki为积分增益;kd为微分增益 控制器的关键是确定三个增益值,在simulink中搭建PID系统控制模型如下图示: PID仿真结果:

模糊控制: 模糊控制是运用语言归纳操作人员的控制策略,运用变量和模糊集合理论形成控制算法的一种控制。 模糊控制原理框图: 一个基本模糊控制器主要有三个功能: (1)模糊化:把精确量(如偏差e和偏差变化ec)转化为相应的模糊量(E、EC); (2)模糊推理:按总结的语言规则(模糊控制规则表)进行模糊推理; (3)模糊判决:把推理结果(U)从模糊量转化为可以用于实际控制的精确量(u) 模糊控制器的基本机构

设计模糊控制器主要步骤: 1.选择偏差e、偏差变化ec和控制量u的模糊语言变量为E、 EC和U。根据e、ec和u实际的基本论域,设定E、EC 和U论域都为[-6,6],可以确定出量化因子Ke、Kc和比例因子Ku。。 2.选取E、EC和U的各语言变量直,正大PB,正中PM,正小 PS,零ZE,负小NS,负中NM,负大NB,它们各自在论域上的模糊子集隶属度函数均为三角形, 3.根据总结的人工操作策略设计出模糊控制策略表: ek=yr-yk △ek=ek-ek-1

C实现模糊控制算法

由于项目需要,需要模糊控制算法,之前此类知识为0,经过半个多月的研究,终于有的小进展。开始想从强大的互联网上搜点c代码来研究下,结果搜遍所有搜索引擎都搜不到,以下本人从修改的模糊控制代码,经过自己修改后可在 vc6.0,运行!输入e表示输出误差,ec表示误差变化率,经过测试具有很好的控制效果,对于非线性系统和数学模型难以建立的系统来说有更好的控制效果!现将其公开供大家学习研究! #include #include"math.h" #define PMAX 100 #define PMIN -100 #define DMAX 100 #define DMIN -100 #define FMAX 100 /*语言值的满幅值*/ int PFF[4]={0,12,24,48}; /*输入量D语言值特征点*/ int DFF[4]={0,16,32,64}; /*输出量U语言值特征点*/ int UFF[7]={0,15,30,45,60,75,90}; /*采用了调整因子的规则表,大误差时偏重误差,小误差时偏重误差变化*/ /*a0=0.3,a1=0.55,a2=0.74,a3=0.89 */ int rule[7][7]={ //误差变化率 -3,-2,-1, 0, 1, 2, 3 // 误差 {-6,-6,-6,-5,-5,-5,-4,}, // -3 {-5,-4,-4,-3,-2,-2,-1,}, // -2 {-4,-3,-2,-1, 0, 1, 2,}, // -1 {-4,-3,-1, 0, 1, 3, 4,}, // 0 {-2,-1, 0, 1, 2, 3, 4,}, // 1 { 1, 2, 2, 3, 4, 4, 5,}, // 2 { 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6}}; // 3 /**********************************************************/ int Fuzzy(int P,int D) /*模糊运算引擎*/ { int U; /*偏差,偏差微分以及输出值的精确量*/ unsigned int PF[2],DF[2],UF[4]; /*偏差,偏差微分以及输出值的隶属度*/ int Pn,Dn,Un[4]; long temp1,temp2; /*隶属度的确定*/ /*根据PD的指定语言值获得有效隶属度*/

模糊控制技术现状及研究热点

模糊控制技术发展现状及研究热点 摘要:综合介绍丁模糊控制技术的基本原理和发展状况,重点总结丁近年来该研究领域的热点问题,并对今后的发展前景进行了展望。 关键词:模糊控制结构分析稳定性白适应控制 1模糊控制的热点问题 模糊控制技术是一项正在发展的技术,虽然近年来得到了蓬勃发展,但它也存在一些问题,主要有以下几个方面: (1)还投有形成完挫的理论体系,没有完善的稳定性和鲁棒性分析,系统的设计方法(包括规则的获取和优化、隶属函数的选取等); (2)控制系统的性能小太高(稳态精度牧低,存在抖动及积分饱和等问题): (3)自适应能力有限。目前,国内外众多专家学者围绕着这些问题展开了广泛的研究,取得了一些阶段性成果,下面介绍一下近期的主要研究热点。 2模糊控制系统的稳定性分析 任何一个自动控制系统要正常工作,首先必须是稳定的。由于模糊系统本质上的非线性和缺乏统一的系统描述,使得人们难以利用现有的控制理论和分析方法对模糊控制系统进行分析和设计。因此,模糊控制理论的稳定性分析一直是一个难点课题,未形成较为完善的理论体系。正因为如此,关于模糊系统的稳定性分析近年来成为众人关注的热点,发表的论文较多,提出了各种思想和分析方法。目前模糊控制系统稳定性分析方法主要有以下几种:(1)李亚普诺夫方法 (2)基于滑模变结构系统的稳定性分析方法 (3)描述函数方法 (4)圆稳定性判据方法 模糊控制系统的稳定性分析还有相平面法、关系矩阵分析法、超稳定理论、Popov判据、模糊穴——穴映像、数值稳定性分析方法以及最近出现的鲁棒控制理论分析方法和LMI(矩阵不等式)凸优化方法等。

3自适应模糊控制器的研究 为了提高模糊控制系统的自适应能力,许多学者对自适应模糊控制器进行了研究,研究方向主要集中在以下方面。 (1)自校正模糊控制器 自校正模糊控制器是在常规模糊控制的基础上,采用加权推理决策,并引入协调因子,根据系统偏差e和偏差变化ec的大小,预测控制系统中的不确定量并选择一个最佳的控制参数或控制规则集,在线自动调整保守和大胆控制的混合程度,从而更全面确切地反映出入对诸因素的综合决策思想,提高系统的控制精度和鲁捧性能。目前这种变结构的自校正模糊控制器是根据被调量e和ec在线选取最佳控制规则及控制决策的,而对于一些复杂的生产过程,其生产工艺和环境因素都较为复杂,往往不能只考虑系统的偏差和偏差变化率来确定其控制策略。难于总结出比较完整的经验,此时模糊控制规则或者缺乏,或者很粗糙,并且当被控对象参数发生变化或受到随机干扰影响时,都会影响模糊控制的效果。 (2)自组织模糊控制器 自组织模糊控制器能自动对系统本身的参数或控制规则进行调整,使系统不断完善,以适应不断变化的情况,保证控制达到所希望的效果。它根据自动测量得到的实际输出特征和期望特征的偏差,确定输出响应的校正量并转化控制校正量,调整模糊控制规则,作用于被控对象。其基本特征是:控制算法和规则可以通过在线修改,变动某几个参数可以改变控制结果。它不仅仅是局限于某个对象,而是通过自组织适应几类对象。有代表性为以下三种类型: ①为自校正模糊控制器:在常规模糊控制中增加系统辨别和修正控制功能。通过使用一个较为粗糙的初期模型,经过模糊控制器的自组织功能,达到在线修正模糊控制规则,完善系统性能,使其达到灿期的要求; ②自调整比例因子模糊控制器:通过调整系统偏差及偏差变化率的比例因子来控制模糊控制器中的输出量的比例系数,即改变系统的增益。它充分体现了操作者手动控制的思维特点和控制策略,保证了系统有良好的动态性和稳态精度; ③模糊自整定PID参数控制器:应用模糊集理论,根据系统运行状态,在线整定控制器PID 参数(KP、KI、KD)。由于模糊自整定参数KP、KI,KD与偏差e变化率ec间建立起在线自整定函数关系,且这种关系是根据人的经验和智慧积累起来的,使系统在不同的运动状态下能对

模糊控制详细讲解实例

一、速度控制算法: 首先定义速度偏差-50 km/h ≤e (k )≤50km/h ,-20≤ec (i )= e (k )- e (k-1)≤20,阀值e swith =10km/h 设计思想:油门控制采用增量式PID 控制算法,刹车控制采用模糊控制算法,最后通过选择规则进行选择控制量输入。 选择规则: e (k )<0 ① e (k )>- e swith and throttlr_1≠0 选择油门控制 ② 否则:先将油门控制量置0,再选择刹车控制 0

E EC U (,5,1)(,3,2,0)(,3,1,1)u (,2,0,2)(,1,1,3)(,0,2,3)(,1,5)g x trig x trig x trig x trig x trig x g x ∧∧--??--? ?--? =-??-? ?? ? 说明:边界选择钟形隶属度函数,中间选用三角形隶属度函数,图像略 实际EC 和E 输入值若超出论域范围,则取相应的端点值。 3.模糊控制规则 由隶属度函数可以得到语言值隶属度(通过图像直接可以看出)如下表: 表1:E/EC 和U 语言值隶属度向量表 设置模糊规则库如下表: 表2:模糊规则表

复合模糊控制策略及应用

收稿日期:2004-09-24复合模糊控制策略及应用 王 君,李 炜,乔平原 (兰州理工大学电气工程与信息科学学院,甘肃兰州 730050) 摘 要: 提出了一种复合模糊分段控制策略,应用于具有大惯性、强扰动并难以建立准确模型的系统,通过计算机仿真对三层PE温度控制系统进行模拟,取得了良好的效果. 关键词: 模糊控制;中频炉;三层PE 中图分类号: TP273 文献标识码: A 文章编号:1004-0366(2005)03-0108-04 A Segmented Fuzzy Control S trategy and Its Application W AN G Jun,LI W ei,QIAO Ping-y uan (College of Electrical and Information Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050,China) Abstract: A segm ented fuzzy control stra tegy is presented.It can be used to the system w hose exact mod-el is difficult to establish due to la rg e inertia and stro ng disturbances.Sim ula tion fo r the tem perature con-trol sy stem o f a three-lay er PE process has been do ne with goo d effects. Key words: fuzzy contro l;intermediate frequency stov e;three-layer PE 三层PE又称聚乙烯三层结构防腐层,是国际上目前最为先进的防腐技术之一.由于三层PE的生产工序较为复杂,各种变量之间存在强耦合、大惯性、非线性等特点,系统的工况随加工原料的不同复杂多变,对其建立精确的数学模型较为困难.因此采用传统的控制技术往往难以奏效,难以得到满意的效果.国内大多钢质管道聚乙烯防腐成型生产线的操作、工艺路线的确定都是根据生产者的经验确定,采用人工手动加电气控制配合的生产方式.受人为因素的影响,往往造成生产过程的不稳定,产品质量难以保证,生产效率低[1,2]. 模糊控制作为智能控制的一个重要分支,非常适用于控制那些因具有高度非线性、或参数随工作点的变动较大、或交叉耦合严重、或环境因素干扰强烈,而不易获得精确数学模型和数学模型不确定或多变的一类被控过程,也是当前控制领域的一个研究热点[3]. 针对三层PE生产工艺中严重制约生产效率以及影响产品质量的包覆段中恒速段传动、钢管胶化时的温度以及塑料挤出成型等工艺流程中的温度参数,以及在作者原有研究的基础上提出了一种复合模糊分段控制策略.以靖边防腐厂生产线的工艺参数为背景,进行仿真实验,仿真结果证明了这种算法的有效性. 1 系统工艺要求及结构模型建立如图1所示,经抛丸段预处理后的钢管,首先进入中频炉加热至200℃左右,经喷粉箱采用静电喷涂技术在钢管外表面熔结一层还氧树脂底漆(FBE),中间胶膜必须在FBE的胶化时间内包覆在钢管内,以保证熔融的共聚物粘胶剂与胶化状态的FBE发生化学反应,牢固粘结在钢管表面 . 图1 系统工艺模型 第17卷 第3期2005年9月 甘肃科学学报 J ou rnal of Gansu Sciences Vol.17 No.3 Sep.2005

(完整版)模糊控制技术的发展及前景展望

模糊控制技术的发展与 前 景 展 望

模糊控制技术发展现状与前景展望 1.引言 人的手动控制策略是通过操作者的学习,实验以及长期经验积累而形成的,他通过人的自然语言来叙述。由于自然语言具有模糊性,所以,这种语言控制也被称为模糊语言控制,简称模糊控制。 近年来,对于经典模糊控制系统稳态性能的改善,模糊集成控制,模糊自适应控制,专家模糊控制与多变量模糊控制的研究,特别是对复杂系统的自学习与参数自调整模糊系统方面的研究,受到各国学者的重视。人们将神经网络和模糊控制技术相结合,形成了一种模糊神经网络技术,他可以组成一组更接近于人脑的智能信息处理系统,其发展前景十分广阔。 2.模糊控制的热点问题 模糊控制技术是一项正在发展的技术,虽然近年来得到了蓬勃发展,但它也存在一些问题,主要有以下几个方面 (1) 还没有有形成完整的理论体系,没有完善的稳定性和鲁棒性分析、系统的设计方法(包括规则的获取和优化、隶属函数的选取等); (2) 控制系统的性能不太高(稳态精度较低,存在抖动及积分饱和等问题); (3) 自适应能力有限。目前,国内外众多专家学者围绕着这些问题展开了广泛的研究,取得了一些阶段性成果,下面介绍一下近期的主要研究热点。 2.1 模糊控制系统的稳定性分析 任何一个自动控制系统要正常工作,首先必须是稳定的。由于模糊系统本质上的非线性和缺乏统一的系统描述,使得人们难以利用现有的控制理论和分析方法对模糊控制系统进行分析和设计,因此,模糊控制理论的稳定性分析一直是一个难点课题,未形成较为完善的理论体系。正因为如此,关于模糊系统的稳定性分析近年来成为众人关注的热点,发表的论文较多,提出了各种思想和分析方法。目前模糊控制系统稳定性分析方法主要有以下几种: (1) 李亚普诺夫方法 基于李亚普诺夫直接方法,许多学者讨论了离散时间和连续时间模糊控制系统的稳定性分析和设计。使用李亚普诺夫线性化方法,Ying建立了包括非

模糊控制技术及其应用

模糊控制技术及其应用 余永权 作者简介:余永权广东工业大学教授、计算机应用研究室主任、Motorola单片机应用研究开发中心主任。1970年毕业于广东工学院自动化专业,一直从事计算机教学及研究工作。70年代初以来,参加了广东省第一台中型计算机的研制,以及矿山计算机监控系统、模糊控制、单片机、模糊家用电器等30多个项目的研究和组织开发。发表论文70余篇,出版了《单片机模糊逻辑控制》等著作5本。1993~1994年,在多伦多大学进行高级控制系统研究,回国后从事单片机控制网络、神经网络、模糊控制等方面的研究。模糊控制作为一种新颖的控制方法,越来越受到人们的重视。如果说,传统的控制是从被控对象的数学结构上去考虑进行控制的,那么,模糊控制则是从人类智能活动的角度和基础上去考虑实施控制的。在实际应用中,传统控制方法无能为力的非线性场合,模糊控制却能发挥得淋漓尽致,这使人们对模糊控制不得不另眼看待。目前,人们已经公认:模糊控制是实际应用中最有效的控制方法。一、模糊控制的发展从1965年美国加州大学自动控制专家L.A.Zadeh提出模糊集合论以来,模糊理论的研究已取得不少成果。1974年,英国的Mamdani首次用模糊逻辑及模糊推理实现了对蒸汽机的自动控制,从而宣告了模糊控制历史的开始。今天,在各种工业控制过程或者产品中,模糊控制已成为受欢迎的技术。家用电器、机器人、汽车、工业生产过程中的模糊控制都取得了极大的成功。模糊集成电路和模糊计算机、模糊逻辑开发系统的研究也取得了令人惊喜的进展。对模糊控制一直持怀疑和观望态度的美国,近几年也表现出前所未有的热情。 1.模糊控制理论和技术现状模糊控制理论需要解决的系统方法有:人的知识和经验的表达、知识推理的法则、人的知识的获取和总结、模糊控制系统和稳定判据、模糊控制系统的学习、模糊控制系统的分析及模糊控制系统的设计等。目前,各国学者提出的模糊推理方法不下几十种,但还没有一种方法能在各方面都表现出最大的合理性。在研究模糊控制系统的稳定性方面取得了一定成果,但稳定性理论还很不完善,有的稳定性判别还在走传统的精确系统的李雅普诺夫准则的老路,未能建立全新的方法。有的虽然已利用模糊理论对单输入单输出系统建立稳判别条件,但多输入系统的稳定问题尚未解决。至于模糊学习、系统分析和系统设计,基本上还没有一套合理而完整的理论方法。模糊控制技术需要解决的具体问题有:模糊控制器的构造、模糊信息与精确信息转换的物理结构和方法、模糊控制器对外界环境的适应性及适应技术、实现模糊控制系统的软技术、模糊控制器和被控对象的匹配技术等。模糊控制技术所要解决的是实用的具体问题,它在实际应用中取得了出人意料的成功。模糊控制器的构造目前已有三种不同的技术:第一种是采用传统的数字单片机或微型机作为物理基础,这种模糊控制器需要相应的软件才算构造完毕。第二种是用模糊单片机或集成电路芯片构造模糊控制器,利用配置数据来确定模糊控制器的结构形式。第三种是采用可编程门阵列构造模糊控制器,这主要是构造控制表,所以事先要进行脱机处理,形成描述模糊控制器的控制表。模糊信息与精确信息转换的问题,目前基本采用A/D、D/A转换和软件相结合的方法。其实,无需软件介入,A/D和D/A转换也可以作为模糊信息与精确信息的转换器件和方法之一。模糊控制器对外界的适应性问题目前还没有一种专门的良好的技术,大多还是沿用传统的技术,或者依赖于集成电路本身的工艺水准。实现模糊控制系统的软技术包括对系统的仿真和实际工作软件等。目前,已有多种仿真系统出现,Motorola、富士通、NEC、Neturalogix和国家半导体公司等都有相应的系统产品。不过,这些产品也有尚待提高的地方。国内的清华大学、广东工业大学也开发出了模糊推理机的有关软件和仿真系统。模糊控制器和被控对象匹配技术目前仍依赖于人们的经验;模糊理论中关于模糊模型的问题还有待深入研究。所以,在这种匹配技术中,人为的因素起着较大作用。 2.模糊控制的特点模糊控制在短短20年中取得了令人瞩目的结果。这主要在于它有一些十分明显的特点: (1)无需知道被控系统的数学模型。模糊控制是以人对被控系统的控制经验为依据而设计控制器的,故无需知道被控系统的数学模型。 (2)是一种反映人类智慧思维的智能控制。模糊控制采用人

基于模糊控制算法的温度控制系统的设计(DOC)

本科生毕业论文(设计) 调研报告 题目:基于模糊控制算法的 温度控制系统的设计学生姓名: 学号: 专业班级: 指导教师: 完成时间:年月日

基于模糊控制算法的温度控制系统的设计 一、主要目标任务: 综合运用所学知识,如《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《微机原理》、《单片机原理与应用》,设计一个基于模糊控制算法的温度控制系统。 1)对以前所学知识进行系统的复习,全面的综合并将其联贯。 2)学会了独立的分析和解决问题和进行相关社会调查的能力 3)学会了查阅文献的方法和培养查阅文献的良好习惯。 4)提高专业相关外文的阅读、翻译能力。提高专业英语水平。 5)提高编写程序的水平,优化软件结构。提高电脑绘图水平。 二、技术性能指标: 1)温度控制在0~100度(水温),误差为±0.5。C。 2)恒温控制。 3)LED实时显示系统温度。并通过键盘输入给定温度 三、简要工作原理 以AT89C51单片机为模糊控制器,结合温度传感变送器,A/D转换器、LED显示器、静态电子开关等,设计出一个基于模糊控制算法的温度控制系统。 在系统中,温度传感变送器获得温度的感应电压,转变成1~5V的标准电压信号,再由A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部。单片机将给定电压的A/D转换结果与测量电压的结果相比较,得出偏差量。然后跟据模糊控制算法得出控制量。在执行器中由开关频率较高的静态电子开关完成,采用模拟的PWM控制方法,改变同一个周期中电子开关的闭合时间。 从而调节加热开关的导通时间,以达到控制效果的目的。 四、课题文献综述 1、《动力锅炉燃烧系统的模糊控制策略》 1)作者:刘向杰、柴天佑、刘红波 2)摘要:基于模糊控制策略给出了锅炉系统新的控制方法。工业锅炉的主要动态包括非线性、非最小相位特征、不稳定性、时滞和负荷干扰,采 用传统控制方法难以实施有效的控制。运用GPE(Gausian partition with evenly spaced midpoints)模糊控制系统对锅炉对象的主汽压进行研究和 实时控制,模糊控制器能够克服许多干扰因素,产生良好的控制效果, 最后给出了模糊控制同传统方法的比较结果。 3)模糊控制器的应用 本文的线性推理规则表示:IF error is Ej and rate is Rj THEN output is U(i+j)。Ei代表着一个误差模糊,Rj代表一个误差变化率模糊集,U(i+j)代表着一个输出量模糊集。 4)实施结果 上述控制策略用于现场实际对象,尽管现场运行存在很大的干扰,主

模糊控制系统的应用

模糊控制系统的应用 一、模糊控制系统的应用背景 模糊控制系统是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。1965年美国的扎德创立了模糊集合论, 1973 年, 他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理。1974 年英国的Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它用于锅炉和蒸汽机的控制, 在实验室获得成功, 这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生。 模糊控制系统主要是模拟人的思维、推理和判断的一种控制方法, 它将人的经验、常识等用自然语言的形式表达出来, 建立一种适用于计算机处理的输入输出过程模型, 是智能控制的一个重要研究领域。从信息技术的观点来看, 模糊控制是一种基于规则的专家系统。从控制系统技术的观点来看, 模糊控制是一种普遍的非线性特征域控制器。 相对传统控制, 包括经典控制理论与现代控制理论。模糊控制能避开对象的数学模型(如状态方程或传递函数等) , 它力图对人们关于某个控制问题的成功与失败和经验进行加工, 总结出知识, 从中提炼出控制规则, 用一系列多维模糊条件语句构造系统的模糊语言变量模型, 应用CRI 等各类模糊推理方法,可以得到适合控制要求的控制量, 可以说模糊控制是一种语言变量的控制。 模糊控制具有以下特点: (1) 模糊控制是一种基于规则的控制。它直接采用语言型控制规则, 出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识, 在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型, 因而使得控制机理和策略易于接受与理解, 设计简单, 便于应用; (2) 由工业过程的定性认识出发, 比较容易建立语言控制规则, 因而模糊控制对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用; (3) 基于模型的控制算法及系统设计方法, 由于出发点和性能指标的不同, 容易导致较大差异; 但一个系统的语言控制规则却具有相对的独立性, 利用这些控制规律间的模糊连接, 容易找到折中的选择, 使控制效果优于常规控制器; (4) 模糊控制算法是基于启发性的知识及语言决策规则设计的, 这有利于模拟人工控制的过程和方法, 增强控制系统的适应能力, 使之具有一定的智能

模糊控制理论的心得与体会

模糊控制理论的心得与体会 模糊理论(Fuzzy Logic)是在美国加州大学伯克利分校电气工程系的 L.A.zadeh教授于1965年创立的模糊集合理论的数学基础上发展起来的,主要包括模糊集合理论、模糊逻辑、模糊推理和模糊控制等方面的内容.美国加州大学的L.A.Zadeh教授在1965年发表了著名的论文,文中首次提出表达事物模糊性的重要概念:隶属函数,从而突破了19世纪末笛卡尔的经典集合理论, 奠定模糊理论的基础. 1966年,P.N.Marinos发表模糊逻辑的研究报告,1974年,L.A.Zadeh发表模糊推理的研究报告,从此,模糊理论成了一个热门的课题。1974年,英国的E.H.Mamdani首次用模糊逻辑和模糊推理实现了世界上第一个实验性的蒸汽机控制,并取得了比传统的直接数字控制算法更好的效果,从而宣告模糊控制的诞生。1980年丹麦的L.P.Holmb lad和Ostergard在水泥窑炉采用模糊控制并取得了成功,这是第一个商业化的有实际意义的模糊控制器。 事实上,模糊理论应用最有效,最广泛的领域就是模糊控制,模糊控制在各种领域出人意料的解决了传统控制理论无法解决的或难以解决的问题,并 取得了一些令人信服的成效。 一模糊控制的基本思想及应用方向 把人类专家对特定的被控对象或过程的控制策略总结成一系列以"IF(条件)THEN(作用)"形式表示的控制规则,通过模糊推理得到控制作用集,作用于被控对象或过程.控制作用集为一组条件语句,状态语句和控制作用均为一组被量化了的模糊语言集,如"正大","负大","正小","负小",零等。 模糊控制的几个研究方向: ·模糊控制的稳定性研究 ·模糊模型及辩识 ·模糊最优控制 ·模糊自组织控制 ·模糊自适应控制 ·多模态模糊控制

模糊控制技术在电力系统的一些应用1

模糊控制技术在电力系统的一些应用 1 引言 随着信息技术的高速发展,越来越多的智能产品出现在我们的生活中,我们对智能控制的要求以及稳定性有了很大的提高。所有我们有必要了解一下智能控制,智能控制有几个重要分支,其中包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法三大分支。这里我们只对模糊控制进行了解和认识。首先我们先了解下什么是模糊控制。 模糊控制就是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里,控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键,系统动态的信息越详细,则越能达到精确控制的目的。然而,对于复杂的系统,由于变量太多,往往难以正确的描述系统的动态,于是工程师便利用各种方法来简化系统动态,以达成控制的目的,但却不尽理想。换言之,传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力,但对于过于复杂或难以精确描述的系统,则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。 2模糊控制的特点 ○a简化系统设计的复杂性,特别适用于非线性、时变、滞后、模型不完全系统的控制。 ○b不依赖于被控对象的精确数学模型。 ○c利用控制法则来描述系统变量间的关系。 ○d不用数值而用语言式的模糊变量来描述系统,模糊控制器不必对被控制对象建立完整的数学模式。 ○e模糊控制器是一语言控制器,便于操作人员使用自然语言自然语言进行人机对话。 ○f模糊控制器是一种容易控制、掌握的较理想的非线性控制器,具有较佳的 鲁棒性、适应性、强健性(Robustness)及较佳的容错性(Fault Tolerance)。3模糊控制技术的应用 接下来我们介绍一下模糊控制在家电产品以及机电行业和生产生活等方面的应用。模糊控制在家电方面的应用有模糊电视机、模糊空调器、模糊微波炉以及模糊洗衣机等等。在机电行业的应用有集装箱吊车的模糊控制、单片机温度模糊控制、电梯群控制系统多目标模糊控制等等。生产过程中模糊控制的应用也是无处不在。例如发电厂的煤粉炉、热风炉以及继电保护系统都需要模糊控制理论的参与才能更好的完成发电生产。所以我们谈谈模糊控制在电力系统的应用。 3.1模糊PID控制器在火电厂温度控制系统中的应用 某电厂火力发电机组由锅炉、汽轮机和发电机三大主机及其众多辅助设备

模糊控制算法研究

《智能控制》 课程设计报告 专业:自动化 班级:学号: 学生: 时间:13年12月30日~13年1月3日 ―――――――以下指导教师填写―――――分项成绩:出勤设计报告 总成绩: 指导教师:

设计报告要求和成绩评定 1 报告容 设计任务书(设计计划),正文,参考资料。 设计任务书(设计计划)由学生所在系安排指导教师编写,容包括设计地点、时间、安排和设计容和要求等。 正文容一般包括:(1)设计简述(设计时间、设计地点,设计方式等);(2)设计容叙述;(3)设计成品(图纸、表格或计算结果等);(4)设计小结和建议。 参考资料包括参考书和现场技术资料等。 2 书写用纸 A4复印纸;封面、设计任务书要求双面打印。 3 书写要求 正文容手工双面或单面书写,字迹清楚,每页20行左右,每行30字左右,排列整齐;页码居中写在页面下方;纸面上下左右4侧边距均为2厘米。 公式单占一行居中书写;插图要有图号和图题,图号和图题书写在插图下方;表格要有表号和表题,表号和表题在表格上方书写;物理量单位和符号、参考文献引用和书写以及图纸绘制要符合有关标准规定;有关细节可参考我院《毕业设计成品规》。 4 装订 装订顺序:封面,设计任务书,正文及参考资料,封底;左边为装订边,三钉装订,中间钉反向装订。 5 成绩评定 设计成绩一般由出勤(10分)、报告书写规性及成品质量(50分)、考核(40分)三

部分成绩合成后折合为优秀(90-100分)、良好(80-89分)、中(70-79分)、及格(60-69分)或不及格(60分以下)。设计考核可采取笔试、机试或其它合适的方式;不参加考核或不交报告者成绩为零分。 模糊控制算法研究 一、课程设计的目的: 1. 通过本次课程设计,进一步了解模糊控制的基本原理、模糊模型的建立和模 糊控制器的设计过程。 2. 提高学生有关控制系统的程序设计能力; 3. 熟悉Matlab语言以及在智能控制设计中的应用。 二、课程设计的基本容:

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