模糊控制工程论文范文

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1模糊控制工程应用的核心问题研究

1.1强耦合多变量问题

工业生产中，我们多半会遇到强耦合多变量问题，它不像单变量那么单一，条件和环境都比较好控制。从多变量的对象来看，被控对象、控制器以及测量和执行元件都有可能涉及到，构成了复杂的网络结构。各变量之间多数存在耦合关系，耦合的强度有大有小。耦合强度较小时比较好控制，多半以一种线性独立的方式来控制。当耦合强度超出了系统的控制范围，就不可小觑了，如果继续发展下去就会造成系统的不稳定。

1.2模糊控制规则和参数对实际应用的影响

研究人员根据其丰富的实践经验和理论知识研制出模糊控制器，并将其应用在电子技术方面。在实际操作过程中，模糊控制的规则获得和参数的选取在决定技术推广应用中起到关键作用。但是，由于专家经验的缺乏和逻辑判断的失误，往往会导致模糊控制规则应用的不完全，同时影响到相关参数的改变，这样就直接关联到最终结论的不准确和整个系统的效果减弱。由此可见，模糊控制规则起着举足轻重的作用。

1.3模糊控制器的精度控制

模糊控制器具有很多优点，因为其鲁棒性良好、非线性控制特性而受到欢迎。但它也存在一些不足，比如余差的客观存在、在稳定性控制方面精度较低等。特别是在控制精度上，受到被控对象性能的约束，所面临的标准是日趋增加。就拿电液混合位置伺服系统来说，液压缸的工作频率如果超过50Hz，就得调整位置精度值在30um范围内。

2模糊控制工程应用的问题解决方案

2.1强耦合多变量问题的解决方法

强耦合多变量问题是模糊控制工程中常见的问题，遇到这种情况专家通常采用分层多规则集法。多个变量的输入所导致的控制作用未必都相同，过程状态的判断可以依据全局变量，而且过程状态又是由不同的控制规则来决定的，所以使得这样的控制更加专一，也能收获到良好的效果。全局变量外还有一种辅助变量，即局部变量。这种变量是由模糊推理语句构成的一个具有一定规则的集合，在整个模糊控制系统中，其主要是作为高层规则集合进行使用，主要功能是判断系统运行的过程状态；而低层规则集合则主要是针对不同的过程运行状态进行的一个模糊控制。其中低层模糊集合在使用过程中，主要是将系统中受控变量或者是与之相关的过程变量进行控制，这就是局部变量的具体内容。模糊控制工程是将全局变量和局部变量相结合的一种特殊工程应用系统，可以对一个层次上的多个简单的模糊变量进行分解，完成一个规则集合的变量控制。多变量模糊控制器可以通过这样一种方式来描述：在高层：（过程状态判别规则集RR）if过程状态是K，then控制规则为Rk。在低层：（控制规则Rk）ifE=EkiandEC=ECkj，thenU=Ukq通常情况下，分层多规则集模糊控制器的规则集合都是有各自的结构组成。在低层，各过程状态下的控制规则集合常常以单变量模糊控制器的形式存在，不同过程状态中，它们表现出的特点不一样，控制规则的建立是以这些特点为基础的。在高层，过程状态或者工艺阶段区分的规则建立是需要相关的经验积累以及生产过程中的机理分析协助完成的。

2.2模糊控制规则和参数影响的解决方法

模糊控制器的设计规则和参数的优化关联到输入变量的合理选择和组合模式，另外模糊变量论域的合理划分以及模糊变量录属度函数的设计也对其有一定的影响。这些工作的成败也决定着模糊控制是否能很好地应用在实际的工程中。关于参数的优化，有专家给出了遗传算法如录属度函数的形状和量化因子等这种方式来进行控制。模糊控制的应用比较广泛，船舶的自动驾驶也可以使用这种设计模式。因为影响自动驾驶的因素相互耦合，导致模糊规律的获得会出现困难的局面，故多数专家采用遗传算法来实现模糊推理规则的制定，从而帮助船舶稳定驾驶。

2.3模糊控制器的精度控制方法

模糊控制器的精度控制方法有很多，很多研究者是采取增加各样的积分器来减少模糊控制器的稳定状态误差，从而达到提高控制精度的目的。有专家采用增加前馈积分项来控制伺服系统，也有专家是采用增加动态积分项来控制输出，从而使系统的控制性能增加。当然，积分项的增加可以将模糊控制器的精度控制提高，但是它也有不利于系统的一面，那就是会增加超调等。所以，使用的专家应该合理选择。另一种比较普遍的方法就是通过调整模糊控制参数来提高模糊控制器的稳态精度。调整参数可以从两方面做起，一个就是在线调整，采用的是自适应的机制；另一个就是采用优化方案来优化参数，可以在线亦可以离线处理。

3结束语

模糊控制技术作为一种高新技术在各个领域都有广泛的应用。例如模糊洗衣机、模糊空调、模糊微波炉、模糊照相机等。虽然它的功能极其强大，但在实际应用中也会遇到各种问题，以上详述了模糊控制工程应用中出现的核心问题以及解决方案，当然，更好的方案有待提出。

作者：巴特尔单位：内蒙古工业大学工程训练中心