MATLAB水箱水位的模糊控制研究(2)
4.1 仿真原理框图 24
4.2 工作原理 24
4.3 系统中的增益参数 26
4.4 进行Simulink仿真前设置 26
4.5 Simulink模型仿真运行结果 27
4.6 本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
1 引言
1.1 模糊控制的背景及意义
1.2 模糊控制的现状
1.3 模糊控制的展望
模糊控制理论还有两个重要问题没有解决，首先是如何获得模糊规则和隶属函数问题，其次是如何保证模糊系统的稳定性问题。总的来说，模糊控制理论以及其应用需要加强研究的主要课题有以下几点：1、模糊动态模型的辨识别方法；2、模糊预测系统的设计方法和提高运算速度的方法；3、模糊控制规则设计方法的研究；4、模糊控制器参数最优调整理论以及修正推理规则的学习方式和算法等。[3]通过我们科研工作者的不懈努力与精心研究，相信在不久的将来，模糊控制理论及其应用将会更加提高全人类的生活质量。
1.4 本文的主要任务及内容分布
本文对于模糊控制理论做了一些初步的探讨和研究，在此基础上，设计出了一种能够控制水箱水位的算法。文章的前半部分对模糊数学和模糊逻辑做了简单的介绍，采取了和经典理论对比的方式阐述了模糊控制的实质和优势，为后面的设计水箱水位控制算法做了铺垫。文章的后半部分运用MATLAB软件对水箱水位控制的算法进行了仿真，得到了仿真图像，让读者能够有更直观的了解。
2 模糊数学基础及模糊控制原理
2.1模糊集合
在这个世界上，有的概念是明确的，但也有的概念是模糊的，很多事物都具有模糊、非定量的特点，模糊性是普遍存在的[4]。我们不能一概而论的用精确的眼光去看待、用精确的手段去处理所有问题，具体问题具体分析，模糊性的问题自然要用模糊的手段解决。
集合是现代数学最重要的工具之一，要研究模糊集合，让我们先来看看经典集合的概念。集合的定义：给定一个论域U，我们把论域U中都具有某种属性的全体元素称为U上的一个集合。[5]简而言之，经典集合就是指具有某特性的对象的全体。我们可以利用0,1二值逻辑（一般来说0代表不属于，1代表属于）来表示一个对象是否属于一个集合。
经典集合讲的都是确切的概念，论域中的元素要么属于这个集合，要么不属于，二值逻辑的取值不是0就是1。但正如上文所说的，一个概念的外延是不明确的，很多问题的答案是模糊的，比如，55岁的人是否属于老年人？这个问题的回答是或者不是都不太合理，关于怎样是属于老年人，我们并没有明确的界定。
像这种边界不明确的集合就称作模糊集合，不明确的说对象属不属于一个集合，而是讨论这个对象隶属于这个集合的程度。具体定义如下：X是给定的一个论域，对于X上的一个模糊集合A,是指对于任意的x属于X，都一一对应了一个隶属函数 ，隶属函数的取值范围是 ，它表示x隶属于A的程度。模糊集合A可用式2.1表示为：
A= + + +… （2.1）
例如：文具= + + + +
其中论域U为离散有限域{ … }， 表示论域中元素 隶属于模糊集合A的隶属度 和元素 之间的对应关系。
2.2 模糊集合的运算
经典集合中存在着交集、并集、补集等概念，那么这些经典运算中的概念能否移植到模糊集合上来呢？如何扩充才更符合实际？这是一个很深刻的问题，扩充的方法也并非唯一，如果能够回答这些问题，我们在模糊集合的研究上就能更多的参考经典集合，带来了极大的便利，目前使用较多的模糊集合概念仍是扎德给出的定义。[6]