大学毕业答辩毕业论文-模糊控制理论讲义应用研究

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"。