模糊邏輯控制理論(Fuzzy Logic Control Theory),簡稱模糊控制理論(Fuzzy Control Theory),這一概念1974年由L.A.Zadeh教授提出。其核心是對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)或過程建立一種語言分析的數(shù)學(xué)模式,使自然語言能直接轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的算法語言。
自20世紀(jì)60年代以來,現(xiàn)代控制理論已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程和軍事科學(xué)以及航空航天等許多方面取得了成功的應(yīng)用。但他們都有一個(gè)基本的要求,這個(gè)基本要求就是他們需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,各個(gè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)控制系統(tǒng)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求越來越高,所研究的系統(tǒng)也日益復(fù)雜多變。然而由于一系列原因,諸如被控對(duì)象或過長的非線性、時(shí)變性、多參數(shù)間的強(qiáng)烈耦合、較大的隨機(jī)干擾、過程機(jī)理錯(cuò)綜復(fù)雜、各種不確定性以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量手段不完善等,難以建立被控對(duì)象的精確模型。對(duì)于那些難以建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜被控對(duì)象,采用傳統(tǒng)的控制方法效果并不好。而看起來似乎不確切的模糊手段往往可以達(dá)到精確地目的。操作人員是通過不斷地學(xué)習(xí)、積累操作經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的,這些經(jīng)驗(yàn)包括對(duì)被控對(duì)象特征的了解、在各種情況下相應(yīng)的控制策略以及性能指標(biāo)判據(jù)。這些信息通常是以自然語言的形式表達(dá)的,其特點(diǎn)是定性的描述,所以具有模糊性。由于這種特性使得人們無法用現(xiàn)有的定量控制理論對(duì)這些信息進(jìn)行處理,于是需探索出新的理論與方法。L.A.Zadeh教授提出的模糊集合理論,其核心是對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)或過程建立一種語言分析的數(shù)學(xué)模式,使自然語言能直接轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的算法語言。模糊集合理論的誕生,為處理客觀世界中存在的一類模糊問題,提供了有力的工具。同時(shí),也適應(yīng)了自適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的迫切需要。正是這種背景下,作為模糊數(shù)學(xué)一個(gè)重要應(yīng)用分的模糊控制理論便應(yīng)運(yùn)而生了。模糊控制概念“模糊”是人類感知萬物,獲取知識(shí),思維推理,決策實(shí)施的重要特征?!澳:北取扒逦彼鶕碛械男畔⑷萘扛螅瑑?nèi)涵更豐富,更符合客觀世界。模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control),簡稱模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。模糊控制理論是由美國著名的學(xué)者加利福尼亞大學(xué)教授Zadeh·L·A于1965年首先提出,它是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),用語言規(guī)則表示方法和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),由模糊推理進(jìn)行決策的一種高級(jí)控制策。在1968~1973年期間Zadeh·L·A先后提出語言變量、模糊條件語句和模糊算法等概念和方法,使得某些以往只能用自然語言的條件語句形式描述的手動(dòng)控制規(guī)則可采用模糊條件語句形式來描述,從而使這些規(guī)則成為在計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)的算法。1974年,英國倫敦大學(xué)教授Mamdani·E·H研制成功第一個(gè)模糊控制器, 并把它應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制,在實(shí)驗(yàn)室獲得成功。這一開拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生并充分展示了模糊技術(shù)的應(yīng)用前景。
模糊控制的基本原理模糊控制是以模糊集合理論、模糊語言及模糊邏輯為基礎(chǔ)的控制,它是模糊數(shù)學(xué)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,是一種非線性智能控制。模糊控制是利用人的知識(shí)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的一種方法,通常用“if條件,then結(jié)果”的形式來表現(xiàn),所以又通俗地稱為語言控制。一般用于無法以嚴(yán)密的數(shù)學(xué)表示的控制對(duì)象模型,即可利用人(熟練專家)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來很好地控制。因此利用人的智力模糊地進(jìn)行系統(tǒng)控制的方法就是模糊控制。