模糊控制算法-

通过模糊算法、正确、正确： accurate正确： exact确定： determine、ensure、1、定义：现实对象的分析处理数据，建立模糊型数学模型用隶属关系使数据要素的集合灵活为模糊集合，确定隶属函数，进行模糊统计取决于经验和人的心理过程，但它多通过心理测量来进行，它研究事物本身的模糊性。 所谓“暧昧”，是指客观事物之间的差异中间转移时，边界不明确，所表现出的“又互相”性。 “模糊”与“正确”形成了对比。 模糊数学不是模糊数学，而是使用数学工具来说明和分析模糊现象。 模糊数学是对古典数学的扩展，它基于古典集合理论导入“隶属函数”的概念，记述事物对模糊概念的依赖度。 1、模糊控制是什么？ 所谓模糊控制，是对用现有的规则难以记述的复杂系统，用自然语言(例如大、中、小)来记述，通过用定性、不正确、模糊的条件句来表现，模糊控制是基于语言的智能控制，2、为什么采用模糊控制？ 传统的自动控制器的综合设计基于被控制对象的正确数学模型(即传递函数模型或状态空间模型)，但实际上很多系统的影响因素很多，油气混合过程、缸内燃烧过程等)很难找到正确的数学模型。 在这种情况下，模糊控制的产生很重要。 因为模糊控制不需要建立数学模型，所以不需要事先知道过程的正确的数学模型。 模糊控制技术，如汽车空调对智能化汽车的开发是不可或缺的：人体舒适的模糊性和空调的复杂系统，3，模糊控制的特征1 )不知道控制对象的数学模型，2 )反映人的智能思考的智能控制，3 )结构被接受把各种传感器测定的正确量变换为适合模糊运算的模糊量，并且，用模糊控制器运算这些量，最后把运算结果的模糊量变换为正确的量，对各致动器进行具体的操作控制。 在模糊控制中，模糊量和精度量之间存在相互变换的问题，模糊控制原理图，s:系统的设定值。 x1，x2:模糊控制输入(精确量)。 X1、X2:模糊量化处理后的模糊量。 经过U:模糊控制规则和近似推论得到的模糊控制量。 u:是在模糊判决后获得的控制量(精确量)。 y:对象的输出。 工作顺序：输入量变得模糊，建立模糊规则，模糊推论的输出量变得模糊，3，模糊控制的特征适用于难以得到正确的数学模型的被控制对象，也可以表现为语言变量控制器属于智能控制的范畴。 该系统特别是非线性、时变、滞后系统的控制抗干扰能力强，响应速度快，对系统参数变化有很强的鲁棒性。 二、模糊控制在汽车应用方面，1、ABS防抱死系统：状况变化和轮胎非线性2、汽车巡航系统：外部负荷扰动、汽车质量和传动系统效率不确定性、被控制对象强非线性3、汽车空调：人体舒适性的模糊性和空调复杂结构4， 半主动悬架：系统参数不稳定性5，在发动机、三，汽车空调系统中的应用，对汽车空调系统的要求：技术性能和控制性能优异，满足人体舒适性要求的节能自动控制的应用是实现这两个要求的重要方法。 经典控制理论：建立数学模型的现代控制理论：状态方程空调是典型的交换系统，结构和内部物理过程复杂，很难建立准确的数学模型。 因为汽车空调的工作条件变化，如果用传统的控制方法例如：PID进行控制，就不能得到好的控制效果。对环境干扰鲁棒性好，可以抑制非线性因素对控制器的影响，控制过程： 1、基于温度传感器和湿度传感器测得的温度、湿度，基于人体的舒适感，模糊校正车厢温度2、基于设定温度和实测温度，根据模糊控制原则推断控制输出4 .根据门的开闭状况，修正控制输出，全空调型客车的空调原理图，1、来自外部的进气2、吹出口3、蒸发器风扇：4的蒸发器芯5、热水器芯：6、温度门：7、吹出口：8，车内的换气，模糊控制是基于语言的模糊语言集的结构： t=负大、负小、零、正小、正大用模糊语言变量e描述偏差，或者负大的NB(NegativeBig )、负的中NM(NegativeMedium )、负的小的NS(NegativeSmall )。 用符号表示正的小PS (正的medium )、正的PM (正的Pb )，并创建T(E)=NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB和隶属函数： 参数的对应子集是指由参数人为划分的等级构成的一系列模糊集合。 相应的子集的数量由控制精度决定。 例如，参数“温度差”的对应子集可以是“正大、正小、负小、负大”，也可以是“正大、中间、正小、负中、负大”，后者比前者模糊的子集多，因此控制精度高(其他条件相同的情况)。 温度偏差x的对应的子集为正大： u()=1-1/(1 0.5X2)(X0)正中： u()=1/(1 (x-2)2)(X0)正小： u()=1/(1 (x-1)2)(X0)正小： u(x)=1/(1.5x2)(x0 (1 (x 1)2)(X0 )负中： u()=1/(1 (x 2)2)(X0 )负大： u(x1)=1-1/(1.5x2)(x0 )、1 )专家经验2 )熟练工人经验3 )控制对象的模糊模型、温度偏差e的成员函数、温度变化控制输出量u的隶属函数、基于一般集合的温度的定义模糊集合温度的设定、汽车空调模糊控制系统的控制执行机构压缩机、蒸发器风扇、电子膨胀阀控制目标：压缩机能量调节机构控制其排出量的蒸发器风扇控制车内的送风量执行机构和控制量之间存在相互作用，增加了控制的复杂性。汽车空调的模糊控制框图、模糊控制规则：(根据人工经验设定)根据温差和温差的变化率设定等级，导出压缩机排量、膨胀阀开度和风扇转速的等级。 (1)温度差为“正大”的话，温度差的变化率为“负小”，可以认为机器的冷冻力严重不足。 运转状态设定为：压缩机排出量为“最大”，膨胀阀开度为“最大”，风扇转速为“最大”。 (2)如果温度差为“正中间”，温度差变化率为“正大”，则认为机械的冷冻力不足，运转状态设定为：压缩机排出量为“大”，膨胀阀开度为“大”，鼓风机转速为“大”。 (3)如果温度差为“正小”，温度差变化率为“正中”，则认为机械的冷冻力不足，运转状态被设定为：压缩机排出量为“中”，膨胀阀开度为“中”，鼓风机转速为“中”。温差的变化率与对应的子集数和温差相同，只要都是8个，这种类型的规则有64条，模糊控制规则表、模糊控制规则确立基本思想：误差大或大时，主要是尽快去除误差，误差小时，控制在将误差增大为负的情况下，误差有负变大的倾向，为了尽快消除以往的负的大误差，抑制误差变大，控制量增大为负，即使阻尼器开度最小，也减少通过加热器的风量。 控制步骤：.计算温度差x、温度差的变化率、x是正确的控制输入。求出控制输入x，对应的子集的成员资格，把精确的控制输入转换成模糊量。 例如，x=1， 若设为=0.1/min，则x对该子集的属性度与正大： u(x)=0.33正中： u(x)=0.5正小： u(x)=1正小： u(x)=0.67其他子集： u(x)=0同样地，也能够算出对该子集的属性度，例如=0.9正小： u()=0.0例如，对于如上所述设定的模糊控制规则、控制输入组y=x=1、x=0.1/min的该条件部分的成员资格度，规则的条件部分： u(y)=0对规则的条件部分： u(y)=0 通过前面的步骤计算出的规则条件部分的所属度u(y )，可以直接求出相应规则的结论部分对相应子集的所属度。 例如，关于规则，若知道y对条件部分的成员资格u(y)=0.8，则压缩机排出量f对中排出量成员资格u(F)=0.8、风扇转速v对中转速成员资格u(v)=0.8、膨胀阀开度n对中转速考虑到所有相关联的结论部分，可以获得控制输出对对应的子集的隶属度。 例如，压缩机排出量f属于对应子集的所属度，最大： u(F)=0大： u(F)=0.1中： u(F)=0.7最小： u(F)=0.1，模糊推理规则，模糊量化基于锐度量输出、输出模糊量、重心法的原则，进行模糊控制表一般的汽车空调的模糊控制可以节省15%20%。 控制过程： 1、基于温度传感器和湿度传感器测得的温度和湿度，基于人体的舒适性，对车厢温度进行模糊修正；2、基于设定温度和实测温度，根据模糊控制原则推论控制输出；3、基于室外温度、乘车满员率对控制输出进行热负荷模糊修正。 4 .根据门的开闭状况，修正控制输出，控制过程： 1，基于由温度传感器和湿度传感器测得的温度和湿度，基于人体的舒适感，模糊修正