Control 版 (精华区)

发信人: balance (靖哥哥·凉风有信), 信区: Control
标  题: 推理控制——经验的作用
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年07月06日07:33:34 星期六), 站内信件


推理控制——模糊控制起源于60年代的美国，是加利福尼亚大学的L.A.Zaoleh教授最早
提出了模糊（Fuzzy）的理论。20多年时间里，模糊控制这门新的控制技术吸引了众多的
控制工作者，在许多不同领域，如工业生产、医疗、经济、军事等部门，甚至在城市垃
圾焚烧，家用电器行业等方面得到了应用，并相应地取得了一些有益的成果。
　　模糊理论是模糊控制的核心，在模糊理论中需要把一个事物的“不确定”程度用数
学定量化地表示了出来，说明“不确定”度的大小。例如要表示大气的温度，当确定了
时间、地点后，大气温度就是唯一确定的数值，是确定的概念，但是要表明该地某一时
刻的气温是“热”、“不热”、或“适中”这些信息则是不确定的。由于人们对大气温
度的感受不同，而且感受随时间、场合的变化也不尽相同，究竟多少摄氏度才算“热”
、或“不热”并没有一个公认的定量标准或界限，因气温的变化是逐渐且连续的，不存
在突变。故大气温度“热”、“不热”、“适中”这类词语就包含了有确定的概念，致
使其分界线模糊不清，这类信息称之为模糊信息。在模糊理论中模糊信息的不确定程度
用“元函数”来表达。
　　元函数在数学上被看作是一个集合，即表示“不确定”程度的集合，称之为“模糊
集”。模糊集的边界是不确定的，该有确定性与概率论或统计学中的有确定性有本质的
不同。因概率代表某一事件发生前的不确定率，但事件发生后就变成了一个确定的值，
然而元函数即使在事件发生后也是不确定的。
　　模糊控制是一种以模糊理论为基础的反馈控制。实际上是在调节器部分应用模糊理
论来进行计算。模糊控制适用于多变量和非线性控制，它不需要求取对象的特性，能取
得比传统的控制更优异的效果，这是模糊控制的最大特点。但模糊控制需要进行相当的
运算，这种运算对于常规模拟仪表是望而生畏的。因而只有在使用DCS系统与计算机时，
才具备实现工业对象模糊控制的条件。模糊控制是一种近似推理的控制，具有人类思维
的若干特点。能够根据一系列模糊知识和数据，也即在一定的前提条件下统筹考虑控制
过程的各种控制行为，推导出符合实际、符合逻辑关系的结论。IF A and B, THEN C是
模糊控制常使用的推断语言。由于在模糊控制中的前提条件是由测量传感器得到的，故
是一些确定的值，推论的结果作为控制系统的操作变量送至执行单元，因此推论的结果
也应该是确定的数值。因为唯一能体现模糊的地方在前提条件本身，所以模糊控制是在
一些不确定的前提条件下，应用模糊理论进行模糊推断而得到一个确定的结果。因此推
论本身往往既包含确定的成份，也包含模糊的成份。如在某个特殊条件下输出应增大还
是减小，一般是确定的，但应增大或减小多少，执行速度如何，都是根据操作者的经验
总结出来的，带有很大的人为性，在一定程度上是模糊的。模糊控制适用于理论和经验
性推理，通常用于与人类判断和感觉有关的控制问题，以及难以建立数学模型的控制系
统，并应用于采用常规PID控制效果不理想的场合。
模糊智能化的洗衣机
　　由于模糊控制不需要对象的数学模型，能适用于非线性、时变的复杂对象以及多变
量系统，而且它在控制过程中能采用多个评价指标，控制原则的改变也比较容易，因而
根据熟练操作者技能总结出来的模糊控制能在许多领域发挥其特长。另外在推断原则的
制定中也可以应用人工智能、专家系统，并把专家系统的智能与熟练工人的技能相结合
。在自动化飞速发展的今天，模糊控制必定能得到更多的应用，受到更多控制工作者的
重视。
　　右图是使用模糊技术的小天鹅洗衣机。它能自动感知衣物的多少和环境温度，确定
最佳水流、最佳水位和洗衣时间；清洗程序可由三清、二清自动判别；布料吸水后可自
动补水，自动调整由于长期运转导致的水位误差。
　


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Trust love even if it brings sorrow. 
Do not close up you heart.

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 天外飞仙]