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計算機模糊控制算法
第!卷第&期
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計算機模糊控制算法
姜
（南通航運職業技術學院超南通!!
摘要$對一些復雜過程難以實現自動控制，而由人來控制卻很好，文章分析了其中的原因，并將人的判定特點用模糊語言來表述，由此得到了模糊算法及過程的一個模糊模型，從而利用模糊模型和計算機來實現自動控制。
關鍵詞$模糊語言；模糊算法；模糊控制；模糊模型
中圖分類號：#!%&文獻標識碼：’文章編號：&
!引言
教授在論文“模糊集合”中，引入“錄屬函數”這個概念，來描述差異美國自動控制專家查得（/0’123456）
的中間過渡，由此誕生了模糊數學。模糊數學從它誕生的那天起，便和計算機的發展息息相關，相輔相成。利用模糊數學構造數學模型，來編制計算機程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的思維，從而提高計算機的“智力”。
現代控制理論已在諸如導彈，航空等一系列領域中得到了成功的應用。但是現實中許多復雜的工業過程往往難以實現自動控制，其困難可能來自難以對某一具體過程建立數學模型，以及由于過程的非線性，時變性或者難以測量等等，然而這些難以自動控制的過程由人來控制卻往往工作得很好。
一般來說，操作人員的控制方法是建立在直覺與經驗之上，這種方法可看成是一組探索式的判定規則，它有如下特點：
（由于在人腦判定的過程中存在著不精確這個固有特性，使人的控制動作往往不穩定，不一致以及主&）
觀隨意，因此也就很難解釋操作人員的控制行為。
（操作人員不但能對溫度、高度等簡單的度量作出反應，而且能觀察諸如顏色、氣味等復雜的度量模!）
式，甚至對無法度量的量，例如相貌也可作出反應。這些觀察均有它的主觀性，但作出控制判定正是基于這些帶有主觀性的量。
不難想象，如果我們能把直覺與經驗指導下的判斷和采取的措施總結成為一些規則，并把他們運用到控制器中，那么就可以做到用機器代替人去實現對復雜過程的自動控制。由于人的經驗往往是用自然語言來
““表述，而語言本身又帶有一定程度的模糊性。例如，很大”，較長”等詞語都帶有一定程度的模糊性，也就是
模糊語言。用模糊語言表述一組規則,模糊語句-就稱為模糊算法，它是過程的一個模糊模型。利用模糊模型和計算機來實現的自動控制系統就叫做模糊控制系統。模糊控制系統即通常所稱的模糊控制器。&模糊控制系統結構
模糊控制系統的一般結構如下圖所示。
圖&
模糊控制系統框圖收稿日期：!##%)#&)&!
作者簡介：姜超,&*
第1期姜超：計算機模糊控制算法11
圖!模糊控制器框圖
圖!中各組成部分的功能為：
如誤差論域
輸出論域&上的模糊子集’等）的賦值表，供對(和(’模糊化以及去模糊環節用。
把實際的誤差和誤差變化等分別變化成誤差論域
然后根據基本模糊子集將其模糊化為對應論域上的模糊子集。$中的元素，
#模糊規則庫裝有全部備用控制規則。
即模糊化環節得到的模糊子集）進$模糊推理環節借助于模糊規則庫中的控制規則對輸入模糊子集（
行模糊推理得出輸出模糊子集。
!%去模糊環節根據最大錄屬原則或其它方法由輸出模糊子集作出控制量變化的精確判決。模糊推理規則
模糊推理規則形式為：
)*+,-./01.231+4…435+467859.2:+
其中3.+和:+分別為;..)和%;1?…?;5和9%
該式概括了其他類型的語言信息，可詳述為以下六種情形：
!A1若規則的前提條件不完整，如：
./01.231+4…40B.23B+67859.2:+4BC5
則可將上述規則變形為
./01.231+4…40B.23B+40BD1.2EF4…405.2EF67859.2:+
其中模糊集合EF定義為：
!A!*0,)140%)部分，如：若規則的前提條件出現兩個及兩個以上“G)”EF&
./01.231+4…40B.23B+G)0BD1.23BD14…405.235+67859.2:+
則可將此規則等效為兩條規則：
./01.231+4…40B.23B+67859.2:+
./0BD1.23BD1+4…405.235+67859.2:+
再將上述規則按情形!A1處理。
!AH
!AI單純的模糊結論9.2:+可視為一條特殊的模糊推理規則：./01.2EF4…405.2EF67859.2:+
對于比較型規則，如：
0越小，9越大
可作一變換，將其轉換為“令模糊集F@#LL=越小，則比較型規則等價./J6785K型規則，%E:=越大，
于：
./0.2F@#LL67859.2%E:
!AM
對于下述的除非型規則：
*6南通航運職業技術學院學報6QQR年
!
可將其變換為：
此規則等效于
5
5
5
657
!
模糊控制系統中控制規則通常是一些用自然語言描述的條件句，例如：
如果誤差是正大，且誤差的變化是正大，則控制量的變化是負大；
如果誤差是正大，且誤差的變化是正中，則控制量的變化是負大；……；等等。
“其中“正大”、正中”和“負大”等模糊詞都可以用模糊子集來表示。因此，可以根據需要在論域8，9，:上
定義若干模糊子集，并以此作為誤差，誤差變化，控制量變化等變量的各種可能的取值或狀態。例如：記：;
;>=正小，.>=負小
;?=正中，.?=負中
;/=正零，./=負零
則上述模糊條件語句可表示為：
這些條件語句就構成了模糊控制器的控制規則。一個模糊控制器的控制規則可寫成下列形式：
…，…，
其中E
上述模糊規則可歸結為一個模糊關系H
H=#E
“運算的含義由下式定義J此處，I”
!
H1),!,K2=/
$)%8,$!%9,$K%:
如果誤差@和誤差的變化@C分別取模糊集E和
即!1:2=/!H1),!,K20!E1)20!
)%8,!%9
當8,9,:是有限論域時,即L
8=M)*,)6,…，)NO，9=M!*,!6,…,!PO，:=MK*,K6,555,K#O
那么,8,9,:上的模糊集可分別表示為一個N元,P元和#元的行向量，而描述模糊控制規則的模糊關系則表示為一個NIP行#列的距陣。
第!期姜超：計算機模糊控制算法
表!!+模糊控制規則大體如表!所示
例!設#$%&’(&)(&*(&+(&,(&!(&-(.-(.!(.,(.+(.*(.)(.’/(則#上的0個模糊子集可表示為：
12$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(*(-(0(!(-4
15$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(,(-(6(!(-(-(6(-(,4
17$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(+(-(0(!(-(-()(-(!(-(-4
18$3-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(-(’(-(!(-(-(-(-4
98$3-(-(-(-(-(!(-(’(!(-(-(-(-(-(-(-(-4
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92$3!(-(-(0(-(*(-(!(-(-(-(-(-(-(-(-(-(-4
:$%&’(&)(&*(&+(&,(&!(-(.!(.,(.+(.*(.)(.’/(而:上的6個模糊子集可表示為：
12$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(-(!(-(*(-(0(!(-4
15$3-(-(-(-(-(-(-(-(-(;(!(-(-(6(!(-(-(6(-(,4
17$3-(-(-(-(-(-(-(-(;(!(-(-(6(-(,(-(-4
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95$3-(,(-(6(!(-(-(6(-(,(-(-(-(-(-(-(-(-4
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若系統的誤差為#中的某元素#?@。
。表，也稱為查詢表（見表,）表,
3下轉第))頁4
第K期王志兵：論五年制高職數學課程建設“校本化”原則>>力相結合、個別與群體考核相結合、面向全體的基本要求與分層提高要求相結合、統一與分類側重相結合的
“考核評價體系。形成“教”、學”相輔、互動的方式，把對“學”的考核作為對“教”的考核評價的重要內容，把對
“教”的考核評價作為對“學”的考核的一部分。在數學課程建設“校本化”中，通過改革考試與評價體系，促進教學觀念的轉變，推動數學教學的改革，真正做到教學相長，相互促進。
另外，高職數學課程的“校本化”，要加強硬件與軟件建設，特別是學習包的開發，試題庫、試卷庫的建立，!
總之，高職數學課程“校本化”，必須以“高職”為根本出發點和歸宿點，才能體現高職數學課程應有的特色，才能發揮出數學課程在“高職”中的作用與效益。
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查詢表是模糊控制算法的結果，事先把它算出來，在實時控制時只要查這個表就可以了，這就是所謂的查表法。
參考文獻
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