模糊控制——理论基础(1)

1、模糊控制

模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于一个熟练的操作人员,他往往凭借丰富的实践经验,采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。若能将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述,并用语言表达出来,就会得到一种定性的、不精确的控制规则。如果用模糊数学将其定量化就转化为模糊控制算法,形成模糊控制理论。

2、特点

(1)模糊控制不需要被控对象的数学模型。模糊控制是以人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器,故无需知道被控对象的数学模型。

(2)模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。模糊控制采用人类思维中的模糊量,如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等,控制量由模糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活动的体现。

(3)模糊控制易于被人们接受。模糊控制的核心是控制规则,模糊规则是用语言来表示的,如“今天气温高,则今天天气暖和”,易于被一般人所接受。

(4)构造容易。模糊控制规则易于软件实现。

(5)鲁棒性和适应性好。通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制。

3、模糊集合

模糊集合是模糊控制的数学基础。

模糊集合的表示

①    模糊集合A由离散元素构成,表示为散元素构成,表示为:

② 模糊集合A由连续函数构成,各元素的隶属度就构成了隶属度函数(Membership Function),此时A表示为:

在模糊集合的表达中,符号“/”、“+”和“∫”不代表数学意义上的除号、加号和积分,它们是模糊集合的一种表示方式,表示“构成”或“属于”。

模糊集合是以隶属函数来描述的,隶属度的概念是模糊集合理论的基石。

 例3.1 设论域U={张三,李四,王五},评语为“学习好”。设三个人学习成绩总评分是张三得95分,李四得90分,王五得85分,三人都学习好,但又有差异。

若采用普通集合的观点,选取特征函数

  此时特征函数分别为 C(张三)=1,C(李四)=1,C(王五)=1。这样就反映不出三者的差异。假若采用模糊子集的概念,选取[0,1]区间上的隶属度来表示它们属于“学习好”模糊子集A的程度,就能够反映出三人的差异。

采用隶属函数 μ(x)=x/100,由三人的成绩可知三人“学习好”的隶属度为 C(张三)=0.95,C(李四)=0.90,C(王五)=0.85。用“学习好”这一模糊子集A可表示为:

A={0.95,0.90,0.85}

其含义为张三、李四、王五属于“学习好”的程度分别是0.95,0.90,0.85。

例3.2 以年龄为论域,取X=[0,100]。Zadeh给出了“年轻”的模糊集Y,其隶属函数为:

通过Matlab仿真对上述隶属函数作图,隶属函数曲线如图3-1所示。

 4、模糊集合的基本运算

由于模糊集是用隶书函数来表征的,因此两个子集之间的运算实际上就是逐点对隶属度作相应的运算。

(1)空集

模糊集合的空集为普通集,它的隶属度为0,即:

(2)全集

模糊集合的全集为普通集,它的隶属度为1,即

(3)等集

两个模糊集A和B,若对所有元素u,它们的隶属函数相等,则A和B也相等。即

(4)补集

若 为A的补集,则:

(5)子集

  若B为A的子集,则

(6)并集

  若C为A和B的并集,则

一般地,

(7)交集

若C为A和B的交集,则

一般地,

注意:模糊集合的运算符虽然和数学上集合的符号相同,但意思完全不同

(8)模糊运算的基本性质

5、模糊算子

模糊集合的逻辑运算实质上就是隶属函数的运算过程。采用隶属函数的取大(MAX)-取小(MIN)进行模糊集合的并、交逻辑运算是目前最常用的方法。但还有其它公式,这些公式统称为“模糊算子”。

设有模糊集合A、B和C,常用的模糊算子如下:

原文地址:https://www.cnblogs.com/long5683/p/9961073.html

时间: 2024-11-02 01:31:49

模糊控制——理论基础(1)的相关文章

模糊控制——理论基础(3模糊关系及其运算)

1.模糊矩阵 例3.6  设有一组同学X,X={张三,李四,王五},他们的功课为Y,Y={英语,数学,物理,化学}.他们的考试成绩如下表: 取隶属函数 μ(u) =u/100,其中u为成绩.如果将他们的成绩转化为隶属度,则构成一个x×y上的一个模糊关系R,见下表. 该矩阵称作模糊矩阵,其中各个元素必须在[0,1]闭环区间上取值.矩阵R也可以用关系图来表示,如图3-10所示. 2.模糊矩阵运算与模糊关系 3.模糊矩阵的合成 所谓合成,即由两个或两个以上的关系构成一个新的关系.模糊关系也存在合成运算

细菌觅食优化算法:理论基础,分析,以及应用(未完)

原作者:Swagatam Das,Arijit Biswas,Sambarta Dasgupta,和Ajith Abraham  [摘 要]细菌觅食优化算法(Bacterial foraging optimization algorithm[BFOA])已经被分布式优化和控制的同行们当作一种全局性的优化算法接受.BFOA是由大肠杆菌的群体觅食行为所启发而总结出来 的.BFOA已经吸引了足够多的研究者的注意,由于它出现在解决真实世界中一些应用领域上优化问题的高效性.E.coli 的群体策略的生物基

软件测试工程师理论基础(一)

软件工程师理论基础和如何写测试用例(以登录界面和QQ个人聊天界面为例) 软件测试 定义:人工或自动化 运行或测试 过程 测试用例 目标: 1.确保软件质量 2.提供信息 3.保证开发过程 对象:程序+所有过程文档(可行性报告.项目实施计划.软件需求说明书.系统功能说明书.概要设计说明书.详细设计说明书等) 原则: 1.尽早.不断 2.pareto原则 3.不是所有的软件错误都是能修复的,但是还是要提交所有bug错误的文档 4.由小到大 5.避免开发人员自己测试自己的代码 6.追溯至客户需求 7.

AngularJS理论基础

AngularJS理论基础 AngularJs是一个用于设计动态web应用的结构框架. 它是一个框架,不是类库,是像EXT一样提供一整套方案用于设计web应用.它不仅仅是一个javascript框架,因为它的核心其实是对HTML标签的增强.使你能够用标签完成一部分页面逻辑,具体方式就是通过自定义标签.自定义属性等,这些HTML原生没有的标签/属性在ng中有一个名字:指令(directive).web应用能为用户提供丰富的操作,能够随用户操作不断更新视图而不进行url跳转.ng官方也声明它更适用于

软件优化理论基础以及方法论小结.

就像我其他博文中说的,对于软件的优化除开算法,全部都是为流水线服务的.所以优化的时候要时刻记住一这点.由于优化的东西比较杂,我写的不是很好,所以在文章的最后,我会试着提炼出一些通用性的原则. 由于之前在WPS上写的,所以代码没有用模版来排版,各位看官就将就着看吧..我也只是为了提炼一次知识,真正的优化还是认真看一遍书来的好. 有哪些方法优化软件? 通常有两种方式,一种是通过编译器,另一种则是自己写.因为编译器会考虑到特殊情况,所以能做的优化很多时候并不是特别多.这时候就需要自己写优化来帮助 一.

驳“中医之所以是伪科学,是因为中医跟现代主流科学理论不相容,以及中医的理论基础阴阳五行理论的概念跟经验世界不能一一对应”【转载】

作者:燃烧的大木 时间:2017-04-26 12:25:34 地址:http://bbs.tianya.cn/post-worldlook-1777340-1.shtml#54643636 本理论一出,世间再无人能反对中医(本帖子出来不到一天被隐藏,发帖的帐号被封杀) 为了方便后面的论述,我先把中医反对者们的理由总结一下:中医之所以是伪科学,是因为中医跟现代主流科学理论不相容,以及中医的理论基础阴阳五行理论的概念跟经验世界不能一一对应.他们能论述到的“不相容”,还仅仅限于无法用主流科学理论的概

HTML理论基础:

 HTML理论基础: 采用B/S计算模式开发的应用程序我们一般称为Web应用程序. 网页的结构部分:结构的定义使用HTML语言(超文本标记语言Hyper Text Mark Up Language). 网页的表现部分:编写文档表现形式的语言是CSS语言(层叠样式表Casading Style Sheet). 网页的行为部分:标准的脚本语言JS(Java Script). 访问网页上所有对象:DOM(文档对象模型Document Object Model). (均由W3C定义) HTTP协议(超文

使用MATLAB生成模糊控制的离线查询表

1.打开模糊控制工具箱,编辑输入输出变量的隶属度函数和模糊控制规则,如下图所示,导出为fuzzy_control.fis文件. 2.打开Simulink模块,建立下图所示的系统框图,两输入,一输出,处理模块是Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer(或者Fuzzy Logic Controller). 3.在MATLAB窗口命令下输入fuzzy=readfis(‘fuzzy_control’)将之前建立的模糊控制器加载到工作空间,将Simulink中模糊控制模

自动化理论基础(上)

入行测试大约两个月了,目前一直是纯手工测试,手工写用例.手工测试,每天重复性的做着一些工作,觉得甚是没劲,且超级没有安全感,自己的可替代性太强了,随便一个人都可以做我现在的工作.为了让自己变得更有价值,所以决心开始学习自动化测试.目前主要看一些网上的公开课视频,觉得吴老的公开课做的挺不错的,可以学习一下,因为PPT不分享,所以就将视频整理成文字版跟大家一起分享下. <自动化理论基础(上)>,一个半小时的视频,word整理了6页左右. 一.需要的基本知识 HTML CSS Javascript