MATLAB 电炉加热的模糊控制器设计(2)
3.6 反模糊化 13
4 炉温控制的模糊控制器设计 14
4.1 确定控制器结构 14
4.2 输入、输出变量隶属函数以及增益系数的选择 14
4.3 控制规则表的设计 15
4.4 推理机的设计 16
4.5 反模糊化接口的设计 16
4.6 软件的实现 17
4.7 MATLAB仿真 19
4.8 实验设备介绍 23
4.9 模糊器参数分析及对系统性能的影响 25
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 模糊控制的概述
由于工业过程意义走向普通化、连续化、繁杂化，许多体系极其复杂，具备高度的非线性、强耦合性、不确定性、信息不完全性和大时滞性等特征，并存在严格的约束条件，使常规控制没法获得满足的控制效果。由此，先进的工业控制手艺也就自然而然的产生了。优秀先进控制的目的便是为了解决那些普遍控制结果不好以及无法解决的繁杂工业进程控制问题。
传统意义上的控制器设计都是创立在被控制对象的准确数学模型的基础上，但是在很多情况下，被控对象的精确数学模型很难建立。有的对象很难用平常的物理或化学的规则定律来概括，有的对象影响因素良多，因素间又有交叉耦合，物理模型非常的繁杂。有一些生产过程缺少合适的测试方法或者测试工具没法进入被测地区，从而无法创建数学模型。现在研究的控制体系大多触及多变量、非线性、事变的大系统，创建数学模型很有难度，或者说不可能。系统的复杂性与控制技术的精确性产生了尖锐的矛盾[1]。
另一方面，人们注意到，对于繁杂的生产过程，即便不知道该过程的数学模型，有经验的操纵职员也可以凭借长时间的实践观测和操作经验来高效的控制。由于人的控制经验参与控制进程的成功，激起了人们对控制原理的更加深的探究。于是产生了一个疑问：是否能把人的操纵经验总结为若干个控制规则，并设计一个装配去实施这个规则，从而对体系来高效的控制。
模糊控制最主要的特点是反应人们的经验和人们的常识推理规则，而这些经验与常识推理规则是由语言来表述的。至于语言表述的这类经验，必须给出一种描写的方法，并且这种经验是丰富多样的。模糊控制规则全面考虑到大多的控制策略，是一种常识推理规则。
总体上来讲，模糊控制有如下特征：
（1）模糊控制虽说是用模糊集合理论的模糊算法，然而最后获得是精确性的、定量的条件语句的控制规律。
（2）不需要被控对象的数学模型，对某些体系来说创建模型是很有难度或者说是不可能的。
（3）比较于传统控制，模糊控制更依靠于行为规则库。因为用自然语言表述的规则更相似于人的思考方式与推理习性，因此，便于操控职员的明白和使用，更有利于人机对话，以获得高效的控制。
（4）模糊控制与计算机有密切的关系。从控制角度而言，它其实是一个有许多条件语句构成的软件控制器。如今，模糊控制还是利用二值逻辑的计算机来进行控制的，模糊控制规律通过运算，最后再进行精确性的控制。
1.2 模糊控制的起源与发展方向
1965年，美国加利福尼亚大学扎德（L.A.Zadeh）在一片论文中最先提出模糊集合概念。1973年，扎德更深入探究了模糊语言的处理，并奠定了模糊推理的理论基础。1974年，玛达尼（E.H.Mamdani）制造了用于锅炉和蒸汽机的首个模糊控制器。