大学毕业答辩毕业论文-模糊控制理论讲义应用研究
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模糊控制现代工业对控制系统的先进性、可靠性、可扩展性、易实现性和易管理性提出了越来越高的要求,这导致常规仪表逐渐淡出舞台,而以微处理器为核心的计算机控制系统则逐渐占据了统治地位。
随着计算机尤其是微机的发展和应用,自动控制理论和技术获得了飞跃的发展。
基于状态变量描述的现代控制理论对于解决线性或非线性、定常或时变的多输入多输出系统问题,获得了广泛的应用,例如在阿波罗登月舱的姿态控制、宇宙飞船和导弹的精密制导以及在工业生产过程控制等方面得到了成功的运用。
但是,无论采用经典控制理论还是现代控制理论设计一个控制系统,都需要事先知道被控制对象(或生产过程)精确的数学模型,然后根据数学模型以及给定的性能指标,选择适当的控制规律,进行控制系统设计。
然而,在许多情况下被控对象(或生产过程)的精确数学模型很难建立。
显而易见,在自然科学、社会科学、工程技术的各个领域,都会涉及大量的模糊因素和模糊信息处理问题、模糊技术几乎渗透到了所有领域,列有模糊专题的较大型国家会议每年约有十多个,各种模糊技术成果和模糊产品也逐渐从实验室走向社会,有些已经取得了明显的社会效益与经济效益。
像冶金、机械、石油、化工、电力、电子、轻工、交通、医疗、法律、教育、军事科学等等,每个领域都有其成功的应用范例。
模糊控制是作为结合传统的并基于规则的专家系统、模糊集理论和控制理论的成果而诞生的,它与基于被控过程数学模型的传统控制理论有很大的区别。
在模糊控制中并不是的领域专家那里获取知识,即专家行为和经验。
当被控过程十分复杂甚至“病态”时,建立被控过程的数学模型或者不可能,或者需要高昂的代价,此时模糊控制就显得具有吸引力和使用性。
由于人类专家的行为是实现模糊控制的基础,因此必须用一种容易且有效的方式来表达人类专家的知识。
以往的各种传统控制方法均是建立在被控对象精确数学模型基础上的,然而,随着系统复杂程度的提高,将难以建立系统的精确数学模型。
模糊控制,既不是指被控制对象是模糊的,也不是被控制器是不确定的,它是指在表示知识、概念上的模糊性。
摘要一阶直线倒立摆是一个典型的“快速、多变量、非线性、自不稳定系统”,对一阶倒立摆系统的稳定性研究在理论上和方法上具有深远的意义。
对一阶倒立摆的研究可以归结为对非线性、多变量、不稳定系统的研究。
在应用上,一阶倒立摆广泛应用于控制理论研究、航空航天控制等领域,在自动化领域中具有重要的价值。
本文首先是建立一阶倒立摆的数学模型,并且采用的是双闭环控制系统,通过对一阶倒立摆的双闭环控制系统数学模型的分析,将模糊控制方法应用于一阶倒立摆的控制问题,其中,内环控制倒立摆的摆角,外环控制倒立摆的位置。
采用模糊控制器的设计包括隶属函数及模糊控制规则、解模糊,最后利用MATLAB软件进行仿真实验。
模糊控制方法应用于一阶倒立摆系统的控制中,能够发挥模糊控制在非线性系统的控制、复杂对象系统控制方面的优势,简化设计,提高系统的鲁棒性。
关键词:一阶倒立摆,数学模型,模糊控制,MATLABAbstractThe first-order linear inverted pendulum is a typical “fast, multivariable, nonlinear, unstable system”, for an inverted pendulum system stability research in theory and method has the profound significance. For an inverted pendulum can boil down to the research on nonlinear, multivariable, unstable system research. In application, an inverted pendulum is widely used in control theory, aerospace control and other fields, in the field of automation has important value.This paper is to establish a mathematical model of the inverted pendulum, and using the double closed-loop control system, through the inverted pendulum double closed-loop control mathematical model analysis, a fuzzy control method is applied to an inverted pendulum control, Wherein, the inner control of the inverted pendulum swing angle, the outer loop controls the position of inverted pendulum. Fuzzy controller design including the membership function and fuzzy control rule, fuzzy solution, finally using the Matlab software simulation. The fuzzy control method is applied to an inverted pendulum control system, fuzzy control can play in the control of nonlinear system, complex object systems control advantages, simplify the design, improve the stability of system.Key words: Inverted pendulum,Mathematical model,Fuzzy control,Matlab目录摘要 (I)Abstract.............................................................................................................................................. I I 1 绪论 (1)一阶倒立摆系统研究的意义 (1)一阶倒立摆系统在国内外研究综述 (1)本论文的研究内容和所用方法 (2)2 一阶倒立摆数学模型的建立与控制系统 (3)一阶倒立摆的数学模型 (3)一阶倒立摆系统的动力学分析 (4)系统微分方程的线性化 (5)系统微分方程状态空间表示 (6)一阶倒立摆定性分析 (7)系统的稳定性、能控性和能观测性判据 (7)基于状态方程的系统定性分析 (8)一阶倒立摆控制系统 (11)一阶倒立摆控制系统硬件 (11)一阶倒立摆系统总体控制框图 (11)3 模糊控制的基本原理 (15)模糊控制理论的基本概念 (15)模糊逻辑操作 (16)模糊规则与模糊推理 (16)模糊控制系统 (16)模糊控制系统的组成 (17)模糊控制系统的特点 (18)模糊控制器 (18)模糊控制器的组成 (18)模糊控制器的结构 (19)4 双闭环模糊控制系统设计 (21)建立双闭环模糊控制系统 (21)模糊控制器的设计 (21)隶属函数的确定 (21)模糊控制规则 (23)输出向量的解模糊 (24)建立模糊控制查询表 (25)5 一阶倒立摆系统仿真及其分析 (28)MATLAB及其模糊工具箱的介绍 (28)MATLAB的主要特点 (28)MATLAB的基本组成 (29)一阶倒立摆模糊控制系统仿真实验 (30)利用GUI编辑FIS结构文件,即设计模糊控制器 (30)建立一阶倒立摆模糊控制系统的仿真模型图 (33)6 结论与展望 (38)参考文献 (39)致谢 (40)系统总体框图 (41)系统总体原理图 (42)1 绪论一阶倒立摆系统研究的意义一阶倒立摆在稳定性控制问题中具有成本低廉,结构简单,形象直观,物理参数和结构易于调整的优点。
模糊控制的理论与发展概述摘要模糊控制理论是以模糊数学为基础,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。
模糊控制作为以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制,它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式尤其是模糊控制和神经网络、遗传算法及混沌理论等新学科的融合,正在显示出其巨大的应用潜力。
实质上模糊控制是一种非线性控制,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。
本文简单介绍了模糊控制的概念及应用,详细介绍了模糊控制器的设计,其中包含模糊控制系统的原理、模糊控制器的分类及其设计元素。
关键词:模糊控制;模糊控制器;现状及展望Abstract Fuzzy control theory is based on fuzzy mathematics, using language rule representation and advanced computer technology, it is a high-level control strategy which can make decision by the fuzzy reasoning. Fuzzy control is a computer numerical contro which based fuzzy set theory, fuzzy linguistic variables and fuzzy logic, it has become the effective form of intelligent control especially in the form of fuzzy control and neural networks, genetic algorithms and chaos theory and other new integration of disciplines, which is showing its great potential. Fuzzy control is essentially a nonlinear control, and subordinates intelligent control areas. A major feature of fuzzy control is both a systematic theory and a large number of the application background.This article introduces simply the concept and application of fuzzy control and introduces detailly the design of the fuzzy controller. It contains the principles of fuzzy control system, the classification of fuzzy controller and its design elements.Key words: Fuzzy Control; Fuzzy Controller; Status and Prospects. 引言传统的常规PID控制方式是根据被控制对象的数学模型建立,虽然它的控制精度可以很高,但对于多变量且具有强耦合性的时变系统表现出很大的误差。
模糊控制系统研究与应用模糊控制系统研究与应用1、概述:传统的自动控制,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、传递函数或状态方程)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。
自1965年L.A.Zadeh教授提出了模糊数学理论,模糊理论开始发展起来。
1974年,Mamdani在蒸汽发动机上成功地运用了模糊控制,开始了模糊控制的应用阶段。
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。
由于模糊控制不要求知道被控对象的精确数学模型,而且鲁棒性强,根据实际系统的输入输出结果数据,参考现场操作人员的运行经验,就可对系统进行实时控制,使得模糊控制得到了迅速发展,广泛地应用于工业、家用电器、机器人等许多领域。
2、模糊控制具有的突出特点:2.1优点:(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。
模糊控制毕业论文论文题目:基于模糊控制的某装置控制系统设计摘要:本文针对某装置,设计了一种基于模糊控制的控制系统,以实现对该装置的自动控制。
首先根据该装置的特性,建立数学模型,采用模糊控制方法设计控制器的输入与输出变量,建立模糊控制模型并进行模拟实验。
结果表明,所设计的模糊控制系统能够实现对该装置的自动控制,具有较好的稳定性和鲁棒性,能够有效提高生产效率和品质。
关键词:模糊控制;控制系统;装置控制;稳定性;鲁棒性Abstract: In this study, a control system based on fuzzy control was designed for a certain device to achieve automatic control of the device. Firstly, according to the characteristics of the device, the mathematical model was established. Fuzzy control method was used to design the input and output variables of the controller, and the fuzzy control model was established and simulated. The results showed that the designed fuzzy control system could achieve automatic control of the device, with good stability and robustness, and could effectively improve production efficiency and quality.Keywords: Fuzzy control; Control system; Device control; Stability; Robustness一、引言控制系统是工业自动化中的一项重要技术。
模糊控制理论
模糊控制理论是一种研究系统的行为,通过给定的输入和外部信息来控制系统输出的理论。
它是控制理论的一种发展,主要用于控制系统中未知参数和非线性系统。
模糊控制理论可以通过计算机来设计系统的控制,让系统能够适应不同的环境变化,从而达到更好的控制效果。
它的原理是将控制问题转化为模糊逻辑控制系统,而模糊逻辑控制系统可以表达复杂的系统行为。
模糊控制理论比传统的控制理论更加灵活,能够对复杂的系统行为进行有效的控制。
它可以帮助系统更好地抵抗外部环境变化,以达到最优的控制效果。
模糊控制理论也可以帮助系统适应更多不同的环境,从而有效地改善系统的性能。
模糊控制理论的应用范围非常广泛,可以应用于多种控制领域,比如航空航天、机器人技术、汽车行业等。
它可以帮助系统更好地应对外部环境变化,从而达到最佳的控制效果。
模糊控制理论是一种通过模糊逻辑来控制系统行为的理论,它能够帮助系统更好地适应不同的环境变化,从而达到更好的控制效果。
它的应用范围也非常广泛,可以应用于多种控制领域,如航空航天、机器人技术、汽车行业等。
滨江学院学年论文题目模糊控制理论及应用综述院系____滨江自控系___专业_____自动化______学生姓名_____卢林华______学号20102336022指导教师_____林屹________职称_____讲师________二O一三年十二月十日模糊控制理论及应用综述卢林华 20102336022南京信息工程大学滨江学院自动控制系,南京 210044摘要:模糊控制近来不论在理论上还是技术上都有了长足的进步,成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。
论文学习掌握了模糊控制理论的基本内容、模糊控制器的结构、工作原理等.论文学习掌握了模糊逻辑工具箱的基本组成和基本使用方法。
论文总结归纳了模糊控制技术的优点.同时论文对模糊控制的应用进行了总结、归纳,并举例进行了相应的介绍. 关键词:模糊控制理论;模糊控制器;模糊逻辑工具箱;模糊控制的应用1 绪论1.1模糊控制理论的产生自20世纪60年代以来,现代控制理论已经在工业生产过程和军事科学以及航空航天等许多方面取得了成功的应用。
但他们都有一个基本的要求,这个基本要求就是他们需要建立被控对象的精确数学模型。
随着科学技术的迅猛发展,各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高,所研究的系统也日益复杂多变。
然而由于一系列原因,诸如被控对象或过长的非线性、时变性、多参数间的强烈耦合、较大的随机干扰、过程机理错综复杂、各种不确定性以及现场测量手段不完善等,难以建立被控对象的精确模型。
对于那些难以建立数学模型的复杂被控对象,采用传统的控制方法效果并不好。
而看起来似乎不确切的模糊手段往往可以达到精确地目的。
操作人员是通过不断地学习、积累操作经验来实现对被控对象进行控制的,这些经验包括对被控对象特征的了解、在各种情况下相应的控制策略以及性能指标判据。
这些信息通常是以自然语言的形式表达的,其特点是定性的描述,所以具有模糊性。
由于这种特性使得人们无法用现有的定量控制理论对这些信息进行处理,于是需探索出新的理论与方法[1]。
华北电力大学科技学院智能控制论文模糊控制的概述及模糊控制的应用姓名:班级:学号:日期:模糊控制的概述及模糊控制在污水处理中的应用摘要:模糊控制技术对工业自动化的进程有着极大地推动作用,本文简要讲述了模糊控制的定义、特点、原理和应用,简介模糊控制在污水处理中的应用.并讲诉了模糊控制的发展.关键词:模糊控制;污水处理。
An overview of the fuzzy control and fuzzy control in application ofwastewater treatmentAbstract:Fuzzy control of industrial process automation has greatly promoted the role, the paper briefly describes the definition of fuzzy control,characteristics, principles and applications,Introduction to fuzzy control in wastewater treatment applications. And complaints about the development of fuzzy control.Keywords: fuzzy control;sewage treatment。
1 引言传统的自动控制控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(即传递函数模型或状态空间模型)的基础上,但是在实际中,很多系统的影响因素很多,油气混合过程、缸内燃烧过程等) ,很难找出精确的数学模型。
这种情况下,模糊控制的诞生就显得意义重大.因为模糊控制不用建立数学模型不需要预先知道过程精确的数学模型。
2 概述刘金琨在《智能控制》教材里提到模糊控制的定义和特点:2。
1定义:从广义上,可将模糊控制定义为:“以模糊集合理论、模糊语言变量及模糊推理为基础的一类控制方法”,或定义为:“采用模糊集合理论和模糊逻辑,并同传统的控制理论相结合,模拟人的思维方式,对难以建立数学模型的对象实施所谓一种控制方法"。
模糊操纵工程论文1模糊操纵工程应用的核心问题研究1.1强耦合多变量问题工业生产中,我们多半会遇到强耦合多变量问题,它不像单变量那么单一,条件和环境都比较好操纵。
从多变量的对象来看,被控对象、操纵器以及测量和执行元件都有可能涉及到,构成了复杂的XX络结构。
各变量之间多数存在耦合关系,耦合的强度有大有小。
耦合强度较小时比较好操纵,多半以一种线性独立的方式来操纵。
当耦合强度超出了系统的操纵范围,就不可小觑了,如果继续进展下去就会造成系统的不稳定。
1.2模糊操纵规则和参数对实际应用的影响研究人员根据其丰富的实践经验和理论知识研制出模糊操纵器,并将其应用在电子技术方面。
在实际操作过程中,模糊操纵的规则获得和参数的选取在决定技术推广应用中起到关键作用。
但是,由于专家经验的缺乏和逻辑推断的失误,往往会导致模糊操纵规则应用的不完全,同时影响到相关参数的改变,这样就直接关联到最终结论的不准确和整个系统的效果减弱。
由此可见,模糊操纵规则起着举足轻重的作用。
1.3模糊操纵器的精度操纵模糊操纵器具有很多优点,因为其鲁棒性良好、非线性操纵特性而受到欢迎。
但它也存在一些不足,比如余差的客观存在、在稳定性操纵方面精度较低等。
特别是在操纵精度上,受到被控对象性能的约束,所面临的标准是日趋增加。
就拿电液混合位置伺服系统来说,液压缸的工作频率如果超过50Hz,就得调整位置精度值在30um范围内。
2模糊操纵工程应用的问题解决方案2.1强耦合多变量问题的解决方法强耦合多变量问题是模糊操纵工程中常见的问题,遇到这种情况专家通常采纳分层多规则集法。
多个变量的输入所导致的操纵作用未必都相同,过程状态的推断可以依据全局变量,而且过程状态又是由不同的操纵规则来决定的,所以使得这样的操纵更加专一,也能收获到良好的效果。
全局变量外还有一种辅助变量,即局部变量。
这种变量是由模糊推理语句构成的一个具有一定规则的集合,在整个模糊操纵系统中,其主要是作为高层规则集合进行使用,主要功能是推断系统运行的过程状态;而低层规则集合则主要是针对不同的过程运行状态进行的一个模糊操纵。
基与模糊理论与常规的模糊PID控制方法研究Research on fuzzy PID control method based on fuzzy theory and fuzzy theory学生姓名:指导教师:摘要传统PID控制是经典控制理论中的一种比例微分积分控制,是工业中应用最广泛的控制方法。
但是随着社会和生产的发展,对自动控制的响应速度,系统稳定性和适应能力有了更高的要求。
经典控制要求被控对象具有确定的,线性化的数学模型,但是具体实际被控对象都不同程度存在非线性,建模困难的特点,于是模糊控制由此产生。
模糊控制技术是近代智能控制理论的新颖技术,通过模拟人的近似推理和判断过程,是控制算法的可控性、适应性和合理性提高。
模糊控制的优点,如能有效减小系统超调量,提高系统的响应速度,缩短系统的调节时间,总体来说,大大增强了控制系统的动态性能。
模糊控制作为一种相对较新的控制方法,它也能提供更多的发展空间。
所选期刊给出了PID控制器、模糊控制器、自适应PID模糊控制的基本原理和设计方法,通过仿真比较,得出了PID模糊控制比前两者具有更好的系统动态性能,控制品质指标优于传统PID以及模糊控制。
关键词:模糊控制;PID控制;模糊PID控制AbstractThe traditional PID control is a classic control integral proportional differential control theory, control method is the most widely used in industry. But with the development of society and production, theresponse speed、stability and adaptabilityof the automatic control system have been requiring hight increasingly. The classical control requirements of the controlled object is determined mathematical model linear, but the actual controlled object are nonlinear characteristics, difficulties in modeling, and fuzzy control. The resulting fuzzy control technology is a modern novel intelligent control technology theory, the approximate reasoning and judgment process simulation of the people, is the controllability of control algorithm, improve the adaptability and rationality. The advantages of fuzzy control such as, can effectively reduce the overshoot and improve the response speed of the system, shorten the adjustment time, overall, greatly enhancing the dynamic control system As a relatively new control method, fuzzy control can also provide more room for development.Selected journals gives the PID controller, fuzzy controller, fuzzy adaptive PID control basic principle and design method of, by simulation and comparison, it is concluded that the PID fuzzy control has better dynamic performance than the previous two, quality index is better than the traditional PID control and fuzzy control.Key words: Fuzzy control; PID control; Fuzzy PID control目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1) (1) (1) (2)第二章PID控制基本原理 (2) (2) (4) (4) (6)第三章模糊PID控制器设计 (7)模糊逻辑控制过程 (7) (9) (10).................................................. (11)................................................ (11)模糊逻辑推理................................................ ..12 (18)第四章系统的仿真 (19) (19) (20)结束语 (26)参考文献...............................................,,27附录.. (28)第一章绪论问题的提出20世纪中叶以来,在科学技术与工业发展过程中,自动控制理论与技术发挥了巨大的作用,并取得了巨大的成就,是现代高新技术的重要手段之一。
模糊控制理论文献综述摘要模糊控制理论是以模糊数学为基础,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。
模糊控制作为以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制,它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式尤其是模糊控制和神经网络、遗传算法及混沌理论等新学科的融合,正在显示出其巨大的应用潜力。
实质上模糊控制是一种非线性控制,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。
本文简单介绍了模糊控制的概念,模糊控制系统的组成,模糊控制的算法,其中包含模糊控制系统的原理、模糊控制器的分类及其设计元素。
最后以模糊PID复合控制在锅炉汽包水位控制中的应用说明模糊控制系统的整体设计过程,通过仿真证明了模糊控制显示出的优势。
1. 模糊控制的基本思想模糊控制是模糊集合理论中的一个重要方面,是以模糊集合化、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,从线性控制到非线性控制的角度分类,模糊控制是一种非线性控制;从控制器的智能性看,模糊控制属于智能控制的范畴[1][2]。
模糊控制是建立在人类思维模糊性基础上的一种控制方式,模糊逻辑控制技术模仿人的思考方式接受不精确不完全信息来进行逻辑推理,用直觉经验和启发式思维进行工作,是能涵盖基于模型系统的技术。
它不需用精确的公式来表示传递函数或状态方程,而是利用具有模糊性的语言控制规则来描述控制过程。
控制规则通常是根据专家的经验得出的,所以模糊控制的基本思想就是利用计算机实现人的控制经验[3]。
2. 模糊控制系统的组成及结构分析摸糊控制系统是采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭环结构的数字模糊控制系统。
智能性的模糊控制器是模糊控制系统的核心,一个模糊控制系统性能的优劣,主要取决于模糊控制器的结构,所采用的模糊控制规则、合成推理算法以及模糊决策的方法等因素[6] [7]。
模糊控制系统组成原理如图1所示。
滨江学院学年论文题目模糊控制理论及应用综述院系____滨江自控系___专业_____自动化______学生姓名_____卢林华______学号20102336022指导教师_____林屹________职称_____讲师________二O一三年十二月十日模糊控制理论及应用综述卢林华 20102336022南京信息工程大学滨江学院自动控制系,南京 210044摘要:模糊控制近来不论在理论上还是技术上都有了长足的进步,成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。
论文学习掌握了模糊控制理论的基本内容、模糊控制器的结构、工作原理等.论文学习掌握了模糊逻辑工具箱的基本组成和基本使用方法。
论文总结归纳了模糊控制技术的优点.同时论文对模糊控制的应用进行了总结、归纳,并举例进行了相应的介绍. 关键词:模糊控制理论;模糊控制器;模糊逻辑工具箱;模糊控制的应用1 绪论1.1模糊控制理论的产生自20世纪60年代以来,现代控制理论已经在工业生产过程和军事科学以及航空航天等许多方面取得了成功的应用。
但他们都有一个基本的要求,这个基本要求就是他们需要建立被控对象的精确数学模型。
随着科学技术的迅猛发展,各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高,所研究的系统也日益复杂多变。
然而由于一系列原因,诸如被控对象或过长的非线性、时变性、多参数间的强烈耦合、较大的随机干扰、过程机理错综复杂、各种不确定性以及现场测量手段不完善等,难以建立被控对象的精确模型。
对于那些难以建立数学模型的复杂被控对象,采用传统的控制方法效果并不好。
而看起来似乎不确切的模糊手段往往可以达到精确地目的。
操作人员是通过不断地学习、积累操作经验来实现对被控对象进行控制的,这些经验包括对被控对象特征的了解、在各种情况下相应的控制策略以及性能指标判据。
这些信息通常是以自然语言的形式表达的,其特点是定性的描述,所以具有模糊性。
由于这种特性使得人们无法用现有的定量控制理论对这些信息进行处理,于是需探索出新的理论与方法[1]。
电机模糊控制毕业设计电机模糊控制毕业设计在电机控制领域,模糊控制是一种常用的控制方法。
它通过模糊逻辑推理和模糊规则库来实现对电机的精确控制。
本文将探讨电机模糊控制在毕业设计中的应用。
一、引言电机是现代工业中不可或缺的设备之一,广泛应用于各个领域。
而电机控制技术的发展也日新月异,为了提高电机控制的精确性和效率,模糊控制成为了一种备受关注的控制方法。
二、电机模糊控制原理电机模糊控制的原理是基于模糊逻辑推理和模糊规则库。
首先,需要将电机的输入和输出进行模糊化,即将连续的输入和输出转化为模糊的变量。
然后,通过模糊规则库中的模糊规则进行推理,得到模糊控制器的输出。
最后,将输出进行去模糊化,得到电机的实际控制信号。
三、电机模糊控制的优势相比传统的控制方法,电机模糊控制有以下几个优势:1. 鲁棒性强:电机模糊控制可以应对系统参数变化和外部干扰等不确定因素,具有较强的鲁棒性。
2. 适应性强:电机模糊控制可以根据不同的工况和需求进行调整,适应性较强。
3. 简化建模:与传统的精确建模相比,电机模糊控制不需要准确的数学模型,简化了系统建模的过程。
四、电机模糊控制的应用案例以某电机控制系统为例,设计了一个基于模糊控制的速度调节器。
该系统的输入是电机的转速误差,输出是控制电机的电流信号。
通过模糊控制器对电机的转速误差进行模糊化处理,根据模糊规则库进行推理,得到电机的电流控制信号。
实验结果表明,电机模糊控制在不同负载和速度要求下都能够实现较好的控制效果。
无论是在低速高负载还是高速低负载的情况下,电机都能够保持稳定的转速和较低的误差。
五、电机模糊控制的发展趋势随着科技的不断进步,电机模糊控制也在不断发展。
未来,电机模糊控制有望在以下几个方面取得进展:1. 算法优化:通过改进模糊控制算法,提高控制精度和响应速度。
2. 集成化设计:将电机模糊控制与其他控制方法相结合,实现更高级的控制策略。
3. 自适应控制:引入自适应技术,使电机模糊控制能够根据系统状态自动调整控制参数。
模糊控制理论综述摘要:介绍模糊控制理论的概念、结构、历史发展、应用特点和发展概况,着重阐述模糊控制的设计,分析设计中的关键模糊控制器。
事实上,单纯的模糊控制往往达不到理想的结果,实际运用中需要将模糊控制和其他成熟的控制理论相结合,以达到最优控制的目的。
因此,各种控制系统与模糊控制的结合,分别有神经网络模糊控制、基于遗传算法的模糊控制、专家模糊控制以及混沌模糊控制等,并指出了模糊控制理论中需要解决的问题,展望了模糊控制的发展方向。
关键词:模糊控制;遗传算法;模糊控制器Keywords:fuzzycontrol;geneticalgorithm;fuzzycontroller传统控制的主要特征是基于模型的控制。
但是,随着社会的发展和科技的进步,被控对象变得越来越复杂,设计的因素越来越多,这些复杂性都难以用精确的数学模型来描述。
除了复杂性之外,往往还存在着某些不确定性,不确定性也难以用精确数学方法加以描述。
而模糊控制则能很好地处理这方面的问题。
控制论的创始人维纳提出,人之所以能胜过机器主要是因为人具有运用模糊概念的能力。
人脑的特点之一就是,能够基于过去的经验对模糊的事物进行识别和判断。
自从Zadeh教授创立模糊集合论[1]以来,模糊数学以及模糊控制的发展日新月异,能解决很多复杂和具有不确定性属性的系统控制[2]问题。
1模糊控制簡介模糊控制是以模糊数学为基础,由模糊集合论、模糊语言以及模糊逻辑[3]组成的计算机控制技术。
它属于一种非线性的智能控制,能够转化人的思维和模糊化[4]语言,实现对无法建立精确模型的被控对象的有效控制。
1.1模糊控制的基本结构如图1所示,模糊控制系统一般分为4部分。
第1部分,输入/输出接口装置,即将得到的信号进行数模变换,转变为计算机能够识别的模拟信号。
第2部分,模糊控制系统的核心模糊控制器。
模糊控制器通过给定信号将信号通过处理模糊集合、模糊规则进行清晰化处理,最后得出应有的结论。