模糊控制技術(shù)

前言

模糊控制是近代控制理論中建立在模糊集合論基礎(chǔ)上的一種基于語言規(guī)則與模糊推理的控制理論，它是智能控制的一個(gè)重要分支。常規(guī)控制的基本特點(diǎn)是控制器的設(shè)計(jì)都要建立在被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，但是，在許多情況下被控對(duì)象（或生產(chǎn)過程）的精確數(shù)學(xué)模型很難建立。另一方面，人們注意到，對(duì)于很多復(fù)雜的、多因素影響的生產(chǎn)過程，即使不知道該過程的數(shù)學(xué)模型，有經(jīng)驗(yàn)的操作人員也能夠根據(jù)長期的實(shí)踐觀察和操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效的控制，而采用傳統(tǒng)的自動(dòng)控制方法效果并不理想。人的經(jīng)驗(yàn)參與控制過程的成功，激發(fā)了人們對(duì)控制原理的進(jìn)一步深入研究。這種原理以能包含人類思維的控制方案為基礎(chǔ)，而且反映了人類經(jīng)驗(yàn)的控制過程知識(shí)，以及可以達(dá)到控制目的，能夠利用某種形式表達(dá)出來，同時(shí)還很容易被實(shí)現(xiàn)。這樣的控制系統(tǒng)既避免了那種精密、反復(fù)、有錯(cuò)誤傾向的模型建造過程，又避免了精密地估計(jì)模型方程中各種參數(shù)的過程。在多變量、非線性、時(shí)變的大系統(tǒng)中，人們可以采用簡單靈活的控制方式，于是就產(chǎn)生一個(gè)問題，能否把人的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為若干條控制規(guī)則，并設(shè)計(jì)一個(gè)裝置去執(zhí)行這些規(guī)則，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制呢？模糊控制理論與技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生，這就是模糊控制產(chǎn)生的背景。模糊控制理論和方法的提出，歸功于美國加利福尼亞大學(xué)的自動(dòng)控制教授L．A．Zadeh于1965年首次提出的“模糊集合”的概念，使得有人的經(jīng)驗(yàn)參與的控制過程成為實(shí)際可能；1973年，L．A．Zadeh又進(jìn)一步研究了模糊語言處理，給出了模糊推理的理論基礎(chǔ)；自從1974年Mamdani制造出用于鍋爐和蒸汽機(jī)的第一個(gè)模糊控制器以來，模糊控制理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史還不到30年。

內(nèi)容概要

本書是一本系統(tǒng)介紹最新模糊控制技術(shù)的教材。全書共分為7章，首先介紹了模糊控制的起源、特點(diǎn)、研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢；然后從工程應(yīng)用的角度介紹了模糊邏輯與模糊推理的基礎(chǔ)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上論述了模糊控制技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)，并詳細(xì)討論了模糊控制器的設(shè)計(jì)；對(duì)模糊控制的發(fā)展趨勢——與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，本書也進(jìn)行了介紹；從實(shí)用化的角度，對(duì)模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)方法進(jìn)行了介紹；最后，以典型的例子從不同的角度對(duì)模糊控制的應(yīng)用進(jìn)行了介紹?！　”緯x材恰當(dāng)、體系合理、邏輯性強(qiáng)、通俗易懂，側(cè)重介紹應(yīng)用，適合作為高等學(xué)校自動(dòng)化和電氣信息類相關(guān)專業(yè)本科教材，也可供自學(xué)人員和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　模糊控制的起源及其特點(diǎn)　1.2　模糊控制研究與應(yīng)用現(xiàn)狀　1.3　模糊控制展望第2章　模糊邏輯與模糊推理　2.1　模糊集合及其隸屬函數(shù)　　2.1.1　模糊集合及其表示　　2.1.2　模糊集合的基本運(yùn)算及其法則　　2.1.3　模糊集合與普通集合的關(guān)系　　2.1.4　模糊集合的隸屬函數(shù)　2.2　模糊矩陣與模糊關(guān)系　　2.2.1　模糊矩陣　　2.2.2　模糊關(guān)系　　2.2.3　模糊映射　2.3　模糊語言與模糊邏輯　　2.3.1　模糊語言　　2.3.2　模糊邏輯　2.4　模糊推理　　2.4.1　模糊推理方法　　2.4.2　模糊條件推理第3章　模糊控制技術(shù)基礎(chǔ)　3.1　模糊控制基本原理　　3.1.1　模糊控制的引入及實(shí)現(xiàn)　　3.1.2　模糊控制過程　3.2　模糊化方法(Fuzzification)　3.3　解模糊方法(Defuzzification)　　3.3.1　重心法　　3.3.2　最大隸屬度法　　3.3.3　系數(shù)加權(quán)平均法　　3.3.4　隸屬度限幅元素平均法　　3.3.5　中位數(shù)法　3.4　模糊控制規(guī)則及控制算法　　3.4.1　模糊控制規(guī)則的表示及特性　　3.4.2　模糊控制規(guī)則的生成　　3.4.3　模糊控制規(guī)則的優(yōu)化　　3.4.4　模糊控制算法第4章　模糊控制器設(shè)計(jì)　4.1　模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)及主要類型　　4.1.1　模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)　　4.1.2　常用的幾種模糊控制器　　4.1.3　模糊控制器的設(shè)計(jì)　4.2　模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　4.2.1　模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　4.2.2　一般設(shè)計(jì)方法第5章　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模糊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用　5.1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　　5.1.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的起源和發(fā)展　　5.1.2　神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　　5.1.3　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及類型　　5.1.4　典型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　5.2　模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　　5.2.1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯　　5.2.2　模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　5.3　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制器　　5.3.1　復(fù)合型神經(jīng)模糊控制器　　5.3.2　融合型神經(jīng)模糊控制器　　5.3.3　模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在倒立擺控制中的應(yīng)用第6章　模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)　6.1　開發(fā)方法——恒溫箱溫度的模糊控制　　6.1.1　控制對(duì)象簡述　　6.1.2　模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　6.1.3　模糊變量的論域及其隸屬函數(shù)　　6.1.4　根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)給出以下控制規(guī)則　　6.1.5　控制輸出　6.2　數(shù)字單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊控制　6.3　模糊單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊控制　　6.3.1　NLX230的引腳及功能　　6.3.2　NLX230的工作原理和功能特點(diǎn)　　6.3.3　NLX230的內(nèi)部寄存器及功能　　6.3.4　NLX230的操作及接口技術(shù)　　6.3.5　NIJQ30的應(yīng)用實(shí)例第7章　模糊控制應(yīng)用實(shí)例　7.1　模糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)　　7.1.1　洗衣條件　　7.1.2　模糊控制洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)　　7.1.3　控制電路設(shè)計(jì)　　7.1.4　模糊控制實(shí)現(xiàn)方法　7.2　智能手機(jī)充電器　　7.2.1　智能充電原理　　7.2.2　手機(jī)充電器模糊控制的系統(tǒng)原理框圖　　7.2.3　充電控制原理　　7.2.4　控制軟件　7.3　地鐵機(jī)車模糊控制器　　7.3.1　對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義　　7.3.2　對(duì)機(jī)車的運(yùn)動(dòng)特性模擬實(shí)驗(yàn)　　7.3.3　模糊控制規(guī)則的制定　　7.3.4　模糊控制的實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《自動(dòng)化專業(yè)本科系列教材?模糊控制技術(shù)》由重慶大學(xué)出版社出版。

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